Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais mit PWM durchschalten


von Fabian Z. (fabi_z)


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Hallo alle zusammen,

wir besitzen eine Lightbar welche mit 12V und 25A versorgt wird sowie 
noch einzelne andere Sports mit 4A. Insgesamt sind es also 5 Lampen. Da 
wir diese mittels der Phillips Hue Bridge steuern möchten haben wir uns 
folgendes Produkt zugelegt.

1 x Hue Bridge

1 x Zigbee 3.0 LED-Universalcontroller 5 x 4A, 12V-24V Eingangsspannung 
(https://www.iluminize.com/de/shop/led-steuerung/led-controller/product/596-511-000-zigbee-controller-4a.html)

1 x 12V 40A SPST 4-Pin Auto Relais 
(https://www.amazon.de/gp/product/B0778DYRLR/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o05_s00?ie=UTF8&psc=1)

Die vier einzelnen Spots mit 4A kann der Zigbee LED-Universalcontroller 
schalten da dieser bis 4A pro Kanal bereitstellt.

Für die Lightbar dachten wir uns dass das Ausgangssignal des Zigbee 
LED-Universalcontroller ein Relais durchschalten.

Geht das? Ich vermute aus dem Zigbee LED-Universalcontroller kommt ein 
PWM Signal. Kann ein Relais das? Bleibt es auch durchgeschalten wenn ich 
ich dem Controller für diesen Kanal anschalte?

Wäre es sinnvoller anstatt einem Relais einen Mosfet zu nehmen? Dann 
hätte ich sogar die Möglichkeit zu Dimmen.

Evtl. mit diesem Produkt:

Mosfet 12V max. 30A 
(https://www.amazon.de/Heizungsregler-MKS-MOSFET-Heizbett-Extruder-MOS-Modul/dp/B071H6W8S4/ref=pd_sbs_3/259-5108306-5759150?pd_rd_w=cG7ax&pf_rd_p=840402ae-0fda-4c49-9fb0-db7f87dd6eac&pf_rd_r=5Y0E405G9ZEBWCZP8P2B&pd_rd_r=d6437aed-a9f3-4bc9-94f6-ff2f91a5b82a&pd_rd_wg=lVkQE&pd_rd_i=B071H6W8S4&psc=1)

Vielen Dank für eure Unterstützung.

Fabi

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


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Fabian Z. schrieb:
> Ich vermute aus dem Zigbee LED-Universalcontroller kommt ein PWM Signal.
Mach Gewissheit daraus.

> Kann ein Relais das?
Solange die bislang unbekannte PWM-Frequenz hoch genug ist,kannst du ein 
Relais auch mit PWM ansteuern.

> Bleibt es auch durchgeschalten wenn ich ich dem Controller
> für diesen Kanal anschalte?
Ein Relais zieht an, wenn die Anzugspannung/Einschaltspannung 
überschritten wird. Ein Relais fällt ab, wenn die Haltespannung 
unterschritten wird. Diese Spannungen berechnen sich aus dem Mittelwert 
der PWM multipliziert mit der Versorgungsspannung für die PWM-Endstufe.
Bei 12V Versorgung und 50% PWM hast du rechnerisch also 6V. Einen 12V 
Relais wird das zum Anziehen nicht reichen.

BTW: denk mal drüber nach, was passiert, wenn du eine PWM mit 0% 
ausgibst und dann diesen PWM-Wert auf 100% änderst. Idealerweise 
erhältst du in deisen beiden Fällen welche Spannung am Ausgang?

BTW2: ich hätte das einfach mal ausprobiert...

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


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Fabian Z. schrieb:
> Geht das? Ich vermute aus dem Zigbee LED-Universalcontroller kommt ein
> PWM Signal.

Deine Vermutung wird durch die Produktinformation der Zigbee Box 
bestätigt.
Ein Relais geht nur dann, wenn du den entsprechenden Kanal mit 100% 
Helligkeit benutzt, ansonsten wird ein Relais anfangen, mit der 1000Hz 
Frequenz zu piepsen. Ausserdem ist zwingend eine Freilaufdiode über dem 
Relais erforderlich.
Aber PWM geht ja auch. Du kannst mit einem dicken P-Kanal MOSFet aus dem 
PWM Kanal ein kräftiges Signal gewinnen. Dabei sollte der PWM Ausgang 
des Zigbee Dings per Pullup auf Plus gezogen werden und auf eine 
vernünftige Gatespannung begrenzt werden (meist unter -20V zwischen Gate 
und Source). Wird der PWM Kanal low, steuert der P-Kanal durch und 
liefert an der Drain ein positives Signal. Source geht an die +12/24V.
Sowas geht auch mit N-Kanal, ist aber etwas aufwendiger, da die 
Polaritäten umgedreht werden müssen.

: Bearbeitet durch User
von Martin (Gast)


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Fabian Z. schrieb:
> PWM Signal. Kann ein Relais das?

Solange die PWM Frequenz unter 2Hz ist ja ;-)

von Fabian Z. (fabi_z)


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Vielen Dank für die schnellen Rückantworten. Dann sieht es ja so aus als 
das ein Relais nicht in Betracht gezogen werden sollte

Matthias S. schrieb:

> Du kannst mit einem dicken P-Kanal MOSFet aus dem
> PWM Kanal ein kräftiges Signal gewinnen. Dabei sollte der PWM Ausgang
> des Zigbee Dings per Pullup auf Plus gezogen werden und auf eine
> vernünftige Gatespannung begrenzt werden (meist unter -20V zwischen Gate)...

Gibt es schon fertige Mosfets auf einer Platine zu bestellen für solch 
ein Anliegen. Ich bin sehr dürftig ausgestattet und würde gerne auf ein 
Modul zurückgreifen. Hättet Ihr mir da ein Anhaltspunkt?

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


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Fabian Z. schrieb:
> Dann sieht es ja so aus als
> das ein Relais nicht in Betracht gezogen werden sollte
Du hast das mit 0% und 100% []übersehen oder []nicht verstanden?

Bei 0% PWM wird die Endstufe dauerhaft ausgeschaltet sein,
bei 100% PWM wird die Endstufe dauerhaft eingeschaltet sein.
Optimale Bedinungen für ein Relais. Du musst also lediglich dafür 
sorgen, dass dieser Kanal nur 0% oder 100% sieht.

> Wäre es sinnvoller anstatt einem Relais einen Mosfet zu nehmen? Dann
> hätte ich sogar die Möglichkeit zu Dimmen.
Du wirst einiges an Erfahrung gewinnen, wenn du Lampen mit 25A mit einem 
Mosfet dimmen willst.
Und du wirst mit hoher Wahrscheinlichkeit dabei auch lernen, dass lange 
PWM-Leitungen EMV-Schleudern sind. Ich empfehle, verdrillte Leitungen 
vom PWM-Controller zu den Lampen zu verlegen.

> Hättet Ihr mir da ein Anhaltspunkt?
25A sind nichts für Anfänger. Bei ungeschickter Ansteuerung (z.B. durch 
ungeschickte Verdrahtung) entfleucht der magische Rauch ziemlich schnell 
aus den betroffenen Halbleitern. Ich empfehle fürs erste den Ansatz mit 
dem Relais.

von Wolfgang (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ein Relais zieht an, wenn die Anzugspannung/Einschaltspannung
> überschritten wird. Ein Relais fällt ab, wenn die Haltespannung
> unterschritten wird.

Die Kräfte im Relais werden durch den Strom, nicht durch die Spannung 
bestimmt. Die genaue Spannung hängt dann von der Temperatur ab.

von Wolfgang (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Und du wirst mit hoher Wahrscheinlichkeit dabei auch lernen, dass lange
> PWM-Leitungen EMV-Schleudern sind.

Hast du schon mal versucht, elektromagnetische Verträglichkeit zu 
schleudern?

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


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Wolfgang schrieb:
> Die Kräfte im Relais werden durch den Strom, nicht durch die Spannung
> bestimmt. Die genaue Spannung hängt dann von der Temperatur ab.
Mag schon sein. Trotzdem spezifizieren deutlich über 99% der 
Relaishersteller ihre Relais über die von mir angesprochenen 
Spannungen(**). Ich habe mich damit abgefunden. Es wird also deine 
Aufgabe sein, sie auf diese physikalisch fehlerhafte Datenblattangabe 
hinzuweisen oder sie zu drängen, doch wenigstens eine Temperatur für 
diese Spannungswerte zu spezifizieren.

(**)
oder bestenfalls über eine Spulenleistung, wobei die ja auch wieder vom 
temperaturabhängigen Spulenwiderstand abhängt.


Wolfgang schrieb:
> Hast du schon mal versucht, elektromagnetische Verträglichkeit zu
> schleudern?
Und trotzdem hast du kapiert, was gemeint ist. Nicht wahr? Das war die 
Absicht.

: Bearbeitet durch Moderator
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