Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bistabiles Relais Steuerung Schaltplan


von Robin S. (schiffii)


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Hallo Zusammen,

Ich habe gerade ein kleines Projekt bei dem ich per Taster einen 
Verbraucher (24v, max 7-8A) An-/Ausschalten möchte.
Aktuell benutze ich ein normales KFZ Relais mit 24V und einem Schalter, 
allerdings ist die Stromaufnahme der Spule kontraproduktiv, da die 
Stromquelle eine Batterie ist.

Nun die Idee ein bistabiles Relais zu nehmen, aber meine Elektronik 
Fähigkeiten sind sehr begrenzt, ich stehe da etwas auf dem Schlauch...

Meine Idee ist ein Bistabiles Relais mit zwei Wechslern und zwei Spulen 
zu nehmen. Dabei wird auch mit jedem Tastendruck mit einem Wechsler 
jeweils zur anderen Spule gewechselt. Ich glaube das müsste so 
funktioneren? Aber was ist wenn man auf dem Taster für längere Zeit 
drauf bleibt? Das Relai würde ständig hin und her wechseln und 
wahrscheinlich abrauchen(?)

Wie bekomme ich das einfach und elegant gelöst? Was haltet ihr Allgemein 
vom Layout? Wie gesagt bin wirklich unerfahren, sorry dafür.

Ich habe keinen Schaltplan, sondern das Platinenlayout angehängt, hoffe 
das passt trotzdem. Rechts oben ist ein Anschluss(J2) zur Batterie an 
dem rechts Minus und links Plus anliegt. Zudem eine Sicherung (F1), den 
JST Stecker zum Taster (J3) und ein Molex zu den Verbrauchern (J1). 
Freilaufdioden sind glaube ich selbsterklärend.

Das Relais ist ein TE/Schrack rt424f24 , 24v 2 Spulen 2 Wechsler

Danke im Voraus :)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Robin S. schrieb:

> Ich habe gerade ein kleines Projekt bei dem ich per Taster einen
> Verbraucher (24v, max 7-8A) An-/Ausschalten möchte.
> Aktuell benutze ich ein normales KFZ Relais mit 24V und einem Schalter,
> allerdings ist die Stromaufnahme der Spule kontraproduktiv, da die
> Stromquelle eine Batterie ist.

Wieso? Wenn dein Verbraucher 7-8A zieht, sind vielleicht 0,1A für das 
Relais doch Peanuts. Und wenn das Relais ausgeschaltet ist, ist auch der 
Verbraucher ausgeschaltet.

> Nun die Idee ein bipolares Relais zu nehmen, aber meine Elektronik

Du meinst ein bistabiles Relais.

> Meine Idee ist ein Bipolares Relais mit zwei Wechslern und zwei Spulen
> zu nehmen. Dabei wird auch mit jedem Tastendruck mit einem Wechsler
> jeweils zur anderen Spule gewechselt. Ich glaube das müsste so
> funktioneren?

Kann man machen. Aber was bringt das großartig?

> Aber was ist wenn man auf dem Taster für längere Zeit
> drauf bleibt?

Gar nichts. Das Relais schaltet einmal und gut.

> Das Relai würde ständig hin und her wechseln und

Nö, warum sollte es?

> wahrscheinlich abrauchen(?)

Auch das nicht. Wenn gleich bei bistabilen Relais die Spulen im 
Normalfall nur mit kurzen Pulse betrieben werden, so halten die meistens 
auch Dauerbetrieb aus.

> Ich habe keinen Schaltplan, sondern das Platinenlayout angehängt, hoffe
> das passt trotzdem.

Nur bedingt. Denn we kennt schon die Pinbelegung deiner Relais.

von H. H. (Gast)


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Robin S. schrieb:
> Bipolares Relais

Bistabiles Relais!


> Das Relai würde ständig hin und her wechseln


Ja, und du wirst es gar nicht kurz genug betätigen können.


> Wie bekomme ich das einfach und elegant gelöst?

Mit einem Stromstoßschalter.

von Robin S. (schiffii)


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Naja beim KFZ Relais sind es schon 1-2 Watt, und bei dem Li-Ion Akku 
zählt wirklich jede Minute Laufzeit. Vlt gibt es da auch sparsamere, 
aber ich dachte ein bistabiles Relais (danke für die Verbesserung ) wäre 
hier die bessere Wahl.

Also würde der Schaltplan doch eigentlich so funktionieren? Ansteuerung 
siehe Anhang.

von Robin S. (schiffii)


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Also doch.. hm ok.
Stromstoßschalter habe ich keine in so kleinem Format gefunden?
Finde nur welche für die DIN Schiene

von HildeK (Gast)


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Robin S. schrieb:
> Meine Idee ist ein Bistabiles Relais mit zwei Wechslern und zwei Spulen
> zu nehmen. Dabei wird auch mit jedem Tastendruck mit einem Wechsler
> jeweils zur anderen Spule gewechselt. Ich glaube das müsste so
> funktioneren? Aber was ist wenn man auf dem Taster für längere Zeit
> drauf bleibt? Das Relai würde ständig hin und her wechseln und
> wahrscheinlich abrauchen(?)
Ja, es würde hin und her wechseln. Abrauchen vermutlich nicht, 
wenngleich deine Kontakte und dein Verbraucher einer erhöhtem Stress 
ausgesetzt wären.

> Wie bekomme ich das einfach und elegant gelöst?
Am einfachsten sind zwei Taster, einen für EIN, einen für AUS. Oder eben 
eine Elektronik davor, z.B. ein Flipflop. Zusatzaufwand ist dann die 
Entprellung.

Robin S. schrieb:
> Ich habe keinen Schaltplan, sondern das Platinenlayout angehängt, hoffe
> das passt trotzdem.

Mit dem Layout fängt man zunächst nichts an, bei so einer Schaltung erst 
recht nicht. Das ist eher bei einem Schaltregler oder HF-Schaltungen 
o.ä. interessant. Eine Hilfe wäre der Schaltplan statt Prosa gewesen ...

von jo (Gast)


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Achtung, etwas OT:
Ich finde Schaltbilder sind einfacher zu lesen als Platinenlayouts. Wem 
geht es noch so?

von MaWin (Gast)


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Robin S. schrieb:
> Nun die Idee ein bistabiles Relais zu nehmen, aber meine Elektronik
> Fähigkeiten sind sehr begrenzt,

Siehe: https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29.1

Hat das bistable Relais 2 Spulen und einen Umschaltkontakt (und einen 
zweiten damit etwas damit geschaltet werden kann, falls nicht zufällig 
die durchgeschalteten +24V vor den 2k2 passen) geht 
https://i.stack.imgur.com/55fWk.gif:
1
      1N4148       +24V        1N4148
2
     +--|>|--+       |       +--|<|--+
3
     |       |       O       |       |
4
     |      Rel...../.......Rel      |
5
     |       |     O   O     |       |
6
     |       |     |   |     |       |
7
     +-------(-2k2-(---+     |       |
8
     |       |     |         |       |
9
     |       |     +-----2k2-(-------+
10
     |       |               |       |
11
     |       +-------+-------+       |
12
     |               |               |
13
    22uF          Taster            22uF
14
     |               |               |
15
    GND             GND             GND
Wer keine Kondensatoren sondern nur Relais nutzen will, muss mehr 
Aufwand treiben:
https://tams.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/05-switched/20-relays/flipflop3.html
https://tams.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/05-switched/20-relays/flipflop4.html

Hier aus OpAmps (geringe Stromaufnahme, kleines Gehäuse, grosser 
Spannungsbereich) bedient es ein bistabiles Relais mit einer Spule 
kurzzeitig um aus ihm ein Stromstossrelais zu machen:
1
+----------+----+----------------------+
2
|          |    |                      |
3
|          |   100k                    |
4
|          |    |                      |
5
|  +-------(----(--100k---+----Relais--(----+
6
|  |       |    |         |      6V    |    |
7
|  |       |    +--100k---+            |    |
8
o+ |       |    |         |            |    |
9
9V |       |    +---------(--------+   |    |
10
o- |       |    |         |        +--|+\   |
11
|  |     100k   +---|+\   |           |  >--+
12
|  |   _   |    |   |  >--+--100k--+--|-/
13
|  +--o o--+----(---|-/            |  TS922
14
|  |       |    |    |            10uF
15
| 1uF    100k 100k   |             |
16
|  |       |    |    |             |
17
+--+-------+----+----+-------------+
Es gibt auch DRT5/DRL5 Relaistreiber für bistabile Relais, von Elektor 
beworben aber kaum erhältlich, eher gibt's noch URYD21 in SOT26:
http://www.seekic.com/blog/project_solutions/2011/08/11/BISTABLE_RELAY_DRIVER__(3).html
http://www.unisonic.com.tw/datasheet/URYD21.pdf

von H. H. (Gast)


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Robin S. schrieb:
> Finde nur welche für die DIN Schiene

Finder, Serie 26.

von HildeK (Gast)


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MaWin schrieb:
> Hier aus OpAmps (geringe Stromaufnahme, kleines Gehäuse, grosser
> Spannungsbereich) bedient es ein bistabiles Relais mit einer Spule
> kurzzeitig um aus ihm ein Stromstossrelais zu machen

Bevor ich einen Dual-OPA nehmen würde, wäre einfach ein Tiny13 o.ä. zum 
Einsatz gekommen, auch wenn der dabei total unterfordert ist 😀. Damit 
können noch weitere Randbedingungen untergebracht werden, z.B. wie soll 
sich die Anordnung nach einem Stromausfall verhalten: einen definierten 
Grundzustand annehmen oder, wie beim bistabilen Relais, den alten 
Zustand halten. Auch der Stromverbrauch wäre minimal. Nachteil: Wenn die 
Versorgung ein 24V-Akku sein sollte, ist ein stromsparender Längsregler 
notwendig. Oder das Anzapfen der ersten Zelle nach GND.
Beim Relais wäre man auch nicht eingeschränkt; damit kann man sowohl 
bistabile als auch monostabile Relais ansteuern.

von Teilezurichter (Gast)


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jo schrieb:
> Wem geht es noch so?

Mir! Was sind denn J2 und J3 für Teile und was ist das für ein Teil mit 
dem Plus in der Mitte? Ein Heizwiderstand?

von Falk B. (falk)


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Robin S. schrieb:
> Naja beim KFZ Relais sind es schon 1-2 Watt, und bei dem Li-Ion Akku
> zählt wirklich jede Minute Laufzeit.

Kannst du nicht rechnen?

Dein Verbraucher zieht 7-8A. Dein Relais rt424f24 hat 886R 
Spulenwiderstand, macht an 24V sagenhafte 27mA!!! Das sind sagenhafte 
0,38% deines Verbrauchers!

> Vlt gibt es da auch sparsamere,
> aber ich dachte ein bistabiles Relais (danke für die Verbesserung ) wäre
> hier die bessere Wahl.

Du hast nicht gedacht, du hast geträumt. Denken hat was mit Logik und 
Rechnen zu tun, nicht Fühlen und Wünschen.

von H. H. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Verbraucher zieht 7-8A.

Robin S. schrieb:
> Verbraucher (24v, max 7-8A)

von Robin S. (schiffii)


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jo schrieb:
> Achtung, etwas OT:
> Ich finde Schaltbilder sind einfacher zu lesen als Platinenlayouts. Wem
> geht es noch so?

Ja weiß ich natürlich, ich hatte einfach gerade keins parat und das aus 
Eagle taugt nichts. Hab hier nur quasi ein gekritzel auf Papier.
Dachte man versteht es trotzdem.

H. H. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Finde nur welche für die DIN Schiene
>
> Finder, Serie 26.

Die Spulen vertragen aber alle nur AC und kein DC, zumindest finde ich 
kein Relais mit 24v DC

Teilezurichter schrieb:
> jo schrieb:
>> Wem geht es noch so?
>
> Mir! Was sind denn J2 und J3 für Teile und was ist das für ein Teil mit
> dem Plus in der Mitte? Ein Heizwiderstand?

Ja also natürlich ist ein Schaltbild einfacher, mein Grund siehe Oben. 
Aber was J2, J3 usw ist habe ich ja im letzten Abshnitt beschrieben! Ist 
übrigens eine Sicherung und kein Heizwiderstand ;)

Falk B. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Naja beim KFZ Relais sind es schon 1-2 Watt, und bei dem Li-Ion Akku
>> zählt wirklich jede Minute Laufzeit.
>
> Kannst du nicht rechnen?
>
> Dein Verbraucher zieht 7-8A. Dein Relais rt424f24 hat 886R
> Spulenwiderstand, macht an 24V sagenhafte 27mA!!! Das sind sagenhafte
> 0,38% deines Verbrauchers!
>
>> Vlt gibt es da auch sparsamere,
>> aber ich dachte ein bistabiles Relais (danke für die Verbesserung ) wäre
>> hier die bessere Wahl.
>
> Du hast nicht gedacht, du hast geträumt. Denken hat was mit Logik und
> Rechnen zu tun, nicht Fühlen und Wünschen.

Sorry, versteh ich nicht. Ein bistabiles Relais verbraucht kein Strom 
zum halten des Schaltzustandes im gegensatz zu einem normalen Relais. 
Und wenn es um jedes Watt geht bringt mir das durchaus etwas. Also wenn 
du einen besseren Vorschlag hast gerne?! Deshalb frage ich ja hier

von MaWin (Gast)


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HildeK schrieb:
> Bevor ich einen Dual-OPA nehmen würde, wäre einfach ein Tiny13 o.ä. zum
> Einsatz gekommen,

Ja nun, der braucht Spannungsregler, Leistungsendstufen und ein 
Programm.

Klügere nutzen also den OpAmp.

von H. H. (Gast)


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Robin S. schrieb:
>> Finder, Serie 26.
>
> Die Spulen vertragen aber alle nur AC und kein DC, zumindest finde ich
> kein Relais mit 24v DC

Da brauchts nur einen Vorwiderstand, steht auch im Datenblatt.

von Robin S. (schiffii)


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MaWin schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Bevor ich einen Dual-OPA nehmen würde, wäre einfach ein Tiny13 o.ä. zum
>> Einsatz gekommen,
>
> Ja nun, der braucht Spannungsregler, Leistungsendstufen und ein
> Programm.
>
> Klügere nutzen also den OpAmp.

Dein Beitrag ist wirklich sehr hilfreich, danke dafür. Ich schau mir das 
ganze noch genauer an

Falk B. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Naja beim KFZ Relais sind es schon 1-2 Watt, und bei dem Li-Ion Akku
>> zählt wirklich jede Minute Laufzeit.
>
> Kannst du nicht rechnen?
>
> Dein Verbraucher zieht 7-8A. Dein Relais rt424f24 hat 886R
> Spulenwiderstand, macht an 24V sagenhafte 27mA!!! Das sind sagenhafte
> 0,38% deines Verbrauchers!
>

Beim rt424f24 vielleicht, bei dem KFZ Relais was ich aktuell benutze hat 
die Spule knapp 200-300 Ohm. Und ja selbst 0,38% sind mehr als nichts! 
Wie gesagt geht es um alles.

Außerdem 7-8A im Maximum, also was das Relais abkönnen muss. Der übliche 
Verbrauch dürfte maximal bei 1A liegen. und da sind es schon deutlich 
mehr als 0,38%!

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Robin S. schrieb:
> Aktuell benutze ich ein normales KFZ Relais mit 24V…

„Normale“ KFZ-Spannung sind für mich 12V.


Robin S. schrieb:
> Ich habe keinen Schaltplan,

Weshalb nicht?

Robin S. schrieb:
> Wie gesagt geht es um alles.

Nochmal weshalb?


Ein „normales“ Relais kann man auch so ansteuern dass nach den Anziehen 
der Strom verringert wird, Stichwort Haltespannung.

von Robin S. (schiffii)


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Jörg R. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Aktuell benutze ich ein normales KFZ Relais mit 24V…
>
> „Normale“ KFZ-Spannung sind für mich 12V.

Ist ein LKW Relais mit 24V. Spielt doch keine Rolle...

>
>
> Robin S. schrieb:
>> Ich habe keinen Schaltplan,
>
> Weshalb nicht?

Weil ich ihn auf papier gezeichnet habe und nicht 
einscannen/fotografieren kann. Ist das aktuell noch wichtig? Ich denke 
jeder weiß doch um was es geht.

> Robin S. schrieb:
>> Wie gesagt geht es um alles.
>
> Nochmal weshalb?

Weil es ein Batteriebetriebener Lautsprecher ist. Die Stromaufnahme 
Schwankt stark, kann im maximum aber 7-8A betragen.
Wenn ich den lautsprecher aber leise laufen lasse verbraucht das Relais 
verhältnismäßig zu viel und kostet wertvolle Akkulaufzeit. Bei voller 
Lautstärke und 7-8A Verbrauch spielt das natürlich keine Rolle mehr.

>
> Ein „normales“ Relais kann man auch so ansteuern dass nach den Anziehen
> der Strom verringert wird, Stichwort Haltespannung.

Aber wieder mit relativ aufwendigerer schaltung? Also in soweit 
aufwendiger als einfach nur dumm das Relais per Schalter anzusteuern. Da 
kann ich gleich ein bistabiles nehmen und den Verbrauch auf 0 senken. So 
mein Gedanke. Oder irre ich mich?

von Jörg R. (solar77)


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Robin S. schrieb:
> Aber wieder mit relativ aufwendigerer schaltung? Also in soweit
> aufwendiger als einfach nur dumm das Relais per Schalter anzusteuern. Da
> kann ich gleich ein bistabiles nehmen und den Verbrauch auf 0 senken. So
> mein Gedanke. Oder irre ich mich?

Du kannst auch gleich einen mechanischen Schalter nehmen, der benötigt 
überhaupt keinen Ansteueraufwand.

Du kannst die Last auch mit einem Mosfet schalten, der benötigt quasi 
auch keinen Steuerstrom.


Robin S. schrieb:
> Weil es ein Batteriebetriebener Lautsprecher ist. Die Stromaufnahme
> Schwankt stark, kann im maximum aber 7-8A betragen.
> Wenn ich den lautsprecher aber leise laufen lasse verbraucht das Relais
> verhältnismäßig zu viel und kostet wertvolle Akkulaufzeit. Bei voller
> Lautstärke und 7-8A Verbrauch spielt das natürlich keine Rolle mehr.

Deine Begründung ist etwas an den Haaren herbeigezogen.

von Robin S. (schiffii)


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Jörg R. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Aber wieder mit relativ aufwendigerer schaltung? Also in soweit
>> aufwendiger als einfach nur dumm das Relais per Schalter anzusteuern. Da
>> kann ich gleich ein bistabiles nehmen und den Verbrauch auf 0 senken. So
>> mein Gedanke. Oder irre ich mich?
>
> Du kannst auch gleich einen mechanischen Schalter nehmen, der benötigt
> überhaupt keinen Ansteueraufwand.

Ich benutze aktuell eine Taster/Schalter Serie die max 2A schalten kann.
Wäre eine Überlegung wert auf größere umzusteigen, aber optik spielt 
auch eine Rolle.

> Du kannst die Last auch mit einem Mosfet schalten, der benötigt quasi
> auch keinen Steuerstrom.

ok, ja? Das sind wertvolle Tipps. Wie gesagt hab ich nicht viel 
Erfahrung/Kenntnisse.  Muss ich mich mal einlesen

Auch die Idee mit dem FlipFlop klingt gut, ich weiß aber aktuell noch 
nicht wie ich das umsetzen kann. Muss ich mir anschauen. Danke schonmal 
für die Hilfreichen Tipps.

von MaWin (Gast)


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Robin S. schrieb:
> Weil es ein Batteriebetriebener Lautsprecher ist.

Och nöö, ist schon wieder Vatertag...

von Robin S. (schiffii)


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MaWin schrieb:

>
1
>       1N4148       +24V        1N4148
2
>      +--|>|--+       |       +--|<|--+
3
>      |       |       O       |       |
4
>      |      Rel...../.......Rel      |
5
>      |       |     O   O     |       |
6
>      |       |     |   |     |       |
7
>      +-------(-2k2-(---+     |       |
8
>      |       |     |         |       |
9
>      |       |     +-----2k2-(-------+
10
>      |       |               |       |
11
>      |       +-------+-------+       |
12
>      |               |               |
13
>     22uF          Taster            22uF
14
>      |               |               |
15
>     GND             GND             GND
16
>

Genau das war es was ich gesucht hatte! Möglichst einfache Schaltung und 
das Ergebnis ist genau so wie ich es wollte.
Versuchsaufbau hat gestern damit einwandfrei funktioniert. Danke!

MaWin schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Weil es ein Batteriebetriebener Lautsprecher ist.
>
> Och nöö, ist schon wieder Vatertag...

Der ist schon vorbei ;) Aber nein, soll eigentlich für kleinere 
Veranstaltungen dienen

: Bearbeitet durch User
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