Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dringend: Brauche ich eine Schutzdiode?


von Joachim (Gast)


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Ich habe einen Gleichstrommotor zum Lenken einer fahrbaren Hebebühne. 
Die Schaltung mittels Transistoren ist hinüber und ich kann den Fehler 
nicht finden. Nun brauche ich aber schon morgen die Maschine zur Ernte 
und habe mir eine Schaltung mittels Relais ausgedacht (siehe Anlage). 
Dabei wird entweder nur das mit 1 gekennzeichnete 5V-Relais geschaltet 
(Motor linkslauf) oder alle drei gleichzeitig (Motor rechtslauf). Ich 
bin beim Ausprobieren stutzig geworden, da komischerweise bei 
ausgeschaltetem Relais 1 noch Spannung an den Anschlüssen des Motors 
anliegt und zwar wenn ich den Motor ausstecke (ca. 8 Volt). Wo die 
herkommt, kann ich mir beim besten Willen nicht erklären, aber sie 
reicht nicht aus, auch nur eine kleine KFZ-Leuchtbirne zu betreiben. Bei 
angeschlossenem Motor kann ich keine Spannung mehr messen.  Die 
Schaltung funktioniert soweit, aber ich möchte nicht auch noch den Motor 
oder sonstwas schrotten. Etwas recherchieren hat mir den Begriff 
Schutzdiode gebracht. Brauche ich so etwas für meine Schaltung?

Kann mir bitte jemand zeitnahe sagen, ob ich da noch was machen muss, 
sonst weiß ich nicht, ob ich mich morgen trauen soll, die Familie 
arbeiten zu lassen?

Danke
Joachim

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Es wäre vermutlich eine gute Idee, die Kontakte der Relais mit einem 
'Snubber' etwas zu entlasten, das ist eine Reihenschaltung von 
Widerstand und Kondensator. Der Widerstand soll dabei den Impulsstrom 
durch den Kondensator begrenzen, die Schaltung wird über den 
Schaltkontakt gelegt.

Aus dem Bauch heraus könnte 2,2 Ohm - 10 Ohm/1-2W und ein Kondensator 
von z.B. 0,47µF - 2,2µF/100V eine brauchbare Kombination sein.

Es geht aber auch ganz ohne. Wie gesagt, der Snubber entlastet die 
Kontakte des Relais.

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Joachim schrieb:
> da komischerweise bei
> ausgeschaltetem Relais 1 noch Spannung an den Anschlüssen des Motors
> anliegt und zwar wenn ich den Motor ausstecke (ca. 8 Volt).

Vielleicht ist parallel zum Motor noch ein Kondensator verbaut (zur 
Entstörung). Du kannst ja mal, wenn die 8V messbar sein, mit einem 
Widerstand (z.B. 500 Ohm .. 10K) die 8V "kurzschließen". Wenn die 8V 
dann auf 0 zurückgehen, ist es ein Kondensator gewesen.

Joachim schrieb:
> Etwas recherchieren hat mir den Begriff
> Schutzdiode gebracht. Brauche ich so etwas für meine Schaltung?

Du meinst vermutlich die Freilaufdiode, die anti-parallel zur 
Relais-Spule gelegt wird. Sie schützt die Ansteuerung der Relais vor 
einem Spannungsimpuls, der entsteht, wenn das Relais ausgeschaltet wird.

Wie steuerst du die Relais denn an?

: Bearbeitet durch User
von Forist (Gast)


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Joachim schrieb:
> 20161028_183137.gif
> 4,24 MB, 11 Downloads

OmG muss das schwierig sein, Bildformate vernünftig zu benutzen. Was 
an dem rauschigen Hintergrund deiner Schaltung ist so erhaltenswürdig, 
dass du unbedingt ein Bildformat mit einem verlustfreien 
Kompressionsverfahren dafür verwenden musst?

von Joachim (Gast)


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Verzeihung wegen des Bildformates, ich habe diverse Seiten zum 
Konvertieren gesucht, war aber erfolglos im Komprimieren.

Die Relais habe ich mit einem Arduino geschaltet, getrennt mit Strom 
versorgt, so um 7 Volt. Die Freilaufdiode habe ich gemeint, war auf der 
Seite aber mit Transistor geschaltet.

von Joachim (Gast)


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Und die Diode war in den Motorkreislauf geschaltet, der Motor mittels 
Transistor geschaltet. Vielleicht, so habe ich mir gedacht, braucht es 
die bei einem Schaltrelais nicht?

von Joe F. (easylife)


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Joachim schrieb:
> Die Relais habe ich mit einem Arduino geschaltet, getrennt mit Strom
> versorgt, so um 7 Volt. Die Freilaufdiode habe ich gemeint, war auf der
> Seite aber mit Transistor geschaltet.

Wie sieht diese Ansteuerung genau aus? Ich verstehe es gerade nicht 
ganz.
Freilaufdioden benötigt man immer da, wo induktive Lasten per Halbleiter 
gesteuert werden.
Sowohl ein Motor als auch eine Relaisspule sind solche induktiven 
Lasten.

Tip: auch ohne großartige Bildbearbeitungsprogramme kann man immer 
folgendes tun:
Kontrast anpassen, Farbe rausnehmen wenn möglich, Größe und Auflösung 
des Bildes auf notwendiges Maß bringen.
Fotos als JPG speichern.
Anbei dein erstes Bild nochmal, diesmal mit 19KB

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Matthias S. schrieb:
> Es geht aber auch ganz ohne. Wie gesagt, der Snubber entlastet die
> Kontakte des Relais.

Wenn vorhanden, funktionsgleiche Kontakte in Serie schalten.
Abreißfunke erlischt schneller (Kontaktabstand, Zeit).

von fuchs (Gast)


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Beispielschaltung Polwendung

von fuchs (Gast)


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Beispiel Motor mit Freilaufdioden

von fuchs (Gast)


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Beispiel Relais mit Freilaufdiode

von Joachim (Gast)


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Der Arduino-Microcontroller wird über eine 6V-Batterie versorgt. Er 
schaltet ein Relais-Shield mit 8 Relais. Dieses wird getrennt mit einem 
DC-DC Wandler (variabel, Ausgang ca 7V) aus dem 24V-Kreislauf versorgt 
(gemeinsame Masse). Beim Linkslenken wird nur das Relais 1 von einem 
Arduino digital Pin eingeschaltet. Beim Rechtslenken werden zudem die 
beiden anderen Relais geschaltet mit einem anderen Pin geschaltet, 
wodurch sich die Polarität des Kreislaufs ändert und er gleichzeitig 
geöffnet wird.

von Joachim (Gast)


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Mann, danke, so schnell kann ich ja gar nicht lesen. Ich schaue mir 
jetzt mal die Schaltpläne an und versuchs zu kapieren...!

von Joachim (Gast)


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Das zweite Schaltbild scheint genau das zu sein, was ich brauche, oder? 
Scheint so einfach, wieso komme ich da nicht selber drauf?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Eine kompliziertere Schaltung zur Polwendung habe ich noch nicht 
gesehen. Eigentlich fehlt noch ein Relais in Reihe, um den Strom in die 
andere Richtung auch unterbrechen zu können ...


Freitag. Oder?


Gruß

Jobst

von Jobst M. (jobstens-de)


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Joachim schrieb:
> Das zweite Schaltbild scheint genau das zu sein, was ich brauche, oder?

Alle, außer Deinem zeigen das Selbe.
Beim Letzten ist noch ein FET zur Geschwindigkeitseinstellung vorhanden.


Gruß

Jobst

: Bearbeitet durch User
von Joachim (Gast)


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Naja, aus Erfahrung wird man schlau, oder?

von Joachim (Gast)


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Danke jedenfalls. Eine Frage noch: Kann ich vielleicht inzwischen einen 
Tag lang mit meiner Schaltung ohne Dioden fahren, sonst muss ich heute 
noch runter...?

von Joe F. (easylife)


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Wird sich zeigen. Im Zweifel brauchst du halt ein neues Relais-Shield.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Joe F. schrieb:
> Im Zweifel brauchst du halt ein neues Relais-Shield.

Wieso? Er hat doch 8 Relais auf einem Shield. Die kann er doch erstmal 
alle aufbrauchen!?

Erinnert mich an Blitzwürfel ... :-D



Gruß

Jobst

von ASM Superprofi (Gast)


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Elektronik ist eigentlich eher robust, wenn man sich nicht ganz blöd 
anstellt. Arduino-Zeug ist obendrein eher für Anfänger gemacht. Ich 
würde mich wundern, wenn da nicht schon jede Menge Schutzzeug im Shield 
eingebaut ist, allein um die ganzen Kundenbeschwerden zu vermeiden.

Ich würds einfach riskieren. Der Abreissfunke ist jetzt auch nicht die 
Welt bei 24V. Die halten schon was aus.

Das mit den 8V kannst du wirklich gut mit einem Widerstand testen. Nimm 
1k und halte kurz dran. Ist die Spannung danach weg, war es irgend ein 
Kondensator.

von ASM Superprofi (Gast)


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Wär vielleicht noch sinnvoll, den Link zum Relais-Shield zu posten. Es 
gibt viele verschiedene. So kann man vielleicht schon sagen, ob und 
welche Schutzbauteile bereits integriert sind.

von ASM Superprofi (Gast)


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Appropos "24V sind nicht die Welt"....
Wie viele Amps fliessen da eigentlich? Hängt ja auch eher davon ab ;)

von ASM Superprofi (Gast)


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Argh da will man mal nicht ausholen und verheddert sich dabei direkt mal 
in Bullshit.

Ob du einen Tag ohne Diode fahren kannst oder nicht, hängt ab von:

Der Anzahl der Schaltzyklen (jeder Schaltzyklus haut dir Materie aus dem 
Kontakt)

Dem Strom (je mehr Leistung der Motor zieht, desto mehr Strom fliesst. 
Mehr Strom = höhere induzierte Spannung = stärkerer Abrissfunke)

Der Induktivität (je mehr Induktivität, desto mehr Spannung)

Ich glaube aber, dass du das heute nicht mehr alles verstehen wirst. 
Ausprobieren ist da wohl das einfachste. Wir reden hier aber schon nicht 
von 24V/10A, oder?

von ASM Superprofi (Gast)


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Wegen den 8 Volt nochmal... Wenn da irgendwo schon eine Schutzdiode 
eingebaut ist, können die 8V auch daher kommen. Dioden haben einen 
minimalen Leckstrom, du hast aber als Last nur dein Multimeter mit 10M 
angeschlossen. Das könnte man rausfinden, indem man 1k parallel schalten 
und während die 1k dran sind die Spannung misst.

1. Die Spannung sinkt auf 0 und nach Abnehmen der 1k steigt die Spannung 
wieder auf 8V an: Ein Bauteil mit Leckstrom ist eingebaut. Könnte 
wirklich eine Diode sein.

2. Die Spannung bleibt auf 8V: Da fliesst Strom, wo keinen fliessen 
sollte. Das muss man abklären!

3. Die Spannung sinkt auf 0V und bleibt auf 0V beim Abziehen des 
Widerstands: Kondensator.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Joachim schrieb:
> sonst weiß ich nicht, ob ich mich morgen trauen soll, die Familie
> arbeiten zu lassen?

Notaus ist vorhanden?


Gruß

Jobst

von Joachim (Gast)


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Danke nochmal. Also ich werde es vielleicht noch morgen austesten. Aber 
ich habe auch gemerkt, dass mein Schaltplan gar nicht so anders ist als 
der im Bilde: nur ein zusätzliches Relais. Wenn ich das weglasse und 
eines der anderen umpole, dann kann ich nur noch die Dioden einfügen und 
das wars. Das werde ich wohl erst nach morgen machen.
Wie viele Ampere der Motor hat, weiß ich nicht, aber der ist sicher 
schwächer als jeder Scheibenwischermotor und wird wohl im Schnitt um die 
5 mal die Minute eingeschaltet.

von Joachim (Gast)


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Wichtig wäre mir nur, dass der Motor nicht eingeht.

von ASM Superprofi (Gast)


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Gleichstrommotoren sind in der Regel sehr robust. Wenn was kaputt geht, 
dann zu 99% dein Shield.

Es gibt übrigens auch Motortreiber-Shields. Relais sind eigentlich eher 
für andere Zwecke gedacht. Funktioniert natürlich trotzdem. Aber es gibt 
da ja noch so Sachen wie Bremsmodus, Freilaufmodus, Geschwindigkeit, 
Stromrichtung etc.

von Joachim (Gast)


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Genial, der letzte Tipp! Meine Maschine habe ich nämlich mit der 
Elektronik gekauft: Auch der Antrieb erfolgt über einen 24V-Motor 
(natürlich viel stärker als die Lenkung, die Maschine wiegt beladen um 
die 1000 kg). Wenn mal eine Platine kaputt geht, geht das in die Tausend 
Euro aufwärts. Also dann vielleicht könnte das zur Anwendung kommen.
Ich habe jetzt die Relais wie im Bild (Polwandlung) verschaltet und da 
ist die Spannung im Ruhebetrieb weg und es scheint alles zu 
funktionieren.

Danke noch einmal an alle, für mich ist das Thema extrem interessant und 
ich befasse mich sehr gerne damit. Aber elektronisch gibt es so viele 
Dinge, die es zu beachten gibt, die man wissen müsste und da bin ich 
überfordert.

LG
Joachim

von eProfi (Gast)


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Dioden wäre dennoch nützlich, ähnlich wie im Beitrag von  fuchs (Gast)
Datum: 28.10.2016 19:29 ,
jedoch 4 Stück, nämlich noch zwei an B+ (+24V).

Dafür kann man einen einfachen Gleichrichter verwenden: die 
Wechselspannungsanschlüsse (~) an den Motor und + auf +24V und - auf 
Gnd.
Zusätzlich ein Snubber parallel zum Motor, und die Kontakte werden 
geschont.

Noch was zur Bezeichnung: -24V würde ich als eine negative 
Versorgungsspannung verstehen.
Du meinst vermutlich 0V (Null Volt) oder Gnd (Ground).

von Joachim (Gast)


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Ich habe das Schaltbild von Fuchs umgesetzt. Wie dieser Gleichrichter 
funktioniert habe ich noch nicht verstanden: Das war für mich immer ein 
Spannungswandler AC - DC? Das mit den -24 Volt hast du richtig 
verstanden, wäre die Masse der Batterien.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Der Gleichrichter enhält 4 Dioden, die günstigerweise intern so 
verschaltet sind, wie die 4 einzelnen Schutzdioden, von denen die untere 
Hälfte hier bebildert ist:
Beitrag "Re: Dringend: Brauche ich eine Schutzdiode?"
Es sollten eben zusätzlich noch 2 Dioden vom Motor nach Plus eingebaut 
werden. Das alles ist im Gleichrichter fertig, wenn du ihn so 
anschliesst, wie von eProfi beschrieben.
Ich war mal so frei und habe das in die Zeichung von fuchs reingekliert.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Joachim schrieb:
> Wie viele Ampere der Motor hat, weiß ich nicht, aber der ist sicher
> schwächer als jeder Scheibenwischermotor und wird wohl im Schnitt um die
> 5 mal die Minute eingeschaltet.

Tja und welcher Scheibenwischermotor hat eine Diode? Ich glaube, du 
verwechselst da was mit der Diodengeschichte. Schutzdioden gibts z.B. 
zum Schutz von Halbleitern aber hier seh ich keinen.

von Joachim (Gast)


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Der Scheibenwischermotor ändert ja auch keine Drehrichtung. Meine 
ursprüngliche Frage war ja eben, welche Bauteile ich brauche, um die 
Relais und den Motor nicht zu beschädigen.
Ich werde also den Gleichrichter bauen, indem ich die beiden 
Schutzdioden zum Batterieplus noch einbaue und eventuell noch den 
Snubber.

Der Hersteller der Maschine hat mir mal gesagt, er hätte es früher auch 
mit Relais geschaltet mit der Folge, dass mal ein Relais hängen 
geblieben wäre und es einen Kurzschluss gegeben hätte. Aber diese 
Möglichkeit sehe ich hier eigentlich nicht, oder?

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