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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitte prüfen ( SSR & Relais )


Autor: Stefan L. (piwinger)
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Hallo Mikrocontroller-Freunde.

Ich habe eine kleine Schaltung gebaut und würde mich freuen, wenn mir 
jemand Feedback dazu geben könnte. Vor allem über 
Verbesserungsvorschläge wäre ich sehr dankbar.

Dies ist meine erste mit Eagle entworfene Schaltung, darum bitte ich um 
Verständnis. Selbstverständlich sind hier aber auch 
Verbesserungsvorschläge gerne gesehen.

Das Solid State Relais soll eine Pumpe Schalten ( 750W ).
Das normale Relais soll 12V durchschalten.
Die 3 Taster sollen für eine kleine Menüsteuerung sein.
Die 2 Schalter sind Schwimmerschalter zur Wasserstandsmessung.

Ich habe natürlich auch ein paar Fragen :
Ist es sinnvoll hier einen Spannungsregler, wie zum Beispiel den 7805 
einzusetzen oder reicht es das über ein Steckernetzteil mit 5V 800mA zu 
betreiben ?
Ist ein Snubber hier notwendig ?
Reicht es wenn am Reset 5V anliegen ?
Sind die Widerstände vor den Transistoren richtig dimensioniert ( ich 
habe das auf dem Basiswiderstandartikel übernommen, da dort auch mit 
40mA Last Gerechnet wird ) ?

Man merkt sicherlich, dass ich noch am Anfang meiner Mikrocontroller 
Erfahrungen stehe :-)

edit
habe gerade gesehen, dass das falsche SSR in der Zeichnung ist. Es ist 
ein S202 S02 von Reichelt geplant

Danke schonmal
Gruß
Stefan

Autor: Pete K. (pete77)
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- Abblockkondensatoren vergessen.
- Widerstände an den Tastern könnten auch nicht schaden.
- ISP Anschluss vergessen
- Schön wäre: Debug-Ausgabe Möglichkeit über RS232
- LED Betriebsanzeige (nicht unbedingt notwendig)
- LCD beschaltung PIN 15+16 mit NC bezeichnet aber trotzdem beschaltet. 
Falls das LCD ein LED Backlight hat schauen, ob ein Vorwiderstand 
benötigt wird.

Autor: Kasperle (Gast)
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So wird das SSR aber nicht funktionieren.

Autor: Olaf (Gast)
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> Dies ist meine erste mit Eagle entworfene Schaltung,

Das ist uns nicht entgangen.

> aber auch Verbesserungsvorschläge gerne gesehen.

Dein Halbleiterrelais wird wesentlich besser funktionieren
wenn die Diode auch eine Versorgungsspannung und einen Widerstand
bekommt.

Es empfiehlt sich an die Basis deiner Transistoren noch jeweils
einen Widerstand von etwa 100k nach Masse zu machen. Das sorgt
dafuer das deine Pumpe nicht mal von selbst einschaltet falls dein
Controller abgestuerzt ist oder nicht aus dem Reset kommt.

Ueberhaubt mach dir bitte Gedanken ob es schlimm ist wenn deine
Pumpe bei einem Fehler dauerhaft laeuft. Wenn ja dann wuerde ich
z.b noch ein MonoFlop davor bauen das dafuer sorgt das die Pumpe
maximal eine halbe Sekunde laeuft sollte dein Controller nicht
regelmaessig einen Impuls rausgeben. Nicht das du dir bei einem
Programmierfehler mal alles unter Wasser setzt.

> Die 2 Schalter sind Schwimmerschalter zur Wasserstandsmessung.

Du kannst nicht meterlange Kabel direkt an die Eingaenge eines 
Micrcontrollers haengen. Sowas faengt sich jede Menge Stoerungen ein.
Da gehoeren mal mindestens noch ein Strombegrenzungswiderstand und ein
Kondensator hin. Ausserdem hoffe ich dein Controller hat integrierte
Pullups. Wenn nicht dann solltest du das auch noch vorsehen.

> Ist es sinnvoll hier einen Spannungsregler, wie zum Beispiel
> den 7805 einzusetzen oder reicht es das über ein
> Steckernetzteil mit 5V 800mA zu betreiben ?

Beides waere denkbar. Wenn du ein externes geregeltes Steckernetzteil
nimmst, dann solltest du noch einen Elko auf die Platine setzen damit
die Schaltung nicht sofort stehenbleibt wenn es am Stecker mal einen 
kleinen Wackler gibt.

> Ist ein Snubber hier notwendig ?

Das kommt darauf an wie haeufig du schalten willst. Ich wuerde es
aber empfehlen.

> Sind die Widerstände vor den Transistoren richtig dimensioniert

Das wird schon funktionieren. Ich haette zwar so rein aus dem Bauch
raus 4.7k genommen. Aber auch 1.5k sind sicher in Ordnung.

> Reicht es wenn am Reset 5V anliegen ?

Das musst du dem Datenblatt deines Controllers entnehmen. Es
kann auch davon ab haengen was du als Takterzeugung nutzt.
Wenn du Wert auf Zuverlaessigkeit legst dann schalte da einen TL7705
oder aehnliches dran.

Olaf

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Danke erstmal für die Antworten.
Das ich noch Anfänger bin, lässt sich nicht verleugnen ;)

Wo gehören denn noch Abblockkondensatoren hin ? habe jetzt am µc 
zwischen VCC und GND einen gesetzt.
Pin15 und 16 hab ich exemplarisch für die Hintergrundbeleuchtung 
genommen, weil ich kein passendes Display in Eagle gefunden hab.
Das Display benötigt 5,7V @ 30mA, funktioniert aber auch bei 5V ... da 
benötigt man keinen Vorwiderstand oder ?
Die 100k Widerstände an der Basis gegen Masse hab ich eingefügt.
Die Pumpe soll ca zwischen alle 15 und 30 Minuten für 8 Sekunden laufen.
Kann man den ISP einfach mit an den PortB klemmen ?
Für Taster und Schalter wollte ich die internen Pullups verwenden.
Was für Kondensatoren nimmt man für die Schwimmerschalter ? 33pF ?
Wie wird das SSR richtig angeschlossen ? Laut Datenblatt werden zwischen 
20 (min) und 50(max)mA benötigt, der µc liefert aber max 20mA.
Für den Takt wird der interne Oszi genutzt.

Autor: Kurz (Gast)
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Schau noch mal weiter oben nach, so wird das nix mit dem SSR.

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Ok ... ich glaube so sollte das mit dem SSR besser passen ;)
Kann mir jemand sagen wo ich ein retriggerbares Monoflop in Eagle finde 
?

Hier nochmal die übrig gebliebenen Fragen vom letzten Post :
1) Wo gehören denn noch Abblockkondensatoren hin ? habe jetzt am µc
zwischen VCC und GND einen gesetzt.
2) Das Display benötigt 5,7V @ 30mA, funktioniert aber auch bei 5V ... 
da
benötigt man keinen Vorwiderstand oder ?
3) Kann man den ISP einfach mit an den PortB klemmen ?
Und wie heissen die Wannenstecker in Eagle ?
4) Was für Kondensatoren nimmt man für die Schwimmerschalter ? 100nF ?
 So wie im Schaltplan ?
5) Ist der Widerstand am SSR mit 220 Ohm richtig dimensioniert ? Der 
Steuerstrom soll laut Datenblatt 20mA betragen.

Kann jemand vielleicht noch ein Elektronik-Buch für Einsteiger wie mich 
empfehlen ?

Danke und Gruß
Stefan

edit ... natürlich das falsche Bild hochgeladen

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Sry für Doppelpost.
Hier nochmal aktueller Stand

Autor: kurz (Gast)
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Welchen Strom/welche Spannung verträgt denn die SSR-Diode?
Denke da fehlt ein Strombegrenzungswiderstand.

Ist das eigentlich Schaltplan erstellen nach raten ? Und ich meine es 
klein geschrieben.

Wäre nicht die Frage besser: Wer hat/zeichnet/schickt mir einen fertigen 
Schaltplan?

Autor: kurz (Gast)
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So könnts passen mit dem Widerstand.

Autor: Kasperle (Gast)
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Nur so lernt er etwas.

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Ich will ja keinen fertigen Schaltplan, sondern will es ja auch 
verstehen.
Bin schon bezgl. der ganzen Tipps immer am googlen ( oder bingen ;) ) 
und hab, denke ich, schon einiges dazu gelernt.
Mir fehlt meist ein Anhaltspunkt zum Suchen und den bekomme ich dadurch.

Danke nochmals.

Wenn noch jemand Verbesserungsvorschläge o.Ä. hat, immer her damit =)

Autor: MaWin (Gast)
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> Das Display benötigt 5,7V @ 30mA, funktioniert aber auch bei 5V ... da
> benötigt man keinen Vorwiderstand oder ?

Doch. Bei Pin 15 des Displays gehört sicher ein Widerstand in Reihe 
davor. Die Frage ist, ob 5V wirklich so klug sind. Nimm doch einen 7805 
und ein 9V Steckernetzteil, dann hast du mehr als 5V im Gerät, nämlich 
auch die ungeregelten 9V und kannst das Display mit genug Spannung (laut 
Datenblatt) versorgen. Obwohl mir 5.7V sehr merkwürdig vorkommen. 
Sicher, dass es kein blaues ist, welches 3.7V braucht ?

C2, C3 geht so nicht. Wenn deine Taster Impulse auslösen sollen, kläre 
das per Software.

R3, R4 sind überflüssig, weil der uC-Ausgang ja auf 0V (LO) geht. Die 
bräuchtest du nur, wenn die Zuleitung 'offen' sein könnte.

Ein Relais in einer Schaltung ist immer ein gute Punkt für Störungen. 
Schliess es vor dem 7805 Spannungsregler an, lege die Masseleitung vom 
Relais über den Transistor getrennt direkt bis zum 
Eingangssiebkondensator, und versorge die Schaltung mit mehr als 7.5V 
(also 9V) aus einem Stckernetzteil für ein 9V Relais.

Ein SSR braucht einen Snubber, wenn man verhindern will, dass es bei 
Einstöpseln der Schaltung kurz mal aufblitzt. Berechnung der Snubber

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25.1

Autor: DSOler (Gast)
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was sollen die Widerstaende C2 und C3 bewirken?

Autor: Kasperle (Gast)
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Widerstaende C2 und C3?

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Hallo MaWin,

Danke erstmal für deinen sehr guten Beitrag.
Das mit dem Stecknetzteil ist eine gute Idee, ich bau gleich mal einen 
7805 ein und poste dann nochmal einen Schaltplan.

Ich habe die Belegung des Displays mal als Bild angehängt.
Dort sind 5,7 V als Hintergrundbeleuchtung angegeben.
Es handelt sich um das Datavision 20208 von Pollin ( 
http://www.pollin.de/shop/detail.php?pg=NQ==&a=MDg... ).

Bezüglich R3 und R4 bin ich dem Rat von Olaf gefolgt ( Erklärung siehe 
oben), was mir eigentlich als sinnvoll erscheint.

C2, C3 ( siehe ebenfalls oben die Erklärung von Olaf ) habe ich befolgt, 
weil zu den Schwimmerschaltern eine Kabellänge von ca 4 Metern ist.

Das Relais habe ich schon Bezeichnung G6D ( 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=C32... 
) und würde es auch gerne verwenden.

Habe mir gerade nochmal das Datenblatt des SSR angesehen, der 
Steuerstrom
liegt 1,2 - 1,4 V bei 20mA ( wenn ich das richtig aus dem Datenblatt 
abgelesen habe ). Das würde bedeuten, dass R5 60 - 70 Ohm sein müsste ( 
47 Ohm wärde der nächst kleinere ). Ist das korrekt ? ( ich hab die 
Datenblätter in ein Bild gequetscht, weil ich irgendwie nicht 2 Bilder 
anhängen kann ).

Autor: A. K. (prx)
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Das dein Display 20 Pins hat, der Schaltplan aber nur 16, das stört dich 
nicht?

Die 5,7V deuten daraufhin, dass die LEDs bei 30mA mit 5,7V arbeiten. Was 
keineswegs heissen muss, dass es bei 5V fast genau hell ist sondern es 
moglicherweise sehr viel dunker ist. Was aber heissen kann, dass man 
mindestens 7V braucht und den Strom mit einem passenden Widerstand auf 
max 30mA begrenzt.

Autor: MaWin (Gast)
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> C2, C3 ( siehe ebenfalls oben die Erklärung von Olaf ) habe ich befolgt,

Er schreibt aber

> Da gehoeren mal mindestens noch ein Strombegrenzungswiderstand und ein
Kondensator hin.

und meint damit

Leitung --R--+-- uC-Eingang
             |
             C
             |
        -----+-- Masse

Mit Werten je nach Schaltgeschwindigkeit (egal) von 10nF und 1kOhm. 
Einen direkten Blitz überstehen die Eingänge damit aber auch nicht, nur 
ein verdrilltes Kabel (Klingeldraht) zum Schalter.

Bringt aber auch nicht so viel, soll Empfang von Deutschlandfunk 
(Oranienburg, 177kHZ) verhindern damit es nicht 177 tausend mal in der 
Sekunde den Schalter betätigt, wichtiger ist verdrillte Leitung und ein 
Ferritkern drumrum.

Zum Display: Stell dich drauf ein, dass 30mA der Sollstrom ist (für 
volle Helligkeit) und dabei bis zu 5.7V benötigt werden, bei 9V also 
Vorwiderstand 120 Ohm.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Dort sind 5,7 V als Hintergrundbeleuchtung angegeben.

In der Tabelle steht aber : Forward Voltage typ. 1,2V

Da passt irgendwie etwas nicht zusammen.

MfG Spess

Autor: A. K. (prx)
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Die 1,2V dürften das SSR betreffen. Die 5,7V beziehen sich auf die LEDs 
der Hintergrundbeleuchtung vom LC-Display.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Die 1,2V dürften das SSR betreffen.

Bei genaueren hinsehen. Stimmt.

MfG Spess

Autor: Stefan L. (piwinger)
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So ... ich war gerade wieder aktiv am eaglen ;)

Habe den Schaltplan mal umgebaut und hoffe er ist dadurch nicht 
unübersichtlicher geworden.

ISP eingebaut.
Habe den 7805 integiert AVR-Tutorial: Equipment: Stromversorgung und 
die Hintergrundbeleuchtung über 120 Ohm an 9V angeschlossen.

Die Frage die sich mir stellt ist ob dadurch der Kondensator C1 
überflüssig geworden ist ?

Sieht jemand noch einen Fehler ?

Nochmals tausend Dank, ihr seid echt klasse !

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Muss der ISP nicht in der Lage sein den RESET-Pin runterzuziehen? Ich 
würde die ganze RESET-Beschaltung noch mal unter die Lupe nehmen.

Gruß,
Kai

Autor: Stefan L. (piwinger)
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ich hab das aus dem AVR-Tutorial: Equipment: Selbstbau übernommen.
Danke für den Hinweis, ich prüf das gleich nochmal.

Gruß
Stefan

Autor: MaWin (Gast)
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Mach C4 grösser, und tu dir einen Gefallen und schliess das Relais, 
notfalls über Vorwiderstand, an +9V an, wie in dem Link beschrieben
den ich dir gepostet hatte (liest wieder kein Schwin, ein
Klick ist der heitigen generation ja schon zu viel)
es gibt an den 5V niemanden, der den Ausschaltstrom des Relais
abnimmt, die 5V werden einfach ansteigen.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>ich hab das aus dem AVR-Tutorial: Equipment: Selbstbau übernommen.
>Danke für den Hinweis, ich prüf das gleich nochmal.

Dort ist der Reset korrekt über einen Pullup an Vcc angeschlossen.

>es gibt an den 5V niemanden, der den Ausschaltstrom des Relais
>abnimmt, die 5V werden einfach ansteigen.

Ich dachte, das würde die Freilaufdiode übernehmen?!

Aber mir fehlt vom Bauchgefühl her auch noch ein Elko für die 
Versorgungsspannung.

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Hallo MaWin,

ich hatte den Link zum Snubber gelesen, jedoch dachte ich das gilt für 
den SSR und nicht das Relais.
Wie dimensioniert man den C4 ? ich konnte wie gesagt leider keine 
Rechnung finden und habe das aus dem 
AVR-Tutorial: Equipment: Stromversorgung übernommen.

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Sorry für für einen erneuten Doppelpost, aber ich kann nicht mehr 
editieren ...
Ich hab den C4 jetzt erstmal von 10µF auf 47µF erhöht und die 
Beschaltung des ISP geändert ( ich hoffe es ist jetzt richtig, aber ich 
denke schon =) ).

Gruß
Stefan

Autor: MaWin (Gast)
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Gleich unter Snubber steht Relais an Microcontroller.

> Wie dimensioniert man den C4
> Ich dachte, das würde die Freilaufdiode übernehmen?!

Eine Spule enthält eine Energie, und die muss beim Abschalten
irgendwohin. Wohin, sagt die Freilaufdiode, bei dir in die 5V.

Da dein Relais aber wohl der grösste Verbraucher an der 5V
Schiene ist, sagen wir es braucht 100mA, der Rest der Schaltung
nur 50mA, fliessen 100mA beim Abschalten auf die Versorgungsspannung,
und die werden nirgendwo abgenommen, nur mickrige 100nF Kondensatoren
sind dazu da. Also wird die Spannung ansteigen, eventuell über die
zulässige (5.5/6/7) Voltzahl.

Das geht einfacher an C4, denn dort darf die Spannung ja ansteigen, die
empflichen Bauelemnte hängen ja hinter einem Regler. Ob 100uF oder 
1000uF wird egal sein, Hauptsache die Spannung steigt nicht über den 
Nennwert des Elkos (16V?). Das wird auch nicht der Fall sein, so viel 
Ladung hat die Spule nun auch nicht, notfalls könnte man es nachrechnen.

Autor: Stefan L. (piwinger)
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Ok ... du hast recht, wer lesen kann ist klar im Vorteil =)
Ich werd es mir nachher mal genauer zu Gemüte führen.

Dank an alle =)

Autor: gadgaet (Gast)
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Können Rlais und SSRnicht an andere Pins? Du hast doch noch so viele 
frei...
Mir gefällt nämlich der Gedanke nicht, dass beim Programmieren 
Relais/SSR getriggert werden (könnte ein Nachteil sein).

Autor: Kurt (Gast)
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@gadgaet

;-)

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