Forum: Platinen Kontaktabstände von Klemmen und Relais


von Heli (Gast)


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Hallo in die Runde,

ich entwerfe gerade mal versuchsweise eine Platine in Kicad, um das 
Programm mal ein wenig kennenzulernen. Bevor die Warnungen kommen: Das 
soll nicht praktisch aufgebaut werden. Ich möchte aber mal mit 
unterschiedlichen Leiterbahnbreiten- und Abständen experimentieren. 
Daher sind mir dabei ein paar Fragen gekommen. Die Platine besteht aus 
einem 230V Eingang, einem Netzteil mit Mikrocontroller und einem Relais.

Als Relais habe ich einfach mal ein G5LE-E mit 5V Spulenspannung auf die 
Platine gesetzt. Beim Erstellen des Layouts ist mir aufgefallen, dass 
die Pads der Spulenkontakte gerade einmal 3mm vom 230V Eingang entfernt 
sind. Sehe ich das richtig, dass das Relais eigentlich überhaupt nicht 
sicher für Netzspannung verwendet werden kann? Oder wird das toleriert, 
falls die Schutzkleinspannung der Spule nirgendwo berührbar ist?

Ähnlich sieht es bei den Schraubklemmen auf der Platine für den 
Anschluss der Spannungsversorgung aus. Mit Schraubklemmen mit 5.08 mm 
Rastermaß habe ich zwar einen ausreichenden Abstand. Aber mit den Pads 
drumherum bleiben nur noch etwa 2.4mm. Aus den Leiterbahnabständen dazu 
hier im Wiki werde ich nicht ganz schlau. Was bedeutet bei der Angabe 
der Kriechstrecke der Unterschied zwischen **L und N** und **L/N**?

> 2,3mm zwischen L und N,
> 5mm zwischen L/N und Schutzkleinspannung

von römischer tierpfleger (Gast)


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DHeli schrieb:
> Was bedeutet bei der Angabe
> der Kriechstrecke der Unterschied zwischen **L und N** und **L/N**?
>
>> 2,3mm zwischen L und N,
>> 5mm zwischen L/N und Schutzkleinspannung

N https://de.wikipedia.org/wiki/Neutralleiter
L https://de.wikipedia.org/wiki/Außenleiter

Schutzkleinspannung
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung#Schutzkleinspannung_mit_elektrisch_sicherer_Trennung_(PELV)

> Die Platine besteht aus
> einem 230V Eingang, einem Netzteil mit Mikrocontroller und einem Relais.

nein.
auf der Platine ist ein Bereich mit Netzspannung und ein Bereich hinter 
dem Netzteil, der hoffentlich von einem durch einen Trafo galvanisch 
getrennten Bereich die Kleinspannung für den µC und Periferie liefert.

https://de.wikipedia.org/wiki/Galvanische_Trennung

Falls das Relais Netzspannung schaltet, gibts dann dafür die Bezeichnung 
L/N für Phase und Neutralleiter und die Schutzkleinspannung betrifft die 
Relaisspule.

Die beiden Trennabstände sind im jeweiligen Kontext anzuwenden.

de:WP ist mit Vorsicht geboten, ich habs nur überflogen, scheint aufs 
erste OK - ist auf meiner Checkliste - sollte was nicht stimmen, melde 
ich mich wieder und evtl. auch auf den Diskuseiten dort.

von Falk B. (falk)


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Heli schrieb:

> die Pads der Spulenkontakte gerade einmal 3mm vom 230V Eingang entfernt
> sind. Sehe ich das richtig, dass das Relais eigentlich überhaupt nicht
> sicher für Netzspannung verwendet werden kann?

Das siehts du falsch.

> Oder wird das toleriert,
> falls die Schutzkleinspannung der Spule nirgendwo berührbar ist?

Genau so.

> Rastermaß habe ich zwar einen ausreichenden Abstand. Aber mit den Pads
> drumherum bleiben nur noch etwa 2.4mm. Aus den Leiterbahnabständen dazu
> hier im Wiki werde ich nicht ganz schlau. Was bedeutet bei der Angabe
> der Kriechstrecke der Unterschied zwischen **L und N** und **L/N**?

So wie es dort steht. L/N ist eine verkürzte Schreibweise.

2,3mm zwischen L und N,
5mm zwischen L und Schutzkleinspannung
5mm zwischen N und Schutzkleinspannung

https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#230V_Netzspannung_schalten

von Gerald K. (geku)



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Das Relais sollte laut DB für Netzspannung geeignet sein (siehe Beilage)

**2000Vac** zwischen Spule und Kontakt

Bei den Klemmen würde ich RM=2 nicht unterschreiten.

Wer sicher gehen will und 73€ investiert, kann sein Design noch 
überprüfen:
Isolationsmesser Isolationsmessgerät Isolationswiderstand Digitales Auto 
Range MegOhmmeter 1999 Counts AC Voltmeter, Prüfspannung, 
Isolationswiderstand 200GΩ mit großem LCD-Display 
https://amzn.eu/d/4D0Mz4C

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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Gerald K. schrieb:
> Bei den Klemmen würde ich RM=2 nicht unterschreiten.

Beispiel: Aufsteckmodul für Raspberry Pi

Klemme: 
https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?products_id=2900

von Gerald K. (geku)


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Beachten sollte man:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde#Mindestkriechstrecken_bei_Leiterplatten

250Vac: >0,56mm bis >1,0mm je nach Verschmutzungsgrad

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> RPI-OUT2-D_Unterseite.jpg

Was sind DAS denn für Lötstellen?
Zwischen Pin und Lötauge soll sich ein Miniskus bilden und nicht ein 
dicker Tropfen hängen.

von Michael B. (laberkopp)


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Heli schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass das Relais eigentlich überhaupt nicht sicher
> für Netzspannung verwendet werden kann? Oder wird das toleriert, falls
> die Schutzkleinspannung der Spule nirgendwo berührbar ist?

Im Gegensatz zu den chinesischen SongLe Relais taugt das Omron sogar für 
Festinstallationen an 230V

Dielectric strength 750 VAC, 50/60 Hz for 1 min between contacts of same 
polarity
2,000 VAC, 50/60 Hz for 1 min between coil and contacts
Impulse withstand voltage 4,500 V between coil and contacts

Aber man muss die Platine natürlich passend designen.

Wenn die Steuerseite gar nicht berührbar sein muss, sondern wie 
Netzspannung behandelt werden kann, wie das bei Funksteckdosen der Fall 
ist, geht sogar das SongLe.

Wenn die Steuerseite SELV isoliert sein muss, bei Geräten die an einer 
Steckdose hängen bis 2500V, bei fest installierten Geräten bis 4500V 
isolierend, dann kommt es auf die Kriechstrecke der Platine an, und auf 
deren CTI.

Normale FR4 haben einen CTI von 175 (V/mm), bessere 400

https://www.multi-circuit-boards.eu/glossar/Kriechstromfestigkeit.html

https://www.cmc.de/blog/know-how-5/post/bedeutung-der-kriechstromfestigkeit-von-isolierstoffen-fur-entwickler-172

https://forum.mysensors.org/topic/4175/clearance-creepage-and-other-safety-aspects-in-mysensors-pcbs/2

Kann man wegen billigem FR4 die Isolationsabstände nicht einhalten  ist 
es nicht ungewöhnlich, einen Schlitz reinzufräsen, wie hier in Bild 4

https://www.ebay.de/itm/174942256623

Relais haben aber noch mehr Probleme, so überleben die kleinen Dinger 
einen Kurzschluss auf Lastseite nicht bevor der 16A 
Leitungsschutzschalter auslöst. Ist ein solcher Kurzschluss nicht 
auszuschliessen, braucht man noch eine Feinsicherung. Der Abteissfunke 
insbesondere induktiver Lasten produziert Störungen, die einen nah 
gelegenen uC stören können, um den Abreissfunken zu begrenzen schaltet 
man einen Snubber zum Kontakt parallel.

von Falk B. (falk)


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Wolfgang schrieb:
>> RPI-OUT2-D_Unterseite.jpg
>
> Was sind DAS denn für Lötstellen?

Ja ist denn da auch son Knubbel dran?
An dem man richtig rubbeln kann?
So knubbelrund und fein?
Nun, es sollte wohl nicht sein.

;-)

von Stefan F. (Gast)


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Heli schrieb:
> Beim Erstellen des Layouts ist mir aufgefallen, dass
> die Pads der Spulenkontakte gerade einmal 3mm vom 230V Eingang entfernt
> sind. Sehe ich das richtig, dass das Relais eigentlich überhaupt nicht
> sicher für Netzspannung verwendet werden kann?

Das siehst du richtig. Siehe meine Quellangaben auf 
http://stefanfrings.de/transistoren/index.html#relais

> Oder wird das toleriert, falls die Schutzkleinspannung der Spule
> nirgendwo berührbar ist?

Ja so ist das. In einer Zeitschaltuhr kann man so ein Relais durchaus 
verwenden. Aber lieber nicht an einem gewöhnlichen Arduino Board.

von Gerald K. (geku)


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Wolfgang schrieb:
> Was sind DAS denn für Lötstellen?
> Zwischen Pin und Lötauge soll sich ein Miniskus bilden und nicht ein
> dicker Tropfen hängen.

Zugegeben schaut nicht sehr gut aus und verbraucht mehr Lötzinn als 
notwendig. Was ist die Ursache?

Aber es funktioniert.

Ich bin auf SMD, Lötpaste mit Schablone und Heißluftlötung umgestiegen.

Resultate sind viel besser.

von Falk B. (falk)


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Gerald K. schrieb:
> Zugegeben schaut nicht sehr gut aus und verbraucht mehr Lötzinn als
> notwendig. Was ist die Ursache?

Du kannst nicht Löten.

> Ich bin auf SMD, Lötpaste mit Schablone und Heißluftlötung umgestiegen.
>
> Resultate sind viel besser.

Man kann auch THT ganz einfach old school löten, das ist keine 
Raktenwissenschaft.

von Ökopussy (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Gerald K. schrieb:
>> RPI-OUT2-D_Unterseite.jpg
>
> Was sind DAS denn für Lötstellen?
> Zwischen Pin und Lötauge soll sich ein Miniskus bilden und nicht ein
> dicker Tropfen hängen.

Richtig! Sprach die Ökopussy

von Stefan F. (Gast)


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Heli schrieb:
> Aber mit den Pads drumherum (an den Schraubklemmen) bleiben nur noch etwa 2.4mm.

Da besteht aber nicht die Gefahr, dass ein Funke auf die 
Kleinspannungs-Seite über springt. Zwischen den geöffneten 
Relais-Kontakten weniger als 1mm.

Gerald K. schrieb:
> **2000Vac** zwischen Spule und Kontakt

Der VDE verlangt mehr. Allerdings weis ich nicht, für wie lange. Die 
kurzzeitigen 4500V reichen vielleicht sogar.

von Gerald K. (geku)


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Falk B. schrieb:
> Du kannst nicht Löten.

Ich hätte mir ein besser Antwort erwartet.

Beitrag #7353558 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Stefan F. (Gast)


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Stefan F. schrieb:
>> Sehe ich das richtig, dass das Relais eigentlich überhaupt nicht
>> sicher für Netzspannung verwendet werden kann?

> Das siehst du richtig.

Ich muss mich korrigieren. Ich habe das Wort überhaupt überlesen. 
Unter gewissen Umständen kann man es schon verwenden. Was ich meinte 
ist, dass dieses Relais nicht generell sicher ist.

von Falk B. (falk)


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Gerald K. schrieb:
>> Du kannst nicht Löten.
>
> Ich hätte mir ein besser Antwort erwartet.

Du darfst auf das blaue Wort Löten clicken.

von Gerald K. (geku)


Angehängte Dateien:

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Falk B. schrieb:
> Du darfst auf das blaue Wort Löten clicken.

Leider gibt es dort keine Fotos wie eine gute Lötverbindung auszusehen 
hat.

Ich verwende einen batteriebetriebenen Lötkolben (siehe Beilage)

Nun sind wir leider stark vom Thema abgewichen.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Heli schrieb:

> Als Relais habe ich einfach mal ein G5LE-E auf die Platine gesetzt.

Diese Relais im Würfelzuckerformat sind eigentlich auch nicht für
230VAC gedacht, sondern eher für die amerikanischen 120VAC geeignet.
Hier in D würde ich eher die Relais nehmen, die wie eine hochkant
stehende, kleine Streichholzschachtel aussehen.

von Falk B. (falk)


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Gerald K. schrieb:
>> Du darfst auf das blaue Wort Löten clicken.
>
> Leider gibt es dort keine Fotos wie eine gute Lötverbindung auszusehen
> hat.

Ok, das könnte man ändern. Bis dahin kannst du die aber die Videos zum 
Thema ansehen, ganz unten im Artikel. Da gibt es auch Bilder von guten 
Lötstellen.

https://circuitmess.com/de/blogs/resources/chatter-build-guide-ch-3-assembly-pg-1

https://eleshop.de/informationszentrum/tipps-zum-handloten/

https://nerdiy.de/de_de/howto-elektronik-mein-freund-der-loetkolben/

> Ich verwende einen batteriebetriebenen Lötkolben (siehe Beilage)

Sehr exotisch. Aber wenn der die korrekte Temperatur bringt (nicht 
zuviel, nicht zu wenig) und ausreichend Leistung hat (mind. 15W, besser 
25W) sollte das funktionieren.

von Gerald K. (geku)


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Danke!
Werde ich mir ansehen.

Falk B. schrieb:
> Sehr exotisch. Aber wenn der die korrekte Temperatur bringt (nicht
> zuviel, nicht zu wenig) und ausreichend Leistung hat (mind. 15W, besser
> 25W) sollte das funktionieren.

380 bzw. 480°C und 8W
4x AA ENELOOP

von Falk B. (falk)


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Gerald K. schrieb:
> 380 bzw. 480°C und 8W
> 4x AA ENELOOP

380° ist grenzwertig hoch, 480° viel zu hoch. Da verbrennt dir das 
FLußmittel in Null komma Nix. Bleifreies Lot lötet man mit 330-350°C. 
Siehe Löten. Und 8W ist grenzwertig wenig Leistung. Ein erfahrener 
Löter kann das vielleicht, Anfänger und Gelegenheitslöter nicht. Kauf 
dir einen einfachen 25W Lötkolben, der muss nicht temperaturgeregelt 
sein. Dann wird das was.

https://www.reichelt.de/fein-loetkolben-25-w-multitip-920bd-multitip-920bd-p70007.html?&trstct=pol_1&nbc=1

von Falk B. (falk)


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von michael_ (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Heli schrieb:
>
>> Als Relais habe ich einfach mal ein G5LE-E auf die Platine gesetzt.
>
> Diese Relais im Würfelzuckerformat sind eigentlich auch nicht für
> 230VAC gedacht, sondern eher für die amerikanischen 120VAC geeignet.

Oder in Schaltsteckdosen, wo dann alles auf Netzpotential liegt.

Für Eigenbauten sollte man für die Netzklemme mindestens die mit 5mm 
nehmen.
Und zur Kleinspannung einen Abstand von mind. 8mm.
Industrieprodukte mit geringeren Abstand sind geprüft, was der Bastler 
nicht kann.

Datenblätter hin oder her.

von Forist (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Ich hätte mir ein besser Antwort erwartet.

Hier siehst du den Meniskus im Querschnitt:
https://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%B6ten#/media/Datei:Lotkegel.svg

von Gerald K. (geku)


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Danke!

Weniger Lötzinn, besseres "vorheizen" der zu verlötenden Anschlüsse.

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