Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher DC-Ultra Low Current Schalter gesucht


von Thomas S. (schelpe)


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Hallo Zusammen,

ich brauche für ein Spezialprojekt das Modul oder den Bauplan eines 
elektronischen - batteriebetriebenen Schalters an dem eine Spule mit 
einer Windung in einstellbaren Intervallen ein/aus geschaltet wird. Der 
Widerstand der Spule kann unterschiedlich hoch sein, sollte also keinen 
Einfluss auf die Schaltung selbst haben.


Ich habe das ganze bis jetzt mit einem kleinen Low-Current Relais 
realisiert, dieses braucht aber immer noch zu viel Strom.

Angedacht ist eine Batterieversorgung mit 1 bis 4 AA Lithium-Zellen oder 
1 Lithium C-Zelle und einer Laufzeit von wenigstens 2 Jahren - noch 
länger noch besser da man an das eingebaute System nicht ohne weiteres 
rankommen kann und soll und die verwendeten Komponenten möglichst klein 
gehalten werden sollen.
Andere Spannungsversorgungen sind auch denkbar aber wie gesagt - nicht 
zu groß, mobil und weitgehend Temperaturfest im Bereich von -10 bis +30 
Grad.

Hat Jemand eine Schaltung, einen Baustein oder gar ein fertiges Modul, 
oder könnte mir das Jemand in kleinerer Stückzahl bauen?
Ich habe zwar selbst mal Elektroniker gelernt, bin aber leider nicht 
mehr ganz vertraut mit der modernen Schaltungstechnik.

O.T. Habe die Suchfunktion hier im Forum schon genutzt, weis aber 
ehrlich nicht genau nach was ich suchen muss.

Vielen Dank für eine Unterstützung

Thomas

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


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Wenn dein o.a. Low Current Relais die mysteriöse Spule schalten soll, 
dann wird das mögl. auch mit einem Transistor oder - ganz hipp - mit 
einem MOSFet gehen. Der MOSFet braucht so gut wie keinen Steuerstrom. 
AAAber... der MOSFet braucht eine Spannung am Gate, um durch zu 
schalten, und die liegt bei so mindestens 2-3V für einen LowLogiklevel 
MOSFet:
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#N-Kanal_MOSFET

Die für dich entscheidenden Werte sind hier die Gate Threshold Spannung 
(Ugth), die gut das doppelte aus der Tabelle sein sollte und natürlich 
der maximal zu schaltende Strom.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Eine Spule mit 1 Windung ist ein quasi-Kurzschluss, die zieht unendlich 
viel mehr Strom als ein Relais, damit ist die ganze Idee eine 
Schnapsidee.

Langsames Schalten nicht notwendigerweise potentialgetrennter 
Verbraucher kann ein MOSFET recht gut.

Elektrische Uhren laufen mit einer Batterie langer als 1 Jahr und 
treiben die Unruhe über eine Spule an. Es geht also, wenn man know how 
hat.

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


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MaWin schrieb:
> Eine Spule mit 1 Windung ist ein quasi-Kurzschluss, die zieht unendlich
> viel mehr Strom als ein Relais, damit ist die ganze Idee eine
> Schnapsidee.

Ich kann mir gar nicht vorstellen, das der kleine Batteriesatz sowas 
antreiben soll. Wenn doch, dann ist das natürlich Unsinn. Ich hatte es 
eher so verstanden, das es nur um den Schalter geht, der irgendeinen 
grossen Strom zur Spule schaltet, der nicht aus den Batterien kommt.

von A. S. (Gast)


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Wer schaltet (uC-Pin?) Und was (wo ist die Spule fest abgeschlossen, 
wogegen wird sie geschaltet?

von Thomas S. (schelpe)


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Ich werde sehen was an Randparametern noch möglich ist um das ganze zu 
optimieren. Euch frohe Weihnachten und vielen Dank für die Antworten!

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas S. schrieb:
> in einstellbaren Intervallen ein/aus geschaltet wird

Wie sind diese Intervalle?
Wenn nur selten geschaltet wird kann man ein bistabiles Relais (mit 
passender Ansteuerung) nehmen, das braucht nur beim Umschalten Strom.

von Thomas S. (schelpe)


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In der Zwischenzeit sind doch mehr Antworten (Fragen) dazu gekommen, da 
will ich der Vollständigkeit halber noch drauf antworten.

Die Aufgabe besteht darin eine Kurzschlussschleife in kurzen Intervallen 
zu schalten und das am besten mit wenig Batteriemasse und bei langer 
Laufzeit. Was das genau für eine Sinn hat kann ich hier nicht erörtern, 
gerne aber per PN.

Wenn das ganze nur mit einem mechanischen Relais geht, dann ist das halt 
so, wobei mir da wieder die Eingrenzung der Schalthäufigkeit einen 
Strich durch eine langjährigen Betrieb macht, wenn man von Intervallen 
von weniger als 1 Sekunde ausgeht.

von Thomas B. (thombde)


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Wie lang ist denn ein Impuls?
Dürfte sich doch im mS-Bereich bewegen, oder
doch µS?
Induktionsschleife?
Gib mal mehr Infos.
Eine Windung ist relativ.
Die Windung kann 10m Durchmesser haben.

Thomas S. schrieb:
> Angedacht ist eine Batterieversorgung mit 1 bis 4 AA Lithium-Zellen oder
> 1 Lithium C-Zelle und einer Laufzeit von wenigstens 2 Jahren

Die Lithiumzellen dürften sich dann schon selbst entladen haben.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Dürfte sich doch im mS-Bereich bewegen, oder
> doch µS?

Bei - bisher - einem Relais ? Eher im Sekundenbereich.

Thomas S. schrieb:
> Was das genau für eine Sinn hat kann ich hier nicht erörtern

Spinner.

von Thomas B. (thombde)


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Sorry,
Lithiumzelle und kein  LiIo-Akku.
Das mit der Selbstentladung nehme ich zurück.

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


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Thomas S. schrieb:
> Die Aufgabe besteht darin eine Kurzschlussschleife in kurzen Intervallen
> zu schalten und das am besten mit wenig Batteriemasse und bei langer
> Laufzeit. Was das genau für eine Sinn hat kann ich hier nicht erörtern,
> gerne aber per PN.

Sicher irgendein Esoterik-Schwachsinn. Eine Kurzschlußschleife, in der 
praktisch kein Strom fließt (war doch so, oder?)

von Thomas S. (schelpe)


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@Thomas B


Die Windung hat ein Durchmesser von 10m bis 400m
Draht: Klingeldraht 0,1-0,5
Diese Angaben waren bisher nicht relevant, da ja Relaisschaltung.
Und ja - eine Art Induktionsschleife, resp. ein Kurzschlussring
Was meinst Du mit Impulsdauer - bezogen auf die doch sehr geringe 
Zeitangabe µS/ms? Ich möchte die Schleife einfach nur alee 1 bis 0,5 
Sekunden Ein und gleich wieder Ausschalten.

O.T.
Nur weil ihr Euch nicht vorstellen könnt das so ein einfaches Projekt 
einer sinnvolle Aufgabe dienen kann, bin ich noch lange kein 
"schwachsinnig besoffener Esoterik-Spinner".
Ich kann im Sinne der Sache selbst, keine konkrete Angabe für den 
Verwendungszweck geben. Ich bitte das zu akzeptieren und mir ggf. nur 
bei der Lösung meines Problems zu helfen.
Auf Wunsch gerne außerhalb des Forums per Mail oder telefonisch, dann 
kann ich auch konkret werden.
DANKE


Ich bin jetzt erstmal bis Montag nicht mehr online. Sollten noch 
konstruktive Vorschläge kommen so kann ich erst dann antworten.
Ich muss jetzt aber erst mal geheiligte Erde für meinen Haarpschirm 
besorgen gg

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Ohne zu wissen, an was die Spule angeschlossen wird, kann man Dir nicht 
helfen. Wenn das Projekt so geheim ist, dann frage nicht öffentlich nach 
Hilfe.

von MaWin (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Die Windung hat ein Durchmesser von 10m bis 400m
> Draht: Klingeldraht 0,1-0,5
> Diese Angaben waren bisher nicht relevant

1 bis 214 Ohm, 3V Lithium macht 14mA bis 3A, das wird nix mit 2 Jahren, 
das reicht für 1 Stunde.

Esoterikquatsch ohne jede Grundlage

von Harlekin (Gast)


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Vielleicht erfüllt ein Reed Relais den Zweck.

Zum Beispiel:
Comus 3570-1210-051 Reed-Relais 1 Schließer 5 V/DC 0.5 A 10 W DIP-14

Verlustleistung:
PV=U*U/R = 25/500 = 50 mW

Schaltarbeit:
W = t * PV = 1s * 50mW = 50mWs = 50mJ

von A. S. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Die Windung hat ein Durchmesser von 10m bis 400m
>> Draht: Klingeldraht 0,1-0,5
>> Diese Angaben waren bisher nicht relevant
>
> 1 bis 214 Ohm, 3V Lithium macht 14mA bis 3A, das wird nix mit 2 Jahren,
> das reicht für 1 Stunde.
>
> Esoterikquatsch ohne jede Grundlage

Es ist ja noch schlimmer. Nicht nur, dass 10m+ keine wirklich typische 
Windung ist, zu Spannung und Potential der Windung hat er noch nichtmal 
was gesagt. Die Batterie soll ja bloß den Schalter schalten. Falls sie 
auch die Spule bestromen soll, könnte ein MegOhm in Reihe die 
Batterielaufzeit erhöhen. Aber ganz sicher wird er sich eher 
weitschweifig über die Farbe des Kabels oder der Grassorte auslassen, 
als irgendwas, das mit Strom, Spannung oder Zeiten zu tun hat.

von Dieter (Gast)


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Der TO will anscheinend Energieharvesting mittels dieser großen Schleife 
machen und dabei gleichzeitig das dabei entstehende Wechselfeld zu
Detektionszwecken nutzen.

Du brauchst noch eine ordentliche Schutzschaltung, sonst ist der 
Schalter nach jedem Gewitter defekt, ohne dass der Blitz unmittelbar 
eingeschlagen hat.

Der Schalter muss unipolar trennen und verbinden.

Mal ein paar Schnipsel für mögliche Lösungen:

Der ewige Blinker:
http://www.b-kainka.de/bastel59.htm

Die Schaltung benötigst Du um genügend hohe Spannung zum Einschalten der 
Halbleiter (MOSFETS) aufzubringen. Vielleicht liefern die Dir schon 
benötigten Takt. Die astabile Kippschaltung kannst Du auch durch einen 
ATtiny13 ersetzen.

Analogschalter mit MOSFETS:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/anasw2.htm

Aus dem Patent die Schaltung Figur 2 auf Seite 7 wirst Du dazu 
benötigen.
https://data.epo.org/publication-server/rest/v1.0/publication-dates/20161214/patents/EP3104528NWA1/document.pdf

Oder fertige Chips dafür:
http://www.ti.com/de-de/switches-multiplexers/analog/overview.html

Der TO schrieb, dass er erst am Montag wieder eine Chance hat die Posts 
zu lesen.

von mIstA (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Ich möchte die Schleife einfach nur alee 1 bis 0,5
> Sekunden Ein und gleich wieder Ausschalten.

Bei gleich wieder denkst Du da an einen Zeitraum von ein paar ms, µs 
oder gar nur ns oder vielleicht eher an einige Minuten oder Stunden?

Thomas S. schrieb:
> Die Aufgabe besteht darin eine Kurzschlussschleife in kurzen Intervallen
> zu schalten […]

Welche Spannung soll denn dabei von Deiner Schleife jeweils 
kurzgeschlossen werden? Denn die möglichen Lösungen unterscheiden sich 
doch geringfügig, je nachdem ob eine Knopfzelle oder doch eine 
Hochspannungsleitung kurzgeschlossen werden soll und sind außerdem auch 
davon abhängig ob es sich um eine Gleichspannung oder eine 
Wechselspannung handelt?

von Joe F. (easylife)


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Ich glaube ja dass das ein Weidezaun wird, damit die Rentiere über 
Weihnachten nicht ausbüxen.

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


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Thomas S. schrieb:
> Nur weil ihr Euch nicht vorstellen könnt das so ein einfaches Projekt
> einer sinnvolle Aufgabe dienen kann, bin ich noch lange kein
> "schwachsinnig besoffener Esoterik-Spinner".

Von "besoffen" hat keiner was gesagt!

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


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MaWin schrieb:
>> Die Windung hat ein Durchmesser von 10m bis 400m
>> Draht: Klingeldraht 0,1-0,5
>> Diese Angaben waren bisher nicht relevant
>
> 1 bis 214 Ohm, 3V Lithium macht 14mA bis 3A, das wird nix mit 2 Jahren,
> das reicht für 1 Stunde.

Er will keinen Strom durch seine Spule jagen. Er will einfach nur die in 
der Gegend herumliegende Schleife zu einem Ring kurzschließen. Warum 
auch immer. Esoterik-Getüdel halt.

von Manfred (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Nur weil ihr Euch nicht vorstellen könnt das so ein einfaches Projekt
> einer sinnvolle Aufgabe dienen kann, bin ich noch lange kein
> "schwachsinnig besoffener Esoterik-Spinner".
> Ich kann im Sinne der Sache selbst, keine konkrete Angabe für den
> Verwendungszweck geben. Ich bitte das zu akzeptieren und mir ggf. nur
> bei der Lösung meines Problems zu helfen.

Besoffen und Esoterik ist verhandelbar, mehr leider nicht.

Jeder elektrische Schaltungsentwurf lebt davon, dass man die 
Randbedingungen kennt. Wenn Dir das nicht einleuchtet, schnitze 
Holzpferdchen oder backe Lebkuchen.

von Thomas S. (schelpe)


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Guten Mittag,
ich ignoriere jetzt am besten mal die Leute die alles ins lächerliche 
ziehen und offensichtlich sonst nix zu meckern haben..

@Dieter
Danke für Deine ausführliche Antwort!
Die Seite mit dem ewigen Wechselblinker ist sehr interessant, wobei ich 
hier für die Relaislösung schon einen low-currend Wechselblinker 
hergenommen hatte.

Mir ist bei der Durchsicht Eurer Empfehlungen aber auch klar geworden 
warum es hier so eine Unruhe und Kopfschütteln wegen meiner Anfrage gab. 
Für mich war klar(...) das der Ausgang des Schalters POTENTIALFREI 
ausgeführt sein musste. Das habe ich hier aber nicht explizit erwähnt da 
ich davon ausgegangen bin dass das klar sei da ich ja vorher auch nur 
mit Relais als Schalter gearbeitet hatte.

Von Blitz und anderen Wettereinflüssen ist mein Aufbau nicht betroffen.
Und nein es dient nicht zur Energiegewinnung.
Aber wenn das zu kompliziert ist dann werde ich wohl weiterhin meine 
Reedralais mit der Multivibratorschaltung verwenden. Dann werden halt 
die Batterien was größer, resp. ich werde mehrere räumlich trennen und 
in Reihe schalten. Geht alles irgendwie.

von Harald W. (wilhelms)


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Joe F. schrieb:

> Ich glaube ja dass das ein Weidezaun wird, damit die Rentiere über
> Weihnachten nicht ausbüxen.

Da hilft kein Zaun, die können zu Weihnachten fliegen.

von A. S. (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> POTENTIALFREI

Verbergen sich hinter den Großbuchstaben Hinweise auf Strom, Spannung 
und einschaltzeiten?

So wie eine Windung 100m sein kann, kann ein Relais auch ein Schütz für 
3kV sein.

von Thomas S. (schelpe)


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A. S. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> POTENTIALFREI
>
> Verbergen sich hinter den Großbuchstaben Hinweise auf Strom, Spannung
> und einschaltzeiten?
>
> So wie eine Windung 100m sein kann, kann ein Relais auch ein Schütz für
> 3kV sein.

Die Großbuchstaben  symbolisieren nur die Wichtigkeit ohne Bezug auf 
andere Parameter.
Ich verwende bisher u.a. ein Miniatur-Relais 
https://www.tme.eu/de/details/az850p1-12/elektromagnetische-mini-relais/zettler/
Die Spannung ist mir aber zu hoch, angedacht ist weniger 
Versorgungsspannung bei möglichst hohen Spulenwiderstand um den Strom 
gering zu halten.

von Thomas B. (thomas2)


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> Für mich war klar(...) das der Ausgang des Schalters POTENTIALFREI
> ausgeführt sein musste.

Was heißt denn in diesem Zusammenhang potentialfrei? Nachdem die 
Ansteuerung batteriebetrieben ist, ist das ganze doch sowieso 
potentialfrei, unabhängig von der Art des Schalters.

Die Frage ist halt nach wie vor, WORAN diese "Windung" angeschaltet 
werden soll, bzw. welche Spannungen und Ströme (Art und Größe) dort 
auftreten. Davon hängt es ab, welche Art von Schalter sich eignet. 
Elektronische Schalter sind leider nicht so universell verwendbar wie 
ein Relaiskontakt. Die können z. B. oft nur Gleichspannung und haben 
größere Übergangswiderstände bzw. Spannungsabfälle verglichen mit einem 
Relaiskontakt. Ohne die Randbedingungen zu kennen, kann man nicht sagen, 
ob oder welcher elektronische Schalter sich eignet.

> Ich verwende bisher u.a. ein Miniatur-Relais
> https://www.tme.eu/de/details/az850p1-12/elektromagnetische-mini-relais/zettler/
> Die Spannung ist mir aber zu hoch, angedacht ist weniger
> Versorgungsspannung bei möglichst hohen Spulenwiderstand um den Strom
> gering zu halten.

Leider wird zum Ansteuern des Relais je nach Baugröße eine bestimmte 
Leistung benötigt. Je kleiner die die Spulenspannung, desto größer muss 
bei gleicher Baugröße der Strom werden.

Das verlinkte Relais ist aber ohnehin ein bistabiles, das nicht 
dauerhaft angesteuert wird, sondern nur einen kurzen Ansteuerimpuls 
braucht. Wie steuerst du das an?

von Thomas B. (thombde)


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Wie viel Thomase gibt es denn hier :-) ?

Gruß
Thomas

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas B. schrieb:

> Wie viel Thomase gibt es denn hier :-) ?
>
> Gruß
> Thomas

Passend für den heutigen Tag wäre die Frage,
wieviele davon gläubig sind:
https://www.kathweb.de/bibel/die-bibel-verstehen/die-auferstehung-jesu/der-unglaeubige-thomas.html

: Bearbeitet durch User
von Sankt Klolaus (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Joe F. schrieb:
>
>> Ich glaube ja dass das ein Weidezaun wird, damit die
>> Rentiere über Weihnachten nicht ausbüxen.
>
> Da hilft kein Zaun, die können zu Weihnachten fliegen.

Ich hab's: Genau das will der Mann auf Video kriegen!
Genial, und bei gelingen (je nach Vermarktungsstrategie)
eine Goldgrube.

(Sollten die Tiere wem anderen gehören, und dieser das
Ereignis versprochen haben, würde ich im Vertrag den
Verzehr jedes einzelnen nicht abgehobenen festlegen.)

von Thomas B. (thombde)


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Harald W. schrieb:
> Passend für den heutigen Tag wäre die Frage,
> wieviele davon gläubig sind:
> 
https://www.kathweb.de/bibel/die-bibel-verstehen/die-auferstehung-jesu/der-unglaeubige-thomas.html

Bin jetzt nicht so der Kirchgänger.
(Nur im Ernstfall)
Von der Akustik der Orgel und dem Gesang wird man ja moralisch fertig 
gemacht.
Ist nicht so mein Ding, sorry.
Aber ungläubig bin ich jetzt auch nicht wirklich :)

Ich wünsche allen ein Frohes Fest

Gruß
Thomas

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