Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Klingel an Mikrocontroller anschließen


von sunshineh (Gast)


Lesenswert?

Hi,

ich habe auf meinem Raspberry OpenHAB aufgespielt. Und nun möchte ich 
das Signal der Haustürklingel in den Raspberry einspeißen.

Unsere Haustürklingel arbeitet mit einem 12V Klingeltrafo. Brauche ich 
nun ein Relais, damit ich diese an den Raspberry anschließen kann?
Folgendes Relais habe ich noch zuhause rumliegen:
Kleines Leistungsrelais, 1 Schließer, 5 VDC, 6 A (32.21.7.005.2300)

Oder mach ich mit 2 Widerständen einfach einen Spannungsteiler?

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


Lesenswert?

sunshineh schrieb:
> Brauche ich nun ein Relais, damit ich diese an den Raspberry anschließen
> kann?
Am Einfachsten dürfte das sein. Ein Optokoppler wäre auch eine 
Möglichkeit...

> Folgendes Relais habe ich noch zuhause rumliegen:
Beschaffe dir passende mit 12V. Davor noch einen Gleichrichter und einen 
kleinen Kondensator zur Glättung.

> Oder mach ich mit 2 Widerständen einfach einen Spannungsteiler?
Abgesehen von der Wechselspannung müsstest du auch die Masse des 
Controllers mit dem Trafo verbinden. Das wird sicher interessant.

von Normal Z. (normalzeit)


Lesenswert?

Direkt nur mit einem Spannungsteiler würde ich nicht machen, so kriegst 
Du keine galvanische Trennung.

Das Relais kannst Du - ggf. mit einem Torwiderstand - verwenden, 
eleganter geht es mit einem Optokoppler.

von Leroy M. (mayl)


Lesenswert?

Richte die 12V AC (Wechselspannung!) gleich und glätte sie mit einem 
großen Kondensator. Dahinter packst du einen Spannungsregler wie z.B. 
einen LM7805, der das Relais versorgt.

Oder du beschäftigst dich mit dem Thema Optokoppler.


Ein Spannungsteiler aus 2 Widerständen ändert die Spannung abhängig vom 
Strom, den man zwischen ihnen abgreift.
Mache dich mal mit dem Thema "Belasteter Spannungsteiler" vertraut. Das 
ist wichtiges Basiswissen!

Ich würde dir nahe legen, dich erst einmal mit einem Grundwissenschatz 
auszustatten.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


Lesenswert?

Ich empfehle in diesen Fällemn immer Reed-Relais mit passender 
Spulenspannung.

Sehr robust, zuverlässig und ohne nennenswerte Last quasi von endloser 
Lebensdauer. Lediglich etwas Aufwand zur (softwareseitigen) Entprellung 
...

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Lesenswert?

Hi

Wenn Du die GNDs verbunden hast, reicht Dir eine Diode und ein 
Widerstand.
(wobei bei AC einer der beiden Klingeldrähten zu Deinem GND wird)

PullUp auf AN, einen Widerstand (1...2 K, kleiner als der PullUp) + 
Diode in Flußrichtung auf einen der beiden Klingeldrähte.
Wenn die Klingel per AC betrieben wird, hast Du beim Klingeln irgend 
wann auch Mal PLUS anliegen.
Diese 12V werden von der Diode gesperrt, der PullUp zieht den µC-Pin auf 
5V/HIGH.
Wenn -12V anliegen, leitet die Diode, die +5V vom µC fließen durch den 
Widerstand auf die -12V ab, LOW am µC-Pin.

Beim R_Pi wohl 3,3V statt 5V, die Funktion bleibt aber identisch.
Du musst halt schauen, wie Dein Ruhe-Pegel gemessen wird und/oder ob Du 
die schnelle Änderung der Pegel als Klingeln deuten musst.

Weiter hältst Du so 'Nicht-R-Pi-Spannung' vom R-Pi fern.

Eine Entkopplung per C, eine Begrenzung per Z-Diode/Ti431 könnten auch 
nötig sein.

MfG

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


Lesenswert?

Leroy M. schrieb:
> Richte die 12V AC (Wechselspannung!) gleich und glätte sie mit
> einem
> großen Kondensator. Dahinter packst du einen Spannungsregler wie z.B.
> einen LM7805, der das Relais versorgt.
>
> Oder du beschäftigst dich mit dem Thema Optokoppler.
>
> Ein Spannungsteiler aus 2 Widerständen ändert die Spannung abhängig vom
> Strom, den man zwischen ihnen abgreift.
> Mache dich mal mit dem Thema "Belasteter Spannungsteiler" vertraut. Das
> ist wichtiges Basiswissen!
>
> Ich würde dir nahe legen, dich erst einmal mit einem Grundwissenschatz
> auszustatten.

Das mag Alles sehr lehrreich und richtig sein, für den vorgesehenen 
Anwendunsfall (also lösungsorientiert betrachtet), jedoch völlig 
überzogen. Reed-Relais und fertig.

von Tom (Gast)


Lesenswert?

Wenn parallel noch eine klassische Ratter-Klingel mit Wagnerschem Hammer 
hängt, wirst Du viel über EMV lernen. Diese funkenspuckenden Ungetüme 
produzieren reichlich Störungen.

von W.A. (Gast)


Lesenswert?

Leroy M. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus 2 Widerständen ändert die Spannung abhängig vom
> Strom, den man zwischen ihnen abgreift.

Schlaumeier. Was meinst du wohl, wieviel Strom in einen Digitaleingang 
von einem Raspberry reinfließt, solange das Signal innerhalb die 
Versorgungsspannung bleibt.

Viel relevanter ist, dass man bei direktem Abgriff einer Spannung von 
einem Spannungsteiler keine galvanische Trennung hat. Abgesehen davon, 
dass man am RaPi wohl eher einen definierten Gleichspannungspegel hätte.

von sunshineh (Gast)


Lesenswert?


von Manfred (Gast)


Lesenswert?

sunshineh schrieb:
> Haustürklingel in den Raspberry einspeißen .
Schaue nach, wie das Wort geschrieben wird!

Leroy M. schrieb:
> Richte die 12V AC (Wechselspannung!) gleich und glätte sie mit einem
> großen Kondensator. Dahinter packst du einen Spannungsregler wie z.B.
> einen LM7805, der das Relais versorgt.

Bloß nicht: Oftmals klingeln Leute nur sehr kurz, als ob der 
Klingeltaster beißen würde - da ist eine Zeitkonstante durch den "großen 
Kondensator" störend.

Ein Spannungsregler, vielleicht noch als Schaltnetzteil - mehr heiße 
Luft geht nicht.

Die Spannung ist einigermaßen konstant, also einen Gleichrichter, von 
mir aus einen kleinen Kondensator und einen passenden Vorwiderstand 
zum 5V Relais. Das wird auch bei 4,5V sicher anziehen und bei 8V nicht 
direkt zerplatzen.

sunshineh schrieb:
> 1 Schließer, 6 A

Das ist deutlich überdimensioniert.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Was konkret spricht denn nun gegen einen simplen Aufbau mit 
Einweggleichrichtung (Diode), Kondensator, Widerstand und Optokoppler?

Dem RaspberryPi reichen 100µA locker aus, d.h. 1 mA für die LED oder 
12mW Ansteuerleistung reichen locker aus - fast egal wie schlecht das 
CTR des Optokopplers ist.

Dafür braucht man kein Relais mit 1A-Kontakten und 140mW 
Erregerleistung.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


Lesenswert?

sunshineh schrieb:
> Wäre dieses Reed Relais dann OK:
> Ebay-Artikel Nr. 310702104555

Ja, genau.

von Leroy M. (mayl)


Lesenswert?

W.A. schrieb:
> Leroy M. schrieb:
>> Ein Spannungsteiler aus 2 Widerständen ändert die Spannung abhängig vom
>> Strom, den man zwischen ihnen abgreift.
>
> Schlaumeier. Was meinst du wohl, wieviel Strom in einen Digitaleingang
> von einem Raspberry reinfließt, solange das Signal innerhalb die
> Versorgungsspannung bleibt.
>
Und Was meinst du wohl, wieviel Strom das vom TO ursprünglich geplante 
Relais zieht?

> Viel relevanter ist, dass man bei direktem Abgriff einer Spannung von
> einem Spannungsteiler keine galvanische Trennung hat. Abgesehen davon,
> dass man am RaPi wohl eher einen definierten Gleichspannungspegel hätte.

Das stimmt durchaus. Aber über den Spannungsteiler sollte ursprünglich 
ein Relais angesteuert werden. Also sollte Strom abgegriffen werden und 
das ist nun mal suboptimal.

Manfred schrieb:
> Leroy M. schrieb:
>> Richte die 12V AC (Wechselspannung!) gleich und glätte sie mit einem
>> großen Kondensator. Dahinter packst du einen Spannungsregler wie z.B.
>> einen LM7805, der das Relais versorgt.
>
> Bloß nicht: Oftmals klingeln Leute nur sehr kurz, als ob der
> Klingeltaster beißen würde - da ist eine Zeitkonstante durch den "großen
> Kondensator" störend.
>
Die kurze Klingeldauer habe ich tatsächlich nicht bedacht.
Übertrieben groß sollte der natürlich nicht sein. Aber er sollte die 
Brummspannunng kleiner 9V halten können.

> Ein Spannungsregler, vielleicht noch als Schaltnetzteil - mehr heiße
> Luft geht nicht.
Natürlich ist das von der Hardware ziemlich overkill. Dafür ist es aber 
auch ziemlich Laiensicher.

> Die Spannung ist einigermaßen konstant, also einen Gleichrichter, von
> mir aus einen kleinen Kondensator und einen passenden Vorwiderstand
> zum 5V Relais. Das wird auch bei 4,5V sicher anziehen und bei 8V nicht
> direkt zerplatzen.
>
Laut Datenblatt ist die Operating Voltage der Spule 0,78 bis 1,5 mal der 
Nennspannung 5V. Bestenfalls 2,15 mal Unenn bei max. 30°C 
Umgebungstemperatur.

http://www.farnell.com/datasheets/1486973.pdf

Wir haben hinter dem Gleichrichter 12V Ueff = 16V Uspitze.

Eine Z-Diode wäre sicherlich auch überhaupt kein Problem.
Da muss man sich jetzt fragen,
ob ich mir das jetzt aufwändig errechne und mir, wie im Fall es TO, erst 
einmal das Wissen darüber beibringe, wie ich das überhaupt berechne und 
wie das Prinzip funktioniert,
oder ob ich ein paar €Cent mehr ausgebe und einen idiotensicheren 
Festspannungsregler nutze.
Für ein einmaliges Hobbyprojekt.

----------
Wie dem auch sei, ich wollte mit dem Beitrag eigentlich ausdrücken, dass 
ein Relais, vorallem das vom TO vorgeschlagene, nur mit viel Aufwand 
nutzbar und somit die vorgeschlagene Relaislösung nicht gut ist.

Deswegen mein Hinweis auf den Optokoppler in meiner ursprünglichen 
Antwort. ;)

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

sunshineh schrieb:
> Oder mach ich mit 2 Widerständen einfach einen Spannungsteiler?

Du verbindest eine Leitung der Klingel mit Plus des Controllers, die 
andere Leitung über 100k Widerstand mit einem Controlleteingang an dem 
der interne pull up eingeschaltet ist und wartest auf einen 
Flankenwechselinterrupt des Pins.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Leroy M. schrieb:
>> Bloß nicht: Oftmals klingeln Leute nur sehr kurz, als ob der
>> Klingeltaster beißen würde - da ist eine Zeitkonstante durch den "großen
>> Kondensator" störend.
> Die kurze Klingeldauer habe ich tatsächlich nicht bedacht.

Ich vor vielen Jahren auch nicht ... bis es dann in der Praxis 
passierte, dass meine Klingelweiterleitung genau deshalb manchmal nicht 
gegriffen hat.

> Laut Datenblatt ist die Operating Voltage der Spule 0,78 bis 1,5 mal der
> Nennspannung 5V. Bestenfalls 2,15 mal Unenn bei max. 30°C
> Umgebungstemperatur.
> http://www.farnell.com/datasheets/1486973.pdf
> Wir haben hinter dem Gleichrichter 12V Ueff = 16V Uspitze.
>
> Eine Z-Diode wäre sicherlich auch überhaupt kein Problem.
> Da muss man sich jetzt fragen,
> ob ich mir das jetzt aufwändig errechne und mir, wie im Fall es TO, erst
> einmal das Wissen darüber beibringe, wie ich das überhaupt berechne und
> wie das Prinzip funktioniert,

Ich kann das rechnen, ohne "aufwändig" fast noch im Kopf. Ich kann aber 
auch den Gleichrichter anklemmen, Spannung messen und dann den 
Widerstand ausgucken oder hier im Forum nach dem Wert fragen.

Dann nehmen wir den Spannungsregler und erklären anschließend, warum der 
schwingt oder sonstwas passiert.

Wir nehmen eine Z-Diode und schreien dann um Hilfe, weil die, falsch 
angeschlossen oder unterdimensioniert, abbrennt?

Wir können uns drehen und wenden, wie wir wollen - für den blutigen 
Anfänger gibt es mehrere Fallen. Ich mag Relais, die sind meist gutmütig 
und man kann hören und sehen, wenn sie arbeiten ;-)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.