Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12VAC Klingelgong mit ESP32 und Optokoppler schalten


von Moritz (schittie)


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Hallo,

ich habe das Projekt von Frickelzeugs "FingerprintDoorbell" 
(https://github.com/frickelzeugs/FingerprintDoorbell) auf meinen ESP32 
gespielt, um meine Türklingel smart zu machen. Klappt auch alles 
bestens.  Um den normalen Gong weiterhin nutzen zu können, wurde 
programmiert, dass der GPIO19 kurz auf HIGH gesetzt wird, wenn 
geklingelt wird. Damit kann man dann ein Relais schalten, um den Gong 
auszulösen: 
https://raw.githubusercontent.com/frickelzeugs/FingerprintDoorbell/master/doc/images/wiring.png

Ich habe zur Türklingel bereits eine 5V DC Leitung gelegt, um damit 
meinen ESP zu versorgen. Der Gong läuft weiterhin über das 12V AC 
Klingeltrafo.

Nun ist meine Frage, ob es möglich ist, das Relais zum Schalten des 
Gongs auch durch einen Optokopller zu ersetzen, schlichtweg aus 
Platzgründen. Ich möchte ungern einen riesen Kasten an der Wand haben :D

Welcher Optokoppler würde sich dafür eignen bzw. geht das überhaupt?

Liebe Grüße

: Verschoben durch Moderator
von Xanthippos (xanthippos)


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Es gibt SSR für 12V AC. (Optokoppler für AC werden als Solid State 
Relais bezeichnet). Sind aber auch nicht kleiner als ein Reed Relais im 
DIL Gehäuse.

von Moritz (schittie)


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Xanthippos schrieb:
> Es gibt SSR für 12V AC. (Optokoppler für AC werden als Solid State
> Relais bezeichnet). Sind aber auch nicht kleiner als ein Reed Relais im
> DIL Gehäuse.


Und ziemlich teuer, so wie ich es gerade gesehen habe. Gibt es sonst 
noch eine andere Alternative?

von Manfred P. (pruckelfred)


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Xanthippos schrieb:
> Es gibt SSR für 12V AC. (Optokoppler für AC werden als Solid State
> Relais bezeichnet). Sind aber auch nicht kleiner als ein Reed Relais im
> DIL Gehäuse.

Aber im Gegensatz zu Reed Relais im DIL Gehäuse überleben die mehr als 
zweimal Gong. Man darf mal nach PhotoMOS suchen, Panasonic AQVxxx oder 
AQYxxx, die gibt es im DIL8 oder als SO.

Moritz schrieb:
> Und ziemlich teuer, so wie ich es gerade gesehen habe. Gibt es sonst
> noch eine andere Alternative?

Du hast Sonderwünsche, aber ein Portemonnaie aus Zwiebelleder, das geht 
nicht überein. Es gibt mechanisch kleine Relais, mal bei Reichelt nach 
"hongfa" schauen und nicht beim Dorfelektriker.

Das typische ESP32-Dev-Modul ist 30mm breit, erzähle mir nicht, dass ein 
solches Relais mit 20x10x10mm den Platzbedarf unzumutbar vergrößert.

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


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Moritz schrieb:
> schlichtweg aus Platzgründen.
Zeig doch mal die konkrete Einbausituation und/oder nenne den zur 
Verfügung stehenden Platz. Sonst ist das wieder nur eine Ratestunde 
hier...

Moritz schrieb:
> Und ziemlich teuer, so wie ich es gerade gesehen habe.
Was hast du denn da gerade gesehen?

> Gibt es sonst noch eine andere Alternative?
Nim  einen AQY211 o.ä. Den gibts auch in SMD, dann sollte dein Platz gut 
reichen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Moritz (schittie)


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Naja so klein wie möglich. Es geht auch eher um die Bauhöhe, weswegen 
ich kein Relais benutzen möchte. In einem anderen Forum wurde mir dieser 
Optokoppler empfohlen:

https://www.reichelt.de/optokoppler-triac-400-v-100-ma-15-ma-dil-6-k-3021p-tel-p216629.html?&trstct=pos_1&nbc=1

Geht das damit?

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


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Moritz schrieb:
> Geht das damit?

Nicht standalone, denn diese Optotriacs sind nicht gedacht zum direkten 
schalten von Lasten, sie sind reine Trigger für den 'grossen' 
nachgeschalteten Triac. Aber in Verbindung mit einem normalen Triac ist 
das durchaus eine Alternative. Ein Triac schluckt so etwa 1,4V im 
geschalteten Stromkreis, aber ich denke, das wird bei dir kein Problem 
sein.

von H. H. (Gast)


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Es gibt die auch mit Lasttriac: Panasonic AQ-H.

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


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Moritz schrieb:
> Geht das damit?
Du solltest da sicherheitshalber mal die Stromaufnahme des Gongs 
nachmessen, denn der kann nur "On state RMS current ITRMS 100mA"

Matthias S. schrieb:
> Ein Triac schluckt so etwa 1,4V im geschalteten Stromkreis
Der K3020P speziell hat bei 50mA Laststrom schon eine "Forward voltage 
VF typ 1.25 max 1.6 V"

H. H. schrieb:
> Panasonic AQ-H
Hunderttausendfach im Einsatz, die sind quasi unkaputtbar...  ;-)

von Gerald B. (gerald_b)


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Reed Relais gibt es ebenfalls in sehr klein.

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


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Gerald B. schrieb:
> Reed Relais gibt es ebenfalls in sehr klein.
Die sind aber auch sehr empfindlich. Ich würde damit ohne zusätzliche 
platzbedürftige Schutzmaßnahmen keinen induktiven Verbraucher 
schalten...

von Moritz (schittie)


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Ich glaube ich brauche erstmal eine grundlegende Aufklärung. Ich kann 
mit den "On state RMS current ITRMS 100mA" und "Forward voltage
VF typ 1.25 max 1.6 V" nicht wirklich was anfangen.

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


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Moritz schrieb:
> Ich kann
> mit den "On state RMS current ITRMS 100mA" und "Forward voltage
> VF typ 1.25 max 1.6 V" nicht wirklich was anfangen.

Beide Werte beziehen sich auf den durchgeschalteten Zustand des Triac. 
Dann verträgt er max. 100mA und über ihm gehen 1,25V bis 1,6V verlustig. 
So ein Triac hat etwa die doppelte Durchlasspannung einer Si-Diode. Das 
bedeutet übrigens auch, daß das Verlustleistung ist, d.h. Strom mal 
Spannung gleich Leistung heizen den Triac auf.

von Moritz (schittie)


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Der ESP hat 3,3V und maximal 20mA pro GPIO. Sollte mit einem Widerstand 
dann doch umsetzbar sein oder?

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> Der ESP hat 3,3V und maximal 20mA pro GPIO. Sollte mit einem Widerstand
> dann doch umsetzbar sein oder?

Problemlos.

von Moritz (schittie)


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Demnach würde dann ein 120 Ohm Widerstand reichen, richtig?

Spricht sonst was gegen mein Vorhaben?

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> Demnach würde dann ein 120 Ohm Widerstand reichen, richtig?

Für welchen Koppler? Viele brauchen weniger als 18mA.

von Moritz (schittie)


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von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> https://de.rs-online.com/web/p/halbleiterrelais/8113264
>
> von diesem hier war die Rede

Also mindestens 10mA, mit 150 Ohm hast du noch etwas Reserve für die 
Alterung.

von Moritz (schittie)


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Okay, den müsste ich allerdings bestellen. Einen MOC3043 hätte ich hier. 
Geht das damit auch?

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> Okay, den müsste ich allerdings bestellen.

Dann nimm halt deine 120 Ohm.


> Einen MOC3043 hätte ich
> hier.
> Geht das damit auch?

Nur mit zusätzlichem Triac. Und natürlich die nötigen Widerstände nicht 
vergessen!

von Moritz (schittie)


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H. H. schrieb:
> Moritz schrieb:
>> Okay, den müsste ich allerdings bestellen.
>
> Dann nimm halt deine 120 Ohm.

Das war auf den MOC3043 bezogen.


>> Einen MOC3043 hätte ich
>> hier.
>> Geht das damit auch?
>
> Nur mit zusätzlichem Triac. Und natürlich die nötigen Widerstände nicht
> vergessen!

Wie müsste ich den Triac in den Schaltplan integrieren?

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Moritz schrieb:
>>> Okay, den müsste ich allerdings bestellen.
>>
>> Dann nimm halt deine 120 Ohm.
>
> Das war auf den MOC3043 bezogen.

Der braucht nur 5mA, also reichen da 270 Ohm. Aber er wird es auch mit 
120 Ohm tun.


>>> Einen MOC3043 hätte ich
>>> hier.
>>> Geht das damit auch?
>>
>> Nur mit zusätzlichem Triac. Und natürlich die nötigen Widerstände nicht
>> vergessen!
>
> Wie müsste ich den Triac in den Schaltplan integrieren?

So wie es im Datenblatt des MOC3043 steht.

von Moritz (schittie)


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https://de.rs-online.com/web/p/halbleiterrelais/8113264 und bei dem 
bräuchte ich dann keinen TRIAC mehr? Ich blicke nicht durch :D

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> https://de.rs-online.com/web/p/halbleiterrelais/8113264 und bei
> dem
> bräuchte ich dann keinen TRIAC mehr?

Der hat den Leistungstriac bereits eingebaut, wie bereits heute 
Nachmittag geschrieben.


> Ich blicke nicht durch :D

MOC + Triac = AQ-H

von Moritz (schittie)


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H. H. schrieb:
> Moritz schrieb:
>> https://de.rs-online.com/web/p/halbleiterrelais/8113264 und bei
>> dem
>> bräuchte ich dann keinen TRIAC mehr?
>
> Der hat den Leistungstriac bereits eingebaut, wie bereits heute
> Nachmittag geschrieben.
>
>
>> Ich blicke nicht durch :D
>
> MOC + Triac = AQ-H


Jetzt hab ich es verstanden. Die AQ-H gibt es scheinbar nur bei einem 
Anbieter mit exorbitanten Versandkosten. Dann muss es wohl doch ein 
moc+triac werden. Welcher Triac passt dann in mein Setup? Und welche 
Widerstände brauche ich dann dafür?

von H. H. (Gast)


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Moritz schrieb:
> Die AQ-H gibt es scheinbar nur bei einem
> Anbieter mit exorbitanten Versandkosten.

Sicher nicht.


Und wo bestellst du bevorzugt?

von Moritz (schittie)


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Reichelt oder Pollin

von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
> Moritz schrieb:
>> Die AQ-H gibt es scheinbar nur bei einem
>> Anbieter mit exorbitanten Versandkosten.
> Sicher nicht.

Oder doch? Das Ding steht bei RS mit 1,70€. Zeige uns einen Anbieter, wo 
die Versandkosten nicht erheblich über dem Warenwert liegen.

Ist leider halbwegs egal, wenn er nichts im Bestand hat, schleppt jedes 
Bauelement Versandkosten an.

Moritz schrieb:
> Dann muss es wohl doch ein
> moc+triac werden. Welcher Triac passt dann in mein Setup? Und welche
> Widerstände brauche ich dann dafür?

Blödsinn und Ignoranz: Ein MOC30xx plus Triac braucht mehr Platz als ein 
kleines Relais. Wenn nicht zufällig ein Triac in der Bastelkiste liegt, 
fallen auch dafür Versandkosten an.

Frei nach der Spülmittelwerbung: Während Moritz noch im Forum spielt, 
hat Manfred das Ding schon längst fertig und nuckelt sein 
Feierabendbier.

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


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Manfred P. schrieb:
> Ein MOC30xx plus Triac braucht mehr Platz als ein
> kleines Relais.

Nö. Beim Relais musst du snubbern, wenn du einen Wagnerschen Hammer 
schalten möchtest und damit relativiert sich der Aufwand eines MOC (oder 
einem der Sharp Optokoppler bei Pollin) mit einem externen Triac. Das 
bekommst du auf ein winziges Lochrasterplatinchen in der Grösse eines 
Miniaturrelais. Der Vorteil liegt auf der Hand - sehr lange Lebensdauer 
im Vergleich zum Relais.

Die Panasonic AQ-H gibts übrigens bei tme.eu, ich kann aber über 
Versandkosten nichts sagen.

: Bearbeitet durch User
von HaJo (hajohausb)


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Lothar M. schrieb:
> Der K3020P speziell hat bei 50mA Laststrom schon eine "Forward voltage
> VF typ 1.25 max 1.6 V"

Nein, die V₣ ist unabhängig von der Last, es wird ja nur optisch und 
nicht elektrisch vom Eingang zum Ausgang gekoppelt.

: Bearbeitet durch User
von Monk (roehrmond)


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Der Titel des Threads geistert mit seit 2 Tagen im Kopf herum. Ich lese 
da immer "Klinklong". Bin ich gaga?

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


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HaJo schrieb:
> Nein, die V₣ ist unabhängig von der Last
Ich meine hier durchaus nicht die Spannung über der LED, sondern die Vf 
der Lastseite (die wird im Datenblatt genau so genannt, wie ich sie in 
Anführungszeichen zitiert habe). Ein Triac leitet nicht mit 0V 
Spannungsabfall. Und diese Vf über dem Triac ist durchaus lastabhängig.

: Bearbeitet durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Moritz schrieb:
> Wie müsste ich den Triac in den Schaltplan integrieren?

Welchen Schaltplan?
Habe ich den übersehen?

Bei einem Photo-MOSFET hätte man weniger Spannungsabfall. Wieviel Strom 
soll im Peak geschaltet werden?

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


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Rainer W. schrieb:
> Wieviel Strom soll im Peak geschaltet werden?
Weiß man noch nicht...

Wie ich schon schrieb:
>>>> Du solltest da mal die Stromaufnahme des Gongs nachmessen

Wenn das zu kompliziert ist, dann würde sogar der Widerstand der 
Gong-Spule reichen.

: Bearbeitet durch Moderator
von HaJo (hajohausb)


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Lothar M. schrieb:
> HaJo schrieb:
>> Nein, die V₣ ist unabhängig von der Last
> Ich meine hier durchaus nicht die Spannung über der LED, sondern die Vf
> der Lastseite (die wird im Datenblatt genau so genannt, wie ich sie in
> Anführungszeichen zitiert habe). Ein Triac leitet nicht mit 0V
> Spannungsabfall. Und diese Vf über dem Triac ist durchaus lastabhängig.

Wo denn da im Datenblatt? Ich finde nur den angefügten Teil, allerdings 
für die LED.

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


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HaJo schrieb:
> Ich finde nur den angefügten Teil, allerdings für die LED.
Tatsächlich, da habe ich die falsche Zeile erwischt. Für den Ausgang 
heißt die Spannung VTM und es sind bis zu 3V bei 100mA.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Lothar M. schrieb:
>> Ich finde nur den angefügten Teil, allerdings für die LED.
> Tatsächlich, da habe ich die falsche Zeile erwischt. Für den Ausgang
> heißt die Spannung VTM und es sind bis zu 3V bei 100mA.

Damit ist dieser Koppler aus dem Rennen, "On-state RMS current 100mA" 
reicht keinesfalls für einen mechanischen Gong.

von Moritz (schittie)


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Ich habe mir jetzt den AQH bestellt. Ich habe hier mal einen Schaltplan 
gemacht. funktioniert das so?

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


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Moritz schrieb:
> funktioniert das so?

Verbindungen zwischen Baugruppen sind anscheinend heute nicht mehr 
nötig, ist ja alles Wireless :-P Da fehlt ein Vorwiderstand an der LED 
im AQH.
Die ESP benötigen einen anständigen Reservoirelko an der 
Betriebsspannung.

: Bearbeitet durch User
von Moritz (schittie)


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Hab es mal korrigiert. Laut Datenblatt braucht der ESP 2 Elkos?
Passt der Widerstand am AQH?

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


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Moritz schrieb:
> Laut Datenblatt braucht der ESP 2 Elkos?

Und wo hast du den 2. plaziert?

Moritz schrieb:
> Passt der Widerstand am AQH?

Kann der ESP32 15mA am Ausgang liefern? Wenn ja, dann passt das. Für 
einen MC GPIO sind 15mA aber schon ganz schön viel, guck ins Datenblatt, 
ob er das schafft.

von Moritz (schittie)


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Matthias S. schrieb:
> Moritz schrieb:
>> Laut Datenblatt braucht der ESP 2 Elkos?
>
> Und wo hast du den 2. plaziert?

C3 und C4


> Moritz schrieb:
>> Passt der Widerstand am AQH?
>
> Kann der ESP32 15mA am Ausgang liefern? Wenn ja, dann passt das. Für
> einen MC GPIO sind 15mA aber schon ganz schön viel, guck ins Datenblatt,
> ob er das schafft.

Da werd ich nicht fündig. Laut Internetrecherche 12mA. Dann also einen 
180 Ohm Widerstand

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


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Moritz schrieb:
> funktioniert das so?
Wenn an C2 "Klingel" tatsächlich die Klingel kommt, dann darf die nicht 
arg viel Strom brauchen, denn da fehlt die Versorgung.

Ich würde diese beiden Pins von C2 daher "Schalter" nennen. Denn das ist 
deine Schaltung letztendlich: ein "Schalter" für die Versorgung der 
Klingel.

BTW: C2 ist ein ungeschickter Name für einen Stecker, weil üblicherweise 
Kondensatoren mit C benannt werden. Nenn den Steckverbinder X2 oder 
wenigstens CN2. Das X2 würde dann auch gut zur allgemeinen 
Betriebsmittelkennzeichnung passen:
- https://www.xplore-dna.net/mod/page/view.php?id=293

Und zumindest für Schnittstellen von der Platine "nach aussen" ist das 
eine gute Idee.

: Bearbeitet durch Moderator
von Moritz (schittie)


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Lothar M. schrieb:
> Moritz schrieb:
>> funktioniert das so?
> Wenn an C2 "Klingel" tatsächlich die Klingel kommt, dann darf die nicht
> arg viel Strom brauchen, denn da fehlt die Versorgung.
>
> Ich würde diese beiden Pins von C2 daher "Schalter" nennen. Denn das ist
> deine Schaltung letztendlich: ein "Schalter" für die Versorgung der
> Klingel.
>
> BTW: C2 ist ein ungeschickter Name für einen Stecker, weil üblicherweise
> Kondensatoren mit C benannt werden. Nenn den Steckverbinder X2 oder
> wenigstens CN2. Das X2 würde dann auch gut zur allgemeinen
> Betriebsmittelkennzeichnung passen:
> - https://www.xplore-dna.net/mod/page/view.php?id=293

Danke für die Anmerkung. Wurde geändert.

von Axel R. (axlr)


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Schon mal gemessen, was so n "klingklong" Gong an Strom braucht?!? Was 
willst du da mit 100 oder 300mA? Einen Triac bei 12V tut sich doch heute 
niemand mehr an?

Wie wäre es mit etwas zeitgemäßen?

der macht zwar nur 30V..
https://de.farnell.com/toshiba/tlp3543a-tp1-f-o/optokoppler-gate-anst-2-5kv-dip/dp/3870077
aber der hier zB. 60V und 2Ampere
https://de.farnell.com/vishay/vo14642at/relay-mosfet-spst-no-2a-60v-th/dp/2396108

von Moritz (schittie)


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Axel R. schrieb:
> Schon mal gemessen, was so n "klingklong" Gong an Strom braucht?!? Was
> willst du da mit 100 oder 300mA? Einen Triac bei 12V tut sich doch heute
> niemand mehr an?
>
> Wie wäre es mit etwas zeitgemäßen?
>
> der macht zwar nur 30V..
> 
https://de.farnell.com/toshiba/tlp3543a-tp1-f-o/optokoppler-gate-anst-2-5kv-dip/dp/3870077
> aber der hier zB. 60V und 2Ampere
> 
https://de.farnell.com/vishay/vo14642at/relay-mosfet-spst-no-2a-60v-th/dp/2396108

Wieso zeitgemäßer?

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Steve van de Grens schrieb:
> Ich lese da immer "Klinklong"

Da bist du nicht der Einzige:

Axel R. schrieb:
> Schon mal gemessen, was so n "klingklong" Gong an Strom braucht?

Aber davon ab, bei einigen Threadtitel lese ich hier auch z.B. 
Dampf-Hasen und Spur-Hasen-Assistentinnen, oder Gelenkprothesen, oder 
gebratene Röhren...

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