Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais direkt an AVR


von Stefan F. (Gast)


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Achtung, es ist Freitag. Zeit für bekloppte Ideen.

Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel 
geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais 
anzusteuern.

Ich glaube, man braucht dann nicht einmal die Freilaufdiode, da es sich 
um einen Push-Pull Ausgangstreiber handelt. Ist das richtig?

Gibt es neben der Gefahr, durch falsche Programmierung einen Kurzschluss 
zu verursachen noch andere wichtige Gründe, es nicht zu tun?

von Dethlef (Gast)


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Eine Freilaufdiode würde ich trotzdem vorsehen, weil der Induktionsstrom 
beim Abschalten sonst ab liebsten falschrum durch den anderen Transistor 
fließen möchte.

von TestX (Gast)


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probiers aus :p

von Thomas E. (thomase)


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Stefan U. schrieb:
> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.



Stefan U. schrieb:
> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.

Wenn man genügend Portpins zusammenschaltet kann man auch einen Motor 
damit ansteuern.

> Ich glaube, man braucht dann nicht einmal die Freilaufdiode, da es sich
> um einen Push-Pull Ausgangstreiber handelt. Ist das richtig?

So aus dem Gefühl heraus, wäre ich mir da nicht so sicher.

> Gibt es neben der Gefahr, durch falsche Programmierung einen Kurzschluss
> zu verursachen noch andere wichtige Gründe, es nicht zu tun?

- Die Interessen der Transistorhersteller
- Daß man sowas nicht macht
- Wenn das jeder machen würde...
- Und überhaupt...

: Bearbeitet durch User
von Soul E. (Gast)


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Stefan U. schrieb:

> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.

Richtig. Wobei sich bei einer Parallelschaltung der garantiert zulässige 
Ausgangsstrom wegen ungleichmäßiger Stromverteilung nicht verdoppelt. Du 
kannst eher mit Faktor 1,5 rechnen. Den genauen Wert ermittelt der 
Hersteller, wenn genug Geschäft dahintersteckt.

> Ich glaube, man braucht dann nicht einmal die Freilaufdiode, da es sich
> um einen Push-Pull Ausgangstreiber handelt. Ist das richtig?

Theoretisch kannst Du die ESD-Diode als Freilaufdiode nutzen. Praktisch 
ist die nicht bei allen Controllertypen vollständig charakterisiert. 
Auch das erledigt der Hersteller, wenn genug Geschäft dahintersteckt.

> Gibt es neben der Gefahr, durch falsche Programmierung einen Kurzschluss
> zu verursachen noch andere wichtige Gründe, es nicht zu tun?

Du solltest beim Abschalten des Relais nicht unbedingt AD-wandeln, denn 
der injection current beeinflusst die analogen Schaltungsteile auf dem 
Chip. Näheres weiss der jeweilige Hersteller und rückt auf Nachfrage 
eine Application Note raus, bzw ermittelt die garantierten Werte, wenn 
genug Geschäft dahintersteckt.


Zusammengefasst: für zu Hause ja, in Serie nur nach Freigabe durch den 
Controller-Hersteller.


Ich habe gerade wieder einen japanischen Controllertyp im Einsatz, wo 
der FAE dringend empfahl, bzgl Ausgangsstrom von den maximum ratings 
deutlich wegzubleiben. Eine Größenordnung weit. Bei älteren 
Controllertypen des gleichen Herstellers konnte man diese zu 100% 
ausnutzen und sie galten noch als "konservativ spezifiziert", d.h. es 
wäre auch noch mehr drin gewesen.

von c-hater (Gast)


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Stefan U. schrieb:

> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.

Das kommt auf das Relais an...

> Ich glaube, man braucht dann nicht einmal die Freilaufdiode, da es sich
> um einen Push-Pull Ausgangstreiber handelt. Ist das richtig?

Nein.

von Kurt (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Achtung, es ist Freitag. Zeit für bekloppte Ideen.

Ist keine, geht, muss aber nicht sein.

> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.

Zumindest beim grossem C gibt's eine Relaisserie die mit 5V läuft.
Dabei muss das Relais allerdings richtig angeschlossen werden, die 
Polung ist vorgegeben und zu beachten.
Eine Freilaufdiode würde ich trotzdem verwenden.

 Kurt

.

von Jacko (Gast)


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Naja, wenn das ein Relais mit Spule 5 V / 125 Ohm (I = 40 mA)
ist, kommt man mit zwei parallelen Ausgängen auf
vielleicht 4,5 V an der Spule. - Könnte reichen.

Wenn es dich nicht stört, dass ADC-Messungen während der
Umschaltung totalen Mist ergeben und je nach Schaltzustand
des Relais anders ausfallen (also nur reine Logik-, oder
Zeit-Steuerung mit viel Toleranz), machs doch:
Geiz ist ja sooo geil. (Gähn)

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Stefan U. schrieb:
> Zwei Ausgänge von einem AVR Mikrocontroller (vom selben Port) parallel
> geschaltet können locker genug Strom liefern, um ein 5V Relais
> anzusteuern.

Wenn man die richtigen Relais nimmt kannst du sogar mit einem einzigen 
Ausgang gleich zwei Relais treiben...
(Oder gar vier bei richtiger Anschlussweise ;-), sind aber dann immer 
nur zwei aktiv...)


Kurt schrieb:
> Zumindest beim grossem C gibt's eine Relaisserie die mit 5V läuft.
> Dabei muss das Relais allerdings richtig angeschlossen werden, die
> Polung ist vorgegeben und zu beachten.
> Eine Freilaufdiode würde ich trotzdem verwenden.

Also Relais mit 5V als Steuerspannung ist nun ÜBERHAUPT NICHTS 
ungewöhnliches... Da dürfte sogar der Elektronikladen um die Ecke 
(sofern man noch einen in der Nähe hat) eine gewisse Auswahl an Typen 
haben!

Und 5V Relais die mit <= 20mA auskommen gibt es ebenfalls seit 
Jahrzehnten als Standardteile für ein paar Pfennige/Cent...

http://www.mouser.com/ds/2/262/datasheet_reed_relay_DIP-773702.pdf

Klar, wenn natürlich 100A bei 400V schalten will kommt man damit 
natürlich nicht mehr aus.

Bei Relais wo die Polung vorgegeben ist kommt diese Vorgabe in der Regel 
(nur) daher das bereits eine Freilaufdiode im Relaisgehäuse integriert 
ist.
Bei Falschem Anschluss würde diese fest verbaute Freilaufdiode sonst 
einen "quasi-Kurzschluss" verursachen der mit hoher Wahrscheinlichkeit 
innerhalb sehr kurzer Zeitspanne zum echten Kurzschluss wird...
Ich würde wetten das es dieses Relais auch als ungepolte Variante (ohne 
Diode) mit ansonsten identischen Daten gibt!

Beim schalten von Induktiven Lasten auf Freilaufdioden zu verzichten ist 
in 99,9% der Fälle eine ganz schlechte Idee. Selbst wenn es sich beim 
Schalter um einen Umschalter handelt der in der Theorie die Induktivität 
sofort Kurzschließt und damit entladen würde.
Schalter -auch Elektronische- haben immer eine endliche Schaltzeit.
Und während dieser Schaltzeit steigt der Innenwiderstand kurzzeitig 
massiv an. Und dabei kann sich dann die Spannung evtl. schon weit über 
dem Zulässigen Wert aufbauen.
Die Body-Dioden eines µC zu Missbrauchen ist für solche Dinge wo 
durchaus einige Energie im Spiel ist auch eine ganz schlechte Idee.
Das sollte man nur für solche Zwecke machen wo der µC Hersteller das 
ausdrücklich für unbedenklich erklärt.
(Gibt ja durchaus AppNotes winiger Hersteller die tatsächlich den 
Missbrauch der Bodydioden für einige Zwecke empfehlen. Z.B. um den µC 
eingang ohne externen Pegelwandler an eine deutlich über Ub liegende 
Signalspannugn anzuschließen. Halt über einen relativ hohen 
Vorwiderstand... Da wird aber der Maximalstrom und die Randbedingungen 
immer genau spezifiziert)

Stefan U. schrieb:
> Gibt es neben der Gefahr, durch falsche Programmierung einen Kurzschluss
> zu verursachen noch andere wichtige Gründe, es nicht zu tun?

Das Problem mit der nicht gleichmäßigen Stromverteilung wurde weiter 
oben ja schon genannt. Alleine deshalb skaliert das nur sehr sehr 
begrenzt. Wobei es da in der Realität sehr auf den Controller ankommt 
wie problematisch das ist. Einige sind nahezu Kurzschlussfest da die IOs 
nur wenig mehr als den Maximalstrom liefern können, andere können 
erheblich mehr bereitstellen als die auf Dauer verkraften können und 
sterben dann...
Im ersteren Fall kann man (für Private spielereien ohne 
Sicherheitsanforderungen) Problemlos zwei Ports parallelschalten. Selbst 
bei unrealistisch unterschiedlichen Kennlinien der I/Os geht das dann 
noch.  Bei letzteren sollte man es lassen oder zumindest 
Ausgleichswiderstände vorsehen!

Was aber noch viel öfter übersehen wird ist das nicht nur für die I/O 
Pins maximalströme gelten, sondern auch für die Power/Gnd Anschlüsse!
Und die Belastbarkeit dieser Anschlüsse KANN durchaus erheblich kleiner 
sein als ("Belastbarkeit der IO" * "Menge der IO")

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Viktor B. (coldlogic)


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1) Pins zusammenschalten würde funktionieren, aber ich würde zwischen 
dem Pin und dem Punkt der Zusammenführung noch je einen kleinen 
Widerstand einbauen, just in case

2) Auf die Freilaufdiode zu verzichten ist keine gute Idee. Der Ausgang 
möge als Push-Pull konfiguriert werden können, aber zum Abfangen großer 
Leistungen (hier: relativ kleine Energie in sehr kurzer Zeit) ist es 
nicht geeignet.

von HildeK (Gast)


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Carsten S. schrieb:
> Bei Relais wo die Polung vorgegeben ist kommt diese Vorgabe in der Regel
> (nur) daher das bereits eine Freilaufdiode im Relaisgehäuse integriert
> ist.

Es kann auch sein, dass die Relais magnetisch 'vorgespannt' sind, um 
kleinere Anzugsströmen zu erreichen, und deshalb eine Polung vorgegeben 
ist.

von batman (Gast)


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Was passiert, wenn der AVR abgeschaltet oder reset wird, während das 
Relais angezogen hat?

Beitrag #5123016 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Karl M. (Gast)


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Hallo,

als Tipp schaue man sich den Elecraft T1 automatik ATU an.

http://www.elecraft.com/T1/T1.htm
http://www.elecraft.com/K2_Manual_Download_Page.htm#T1
http://www.dl2lto.de/sc/HB_T1.htm

Ich habe mir für einen Nachbau 4V bistabile Simensrelais besorgt.

von Anja (Gast)


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Hallo,

ich verwende für bistabile Signal-Relais (TQ2-L2 mit 178 Ohm 
Spulenwiderstand) nur jeweils einen Pin eines ATMega168P. (beim 168P ca 
30 Ohm Innenwiderstand).

Beitrag "Re: Bistabiles Relais mit 2Spulen umschalten?"

Man braucht halt für jeden Pin einen Serienkondensator.

Ich schalte die Pins in meinem Relais-Multiplexer dann nacheinander um 
den maximalen VCC-Strom des ATMEGA nicht zu überschreiten.

Gruß Anja

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dethlef schrieb:
> weil der Induktionsstrom beim Abschalten sonst ab liebsten falschrum
> durch den anderen Transistor fließen möchte.
Wenn dieser Transistor leitet und den Strom abkann, ist ihm egal, wie 
der durch ihn hindurch fließt...

batman schrieb:
> Was passiert, wenn der AVR abgeschaltet oder reset wird, während das
> Relais angezogen hat?
Dann sucht sich der Strom einen anderen Weg.

Carsten S. schrieb:
> Bei Relais wo die Polung vorgegeben ist kommt diese Vorgabe in der Regel
> (nur) daher das bereits eine Freilaufdiode im Relaisgehäuse integriert
> ist.
Ich habe in solchen winzigen bistabilen Relais noch nie eine Diode 
gesehen. Die Polarität kommt von der erwähnten "magnetischen 
Vorspannung", die dann letztendlich auch für die Bistabilität sorgt: nur 
zum Umschalten ist ein jeweils umgepoltes Magnetfeld nötig.

Ich würde es einfach mal aufbauen, ausprobieren, die Schaltung vermessen 
und einen Dauerlauf machen.

von Kurt (Gast)


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HildeK schrieb:
> Carsten S. schrieb:
>> Bei Relais wo die Polung vorgegeben ist kommt diese Vorgabe in der Regel
>> (nur) daher das bereits eine Freilaufdiode im Relaisgehäuse integriert
>> ist.
>
> Es kann auch sein, dass die Relais magnetisch 'vorgespannt' sind, um
> kleinere Anzugsströmen zu erreichen, und deshalb eine Polung vorgegeben
> ist.

Genau das sind sie.

 Kurt

von batman (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> batman schrieb:
>> Was passiert, wenn der AVR abgeschaltet oder reset wird, während das
>> Relais angezogen hat?
> Dann sucht sich der Strom einen anderen Weg.

Und findet die Portschutzdiode. Ihr Pech, wenn sie nicht mehr als 1mA 
aushält.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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batman schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> batman schrieb:
>>> Was passiert, wenn der AVR abgeschaltet oder reset wird, während das
>>> Relais angezogen hat?
>> Dann sucht sich der Strom einen anderen Weg.
>
> Und findet die Portschutzdiode. Ihr Pech, wenn sie nicht mehr als 1mA
> aushält.

Mit Verlaub, aber das ist Unsinn. An einem Gegentakt-CMOS Ausgang finden 
sich zwei MOSFET. Die "Portschutzdioden" sind schlicht und ergreifend 
die Body-Dioden dieser MOSFET. Und die Bodydiode kann definitionsgemäß 
genauso viel Strom ab, wie der MOSFET-Kanal (logisch, ist ja die gleiche 
Halbleiterstruktur). Und deswegen kann man sich ganz sicher sein, daß 
die Body-Diode des einen MOSFET genausoviel Strom aushält wie der andere 
MOSFET vorher in das Relais hat fließen lassen.

Eine Ausnahme wären µC mit "true open-drain" Ausgängen. Da zählen AVRs 
aber nicht dazu.

von batman (Gast)


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Na dann. Irgendwo geisterte ein Gerücht von max. 1mA Rückwärtstrom bei 
den AVR rum aber nix genaues weiß man nicht.

von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


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Lothar M. schrieb:
> Wenn dieser Transistor leitet und den Strom abkann, ist ihm egal, wie
> der durch ihn hindurch fließt...

Super formuliert. Man muss jeden da abholen wo er ist. g

Zur Sache: Insgesamt wird das klappen was der TO vorhat. Persönlich 
würde ich immer einen Treiber vorsehen.

von c-hater (Gast)


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Axel S. schrieb:

> Mit Verlaub, aber das ist Unsinn. An einem Gegentakt-CMOS Ausgang finden
> sich zwei MOSFET. Die "Portschutzdioden" sind schlicht und ergreifend
> die Body-Dioden dieser MOSFET. Und die Bodydiode kann definitionsgemäß
> genauso viel Strom ab, wie der MOSFET-Kanal (logisch, ist ja die gleiche
> Halbleiterstruktur). Und deswegen kann man sich ganz sicher sein, daß
> die Body-Diode des einen MOSFET genausoviel Strom aushält wie der andere
> MOSFET vorher in das Relais hat fließen lassen.

Soweit richtig, aber nicht weit genug gedacht.

Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen 
Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom. Gerade der kurze 
Umschaltmoment ist der kritische Punkt. Genau genommen sogar nur einer 
der beiden kritischen Punkte, der andere ist der im Thread auch schon 
erwähnte Fall des Ausfalls der Versorgung während das Relais "bestromt" 
ist.

Mögest du diese beiden Fälle bitte nochmal sachlich durchdenken und dann 
deine Meinung revidieren?

Tipp1: mit hinreichender Spice-Kompetenz kann man beide Fälle wirklich 
sehr gut simulieren.

Tipp2: mit hinreichender Messkompetenz kann man beide Fälle auch sehr 
gut oszillografieren. Naja, eigentlich nicht wirklich, denn in der bösen 
Realität, knallt's eben... Daraus erklärt sich dann der Unterschied 
zwischen der Simulation und der Realität. Das Interessante ist 
eigentlich nur, dass ein Knall üblicherweise noch nicht unbedingt 
gleich den Komplettausfall nach sich zieht, sondern "nur" eine (immerhin 
gut meßbare!) Änderung des Verhaltens des Pins. Aber nach einer gewissen 
Anzahl von Knallen fällt der Pin dann halt doch irgendwann komplett 
aus...

Tipp3: gerade lässige Versuchsaufbauten können den Effekt durch 
parasitäre Kapazitäten zu einem signifikanten Teil schlucken. Die 
Energie des Magnetfeldes landet erstmal teilweise in diesen Kapazitäten 
und wird erst dann durch den Highside-FET entsorgt, wenn der so weit 
ist, dies tun zu können. Auf die Schnauze fällt man dann erst mit dem 
endgültigen Layout mit wesentlich kleineren parasitären Kapazitäten. 
Böse Falle, das...

von Anja (Gast)


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Hallo,

Im Datenblatt stehen nur die Absolute Maximum Ratings von z.B. 40 mA / 
Pin.
Ansonsten sind (induktive) Rückwärtsströme eigentlich verboten da die 
0.5V Grenze unterhalb GND / oberhalb VCC überschritten wird.

Die 1 mA stammen aus der AVR182 Application Note als recommended max 
value.
(Weicht also das absolute Verbot auf).

Der Hintergrund ist nicht daß der Baustein das nicht aushält (bei ESD 
mit 2kV können kurzzeitig (50ns) mehr als 4A auftreten), sondern daß 
ggf. Fehlfunktionen z.B. Fehlmessungen bei benachbarten ADC-Kanälen 
auftreten können.

Außerdem wird bei einer Rückspeisung auf VCC der Abblockkondensator 
aufgeladen. Die meisten Spannungsregler liefern nur Strom, können aber 
keinen aufnehmen -> die Spannung steigt also sobald der rückgespeiste 
Strom den Versorgungsstrom der Schaltung/des Prozessors übersteigt.

Gruß Anja

von Axel S. (a-za-z0-9)


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c-hater schrieb:
> Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen
> Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom.

Nein.

von Soul E. (Gast)


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Anja schrieb:

> Die 1 mA stammen aus der AVR182 Application Note als recommended max
> value.
> (Weicht also das absolute Verbot auf).

Die meisten Hersteller geben zwei Werte an. Einen ohne signifikante 
Beeinflussung des ADC (<0,5 LSB) und einen ohne Degradation der 
ESD-Diode. Da liegt dann so Faktor 5-10 dazwischen. Üblicherweise steht 
der zulässige injection current nicht im Internet-Datenblatt, sonder 
muss beim Hersteller angefragt werden.


> Außerdem wird bei einer Rückspeisung auf VCC der Abblockkondensator
> aufgeladen. Die meisten Spannungsregler liefern nur Strom, können aber
> keinen aufnehmen -> die Spannung steigt also sobald der rückgespeiste
> Strom den Versorgungsstrom der Schaltung/des Prozessors übersteigt.

Das wird gerne übersehen. Short-to-Battery am Sensoreingang, der mit 47k 
in Reihe eigentlich ausreichend geschützt ist, und dann ist der 
Controller im deep sleep und zieht nur 20 µA...

von Anja (Gast)


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c-hater schrieb:
> Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen
> Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom.

Sehr viel mehr Strom als was?
(Ich fürchte Du hast in Physik nicht aufgepaßt.)

Abgesehen davon: ich würde ein normales (nicht bistabiles) Relais auch 
nur mit getrenntem Treiber und Freilaufdiode betreiben.

Gruß Anja

von Wolfgang (Gast)


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c-hater schrieb:
> Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen
> Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom.

Das rechne mal vor. Es fließt beim Abschalten genau so viel Strom durch 
die Diode wie durch die Spule.

von c-hater (Gast)


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Axel S. schrieb:

>> Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen
>> Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom.
>
> Nein.

Offensichtlich bist du vollständig merkbefreit.

Mir doch egal, jeder hat das Recht seine Fehler selber zu machen und 
auch die anderer unbegrenzt zu reproduzieren...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Anja schrieb:
> Außerdem wird bei einer Rückspeisung auf VCC der Abblockkondensator
> aufgeladen.

Wenn das Relais zwischen Vcc und einem µC-Ausgang angeschlossen ist, 
dann fließt der Freilauf-Strom nur durch das Relais und die Body-Diode. 
Es findet genau gar keine Rückspeisung nach Vcc statt. Ganz genauso wie 
bei einer herkömmlichen Freilaufdiode auch.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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c-hater schrieb:
> Axel S. schrieb:
>
>>> Es fliesst nämlich durch die Selbstinduktion und die endlichen
>>> Umschaltzeiten der MOSFETs u.U. sehr viel mehr Strom.
>>
>> Nein.
>
> Offensichtlich bist du vollständig merkbefreit.

Das Kompliment gebe ich dir gerne zurück.

> Mir doch egal, jeder hat das Recht seine Fehler selber zu machen

Das Recht hast du auch. Dennoch empfehle ich dir, deine Grundkenntnisse 
in Sachen Spule noch einmal aufzufrischen. Tip: die Selbstinduktion 
kann zu einer deutlichen Erhöhung der Spannung führen. Aber eben 
nicht zu einer Erhöhung des Stroms.

von Wolfgang (Gast)


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c-hater schrieb:
> Tipp1: mit hinreichender Spice-Kompetenz kann man beide Fälle wirklich
> sehr gut simulieren.

Damit ist es bei dir wohl nicht so weit her?
Sonst zeig mal, was du da für einen Aufbau verbockt hast, um zu der 
Aussage "sehr viel mehr Strom" zu kommen.

von (prx) A. K. (prx)


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Wobei es sinnvoll sein kann, eine Schottky Diode zu verwenden, wenn man 
Strom durch die Chipstruktur am Ausgang konsequent vermeiden will. Eine 
normale Diode hat ähnliche Parameter wie die auf dem Chip.

@c-hater: Höher als der vorher fliessende Strom wird der Induktionsstrom 
nicht.

von (prx) A. K. (prx)


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Die Transistoren sind nicht perfekt getrennt. Es könnte also neben dem 
natürlichen Strompfad noch weitere geben. Von Schutzdioden mancher CMOS 
Logikchips ist bekannt, dass Stromfluss durch eine Schutzdiode zu 
leichtem Stromfluss aus Nachbarpins führen kann.

von Peter D. (peda)


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Die gesparten 0,01€ und 5mm² Platinenplatz sind es mir nicht Wert, auch 
nur eine Sekunde über die Transistoreinsparung nachzudenken.

von Hubert G. (hubertg)


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von Stefan F. (Gast)


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An den Rest hatte ich nicht gedacht. Wie viel die ESD Dioden der AVR 
aushalten, weiß niemand. Also halte ich Freilaufdioden für absolut 
nötig.

Zur Stromverteilung mache ich mir keine sorgen, denn AVR gehen nicht 
kaputt wenn man einzelne Pins kurzschließt. Viel mehr als 40mA kommen da 
ohnehin nicht raus.

Die Gesamtstromaufnahme muss man natürlich beachten. Ich glaube dass es 
bei einigen Modellen auch Limits pro Port oder Port-Gruppe gibt.

von (prx) A. K. (prx)


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Stefan U. schrieb:
> Viel mehr als 40mA kommen da ohnehin nicht raus.

Datasheet ATmega88: Bei 5V Versorgung sind bei 70mA Ausgangsstrom noch 
3V am Pin. Da hört die Kurve auf - und die sieht nicht so aus, als ob 
sie da schon sättigt.

von IUnknown (Gast)


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Das kann man so machen.

Die IO-Ports haben sehr ähnliche Ausgangskennlinien. Pinne 
parallelschalten erfordert natürlich besonders gut kontrollierte 
Software, führt aber zu einem höheren Ausgangsstrom.

Selbstverständlich steigt der Strom im Abschalten nicht über den 
vorherigen Wert an, wie denn auch. Wäre dem so würde kein Schaltwandler 
der Welt funktionieren. Im Umschaltmoment müssen kurz mal die Bodydioden 
ran, wenn überhaupt (*). Da die Energie aber U*I*t ist, und t sehr kurz 
ist, keine Bedenken.

(*): Zuerst mal muss der Spulenstrom die Kapazität des Schaltknotens 
umladen. Dazu kommen nicht nur die internen Kapazitäten sondern auch die 
der Leitung und die Wicklungskapazität der Spule. Da kommen schon so 
etliche pF zusammen.

von Jörg H. (sonichazard)


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Stefan U. schrieb:
> Achtung, es ist Freitag. Zeit für bekloppte Ideen.

Es ist zwar schon Sonntag, aber ich leg noch einen drauf!

Warum mit einem AVR nicht gleich mehrere Relais über PWM steuern?

Prinzip:

Einschalten mit voller Spannung, Zeit abwarten bis Relais angezogen und 
nicht mehr prellt und dann PWM aufschalten.

Nachdem die PWM aufgeschaltet ist darf das nächste Relais eingeschaltet 
werden.

Ich habe mal ein paar Relais mit Schottkydiode versehen und über PWM 
angesteuert. Über Oszi habe ich mir das Ergebnis angeschaut:

A5W-K Miniatur Relais
140mW
5V ca. 30 mA
Konakt "Ein" nach       2,7ms
Maximum Strom nach  3,4ms
Tastverhältnis:
Relais "aus" bei  D < 25%
f >7kHz

DS4E-S NAIS
200mW
5V ca. 40mA
Konakt "Ein" nach       4,5ms
Maximum Strom nach  5ms
Tastverhältnis:
Relais "aus" bei  D < 33%
f >6,5kHz

R424012 Tyco/Schrack Steckrelais
360mW
12V ca. 30mA
Konakt "Ein" nach      7ms
Maximum Strom nach  14ms
Tastverhältnis:
Relais "aus" bei  D < 25%
f >6,5kHz

Unterhalb der angegebenen Frequenzen machen sich die Relais akustisch 
unangenehm bemerkbar!


Mit Tastverhältnissen von D=33% bzw D=50% lassen sich die Relais halten. 
Versetzt man die PWM für die einzelnen Relais entsprechend lässt sich 
auch der Strom am VCC-Pin glätten.
Die Leistungsaufnahme ist deutlich geringer, da nur noch die 
Halteleistung an das Relais gegeben wird.

von Stefan F. (Gast)


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In Fahrzeugen oder Maschinen, die vibrieren, würde ich allerdings darauf 
verzichten. Denn es erhöht die Chance, daß ein Relais ungewollt abfällt.

von batman (Gast)


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Ein Relais in der Schaltung ist immer das Erste, was Probleme macht. 
Also wenn man davon nicht genug hat, noch bissie an der Ansteuerung 
spielen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jörg H. schrieb:
> Warum mit einem AVR nicht gleich mehrere Relais über PWM steuern?
> Prinzip:
> Einschalten mit voller Spannung, Zeit abwarten bis Relais angezogen und
> nicht mehr prellt und dann PWM aufschalten.
Wenn ich bei der Relaisansteuerung Strom sparen will, dann nehme ich 
bistabile Relais. Für die ist in beiden Positionen die Rüttelfestigkeit 
und die Kontaktgabe garantiert...

Stefan U. schrieb:
> In Fahrzeugen oder Maschinen, die vibrieren, würde ich allerdings darauf
> verzichten. Denn es erhöht die Chance, daß ein Relais ungewollt abfällt.
Es muss nicht gleich abfallen. Allein, dass evtl. der Kontaktdruck 
geringer ist, wäre mir ein Ausrufezeichen an dieser Technik. Man müsste 
sich bei Verwendung einer reduzierten Ansteuerleistung die Mechanik des 
Relais vorher erst mal ganz genau ansehen.

von Stefan F. (Gast)


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Ist der Kontaktdruck wichtig?

von Horst (Gast)


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Man kann mit den PWM-Ausgängen auch simple step-down-Synchronwandler 
bauen, indem man einfach eine Spule anschließt... Ich habe das für eine 
Solarleuchte mal gemacht, mit einer 3watt led. Das Tastverhältnis der 
PWM wird dynamisch täglich angepasst, sodass die Leuchtdauer jeden Abend 
eine bestimmte Zeit erreicht. Sie funktioniert schon mehrere Jahre 
super. Aber eine Freilaufdiode ist sicherheithalber doch drin. :P 
Schadet ja auch nicht.

von batman (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ist der Kontaktdruck wichtig?

Der Druck bestimmt die Ausrichtung der Kontaktflächen zueinander. Für 
den optimalen Querschnitt muß man den schon einhalten, sonst kann man 
nicht mit dem max. Nennstrom rechnen. Bei solchen Winz-Relais wirds dann 
langsam albern. Kann mir keine ernsthafte Anwendung dafür vorstellen.

von Jörg H. (sonichazard)


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Ja, Stichwort Kontaktdruck:
Reedrelais schließe ich von dieser PWM Anwendung ausdrücklich aus!
Aber bei Kleinrelais mit Anker sieht die Sache doch anders aus:
Die Kraft auf die Kontakte wird bei geschlossenem Anker nicht mehr durch 
den Spulenstrom bestimmt, sondern ist abhänging von der Federkonstante 
der Kontaktträger. Der Spulenstrom, der über den Strom hinaus geht, 
welcher nötig ist den Anker geschlossen zu halten, bestimmt dann die 
Kontaktsicherheit gegenüber Vibrationen.

Klar, auch ich muss mich verbiegen um eine Anwendung zu konstruieren. 
Aber unmöglich ist es mir nicht:

- Batteriebetrieb der Schaltung!

Hier sind natürlich die bistabilen Relais dei erste Wahl. Aber ich 
konstruiere mal weiter:

- Mal wieder Fehlplanung und einen zu kleinen µC genonmmen, keinen 
Ausgang
   mehr frei.
Oder
- Bei mir wird verbaut, was in der Bastelkiste liegt (leider keine
   bistabilen Relais )

Dann muss auch noch beachtet werden, das die Umgebungstemperatur für die 
Relais nicht mehr so hoch sein darf.(Das SOAR wird mit steigender 
Temperatur immer kleiner, mit PWM fällt man da leicht raus)

OK, es ist eine eher theoretische Überlegung.

Wie komme ich überhaupt darauf?
Große DC-Schütze werden damit ausgerüstet. Die haben das Problem, das 
sie durch das ungünstige Verhältnis Volumen/Oberfläche nur schwer die 
Abwärme loswerden. Und Interessehalber wollte ich mal sehen wie sich 
Kleinrelais verhalten.

(Eigentlich wollte ich nur mal die neue PWM Platine testen)  ;-)

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