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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais direkt an einem atmega16 I/O-Pin anschließen?


Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Servus!

Ich möchte gerne ein Reed-Relais direkt an einen I/O-Pin des atmega16
anschließen. Das Relais hat R = 500Ohm, U = 5V, d.h. es müsste 10mA
ziehen. Laut Datenblatt kann der atmega max. 40mA, d.h. es müsste
gehen.
Jetzt gibt es aber von diesem Relais 2 Versionen: Eine mit und eine
ohne Diode. Wozu ist diese Diode gut?
Reichelt:
Mit Diode:
http://reichelt.de/inhalt.html?ARTIKEL=SIL%25207271-D%25205V
Ohne Diode
http://reichelt.de/inhalt.html?ARTIKEL=SIL%25207271-L%25205V

Und irgendwo habe ich gelesen, dass induktive Lasten an den I/O-Pins
nicht so gut sind. Und die Spule im Relais wäre ja so ein Fall. Was ist
da dran, und hat das etwas mit dieser Diode zu tun?

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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(es fehlt hier eindeutig die Edit-Funktion... ;) )

Ich bin für jegliche Hilfe dankbar!

lg,
Jan

Autor: geloescht (Gast)
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Dieser Beitrag wurde auf Wunsch des Autors geloescht.

Autor: seppl (Gast)
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ich hab zwar nicht so viel ahnung wie die anderen hier... aber
beim an und ausschalten deiner spule im relais kann es zu hohen
induktiven spannungen kommen. die diode verhindert, dass diese über den
I/O port 'abfließen' und den prozessor schrotten.

bin für korrekturen offen

Autor: Thomas P. (Gast)
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...<Zitat>verhilft Deinem Relaistreiber dadurch zu
längerer Lebenszeit :-)</Zitat>

Nur weil es Guido nicht noch extra erwähnt hat - ich würde noch einen
Treiber dazwischen Schalten!

Gruß, Thomas

Autor: seppl (Gast)
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da war jemand schneller :-)

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Danke erstmal für die schnellen Antworten!
D.h. wenn ich das Relais unbedingt direkt anschließen möchte, dann die
Version mit Diode, richtig? Meint ihr, da muss unbedingt noch ein
Treiber dazwischen? (Was ist das überhaupt genau? Doch nur ein
Transistor, oder?)

lg,
Jan

Autor: Martin (Gast)
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>D.h. wenn ich das Relais unbedingt direkt anschließen möchte, dann >die
Version mit Diode
Unbedingt mit Diode.

>Was ist das überhaupt genau? Doch nur ein
>Transistor, oder?
Oder ein Gatter mit "offener Kollektor"-Ausgang.
Übrigens, es wäre die sicherste Lösung, einen Transistor an den Pin des
MCU anzuschliessen und an den Transistor das Relais.
Es wäre nur ein Transistor und ein Widerstand zusätzlich benötigt.
Und ein Transistor ist um einiges Biliger als ein atmega16. (BC547B)

Ich haben schon ein paar µC dadurch beschäidigt das ich Relais oder
EMotoren direkt an ihre Ausgänge angeschlossen habe. Die waren jedoch
aber um einiges grösser als dieses Minirelais hier.

Autor: Thomas P. (Gast)
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Kannst Du mir das Open-Kollektor mal genauer erläutern?
Ich nutze des öfteren auf "Empfehlung" Operationsverstärker mit
Open-Kollektor Ausgängen. Diese haben den Vorteil, dass ich keine
zusätzlichen Pull (Up/Down) Widerstände benötige. Aber wie
funktionieren die genau?

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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OK, also kaufe ich die Version mit Diode.

Aber ich habe noch 2 weitere Fragen:
1. Wo liegt der Unterschied zwischen diesen beiden Reed-Relais?
http://www.reichelt.de/inhalt.html?ARTIKEL=DIP%252...
und
http://www.reichelt.de/inhalt.html?ARTIKEL=SIL%252...

2. Was ist besser?
Die Relais-Spule einmal gegen GND und I/O-Pin, d.h. Strom fließt bei
I/O-Pin = high, oder Spule gegen Vcc und Pin, und Strom fließt, wenn
Pin = low?
Interessiert mich auch ganz allgemein, für andere Sachen, z.B. LEDs
etc.

danke soweit,
lg,
Jan

Autor: TravelRec. (Gast)
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Den AVR-Ausgangspin über 4,7k Widerstand an die Basis eine BC 547C.
Emitter an Masse. Kollektor an das Relais, anderen Realispin an +5V.
ACHTUNG: Relais unbedingt richtig polen (MESSEN! Katode der Schutzdiode
an 5V+!!!) sonst ist gleich die Schutzdiode oder der Transistor hin. Die
Schaltung funktioniert auch für andere Lasten bis ca. 200 mA.

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Hm ok, so würde ich es mit einem Transistor machen. Aber meine Frage bei
1. war mehr allgemein gemeint, d.h. in welcher Stellung, Low oder High,
kann so ein I/O-Pin mehr Strom liefern?

lg,
JaM
ps. Wo liegt der Unterschied zwischen dem BC 547B und dem BC 547C? Nur
so aus Interesse...

Autor: Hauke Radtki (Gast)
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wenn du die sachen gegen VCC schaltest (also "an" bei low pegel) kann
viel mehr strom fließen.

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Aha. Das ist mal eine klare Antwort. :) Gut, warum das so ist, werde ich
jetzt nicht fragen, ich glaube es einfach... ;)

Was sagt ihr noch zu Frage 1? Unterscheiden die sich nur in der
Bauform?

lg,
JaM
ps. Wenn ich jetzt sowieso den Transistor verwende, könnte ich dann
auch ein Relais nehmen, dass keine Diode hat? Oder würde der Transistor
dann schnell ableben?

Autor: geloescht (Gast)
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Dieser Beitrag wurde auf Wunsch des Autors geloescht.

Autor: Kurt (Gast)
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Die Diode im Relay spart eine externe Diode.

Wenn keine Freilauf-Diode vorhanden ist, wird der Transistor zerstört.


Kurt

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Soll heißen, ohne die Diode bin ich in jedem Fall angeschmiert,
richtig?
Schon komisch irgendwie, mir fällt auf, dass ich noch nie ein Relais
mit nem Transistor oder MC angesteuert habe... obwohl ich die Dinger
oft verwende, aber wohl nur mit mech. Schaltern... :D

Naja, also bestelle ich nen BC 547C mit (der hat scheinbar die größere
Stromverstärlung, stimmt's? Also verglichen mit dem BC 547B).

lg,
Jan

Autor: Martin (Gast)
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@Thomas P
Vielleicht erklärt diese Bild was offener Kollektor ist:
http://www1.kielnet.net/home/marc.in/bilder/offene...

>Wenn ich jetzt sowieso den Transistor verwende, könnte ich dann
>auch ein Relais nehmen, dass keine Diode hat?
Die Diode ist auf jedenfall zu empfehlen, aber die muss doch nicht im
Relais drin sein, nimm doch einfach eine 1N4148.

>Was sagt ihr noch zu Frage 1? Unterscheiden die sich nur in der
>Bauform?
Um das wirklich beantworten zu könne müsste man die ganzen Datenblätter
komplett durchlesen und vergleichen.
Aber wenn ich die nur so kurz überfliege, sehe ich keine auffälligen
Unterschiede.

Autor: Kurt (Gast)
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Nochwas zum Verständniss:

Wenn Strom in eine Spule fliesst dann "gewöhnt" (Gegen-EMK) sie sich
daran und erzeugt ein Magnetfeld.

Wenn dieser Stromfluss aufhört ist das Magnetfeld noch vorhanden.
Diese "Leistung" (im M-Feld gespeicherte Energie) bricht nun
zusammen
und erzeugt eine -gegenphasige- Spannung.

Da ja kein "Stromweg" vorhanden ist (der Transistor ist ja gesperrt)
entsteht eine "sehr hohe Spannung".
Diese Spannung hat eine umgekehrte Polarität und schiesst den
Transistor ab.

Eine zur Spule parr. geschaltete Diode übernimmt diese Leistung
(schliesst sie kurz)und "verbräht" sie (führt sie im Kreis) .

Das hat auch einen weiteren Effekt.
Dadurch dass nun wieder Strom fliesst bleibt das Magnetfeld solange
stehen bis die gespeicherte Leistung abgebaut ist.

Soll heissen: führt zum verzögertem Abfallen des Relay's.

Hoffe es passt einigermassen.

Kurt

Autor: Andi K. (Gast)
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Nicht vergessen die ext. Diode dann parallel in Sperrichtung zur Spule
schalten, sonst hauts nicht nur den Transistor durch.
Übrigens: Die Spannung beim Abschalten von z. B. 12V-Relais ohne Diode
kann so hoch sein, das ein Knacksen aus Aktiv-Boxen während des
Abschaltens zu höhren ist, ist also übergreifend auf das Stromnetz.

MfG
Andi

Autor: Kurt (Gast)
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kannst es selbs testen, Relay (ohne Diode) mit den Fingern festhalten
(die beiden Anschlusspin).
Relay b estromen , Spannung wegnehmen und dann "hüpfen" (wenns
kritzelt).

Kurt

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Nun ja, ich hab jetzt das Relais mit eingebauter Diode genommen, war ur
ne Preisfrage, einzelne Doden hätte ich schon auch hier. Und zusammen
mit dem Transistor ist mein MC dein wohl ausreichend geschützt... :)
Aber prinzipiell müsste man das Relais mit Diode ja trotzdem an den MC
anschließen können, es fühlt sich halt nur nicht so gut "im Bauch"
an, oder?

lg,
JaM

Autor: Andi K. (Gast)
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Es ist gut möglich, das die internen Schutzdioden des AVR eine
eventuelle "Hochspannung" gut ableiten, aber sicher ist sicher.

MfG
Andi

Autor: Kurt (Gast)
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Prinzipiell geht es schon, aber das mit dem "Gefühl" stimmt.

Der Ausgang wird dann auch zur Ableitung der "Fremdleistung"
verdonnert (wozu er ja nicht bestimmt ist).
Stell Dir vor , der Ausgang wird zum Eingang, dann ist's so wie mit
dem Transistor.
Dabei fällt die Spannung dann in's Minus.
Wieweit die internen Klemmdioden dass mögen ??

Kurt

Autor: A.K. (Gast)
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Die Freilaufdiode ist wichtig, aber nicht ausreichend. Denn beim
Abschalten wird der Ausgang trotzdem auf -0,7V gezogen, was ausserhalb
des zulässigen Bereichs liegt. Drum zusätzlich noch eine Diode in Reihe
schalten, dann passt es.

Funktioniert übrigens in dieser Form mit 500 Ohm Reed-Relais am
Tiny2313.

Autor: Andi K. (Gast)
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Meinst Du jetzt mit oder ohne Treiber-Transi?

MfG
Andi

Autor: A.K. (Gast)
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Ohne.

Den Trick mit der Diode habe ich letzthin erst gelernt. Ohne die baut
beispielsweise ein klassischer bipolarer NE555 in der für ihn doch so
typischen Schaltung mit Relais direkt am Ausgang (der ist immerhin
dafür gebaut) mit ziemlicher Boshaftigkeit Mist.

Autor: A.K. (Gast)
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"Es ist gut möglich, das die internen Schutzdioden des AVR eine
eventuelle "Hochspannung" gut ableiten, aber sicher ist sicher."

Da wär ich vorsichtig. Die sind nicht für den Regelbetrieb da. Ein paar
wenige mA ab und zu mögen noch vertretbar sein, aber wenn da Peaks von
zweistelligen mA auftreten, dann schaltet der Prozessor zwischen VCC
und GND auf Durchzug und je nach Stromversorgung ist es das letzte was
er tut.

Autor: Unbekannter (Gast)
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@Kurt:

> Diese "Leistung" (im M-Feld gespeicherte Energie)

  [...]

> Dadurch dass nun wieder Strom fliesst bleibt das Magnetfeld
> solange stehen bis die gespeicherte Leistung abgebaut ist.

Leistung kann man nicht speichern, auch nicht in einem Magnetfeld.

Energie hingegen kann gespeichert werden, und das macht auch ein
Magnetfeld.

Leistung ist Energie pro Zeit. Energie ist Arbeit ist Weg mal Kraft.

Autor: Marcus (Gast)
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Hallo,
ein kleines Reed Relais am Atmel Port ist überhaupt kein Problem.
Haben wir schon in Großserie gemacht - kein Atmel bisher gestorben.

Warum auch:
Diese Relais sind extra TTL kompatibel gebaut, damit man sie ohne
Treiberstufe anschließen kann.

ABER: Dann ist die Diode in jedem Fall nötig !

Bei den Atmels ist es übrigens egal, ob man die Last gegen
Masse oder +5V anschließt. Alle I/O Pins können genauso viel
Strom liefern wie abführen. (Siehe Datenblatt).

Gruß, Marcus

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

@Marcus: Vorsicht nur die neuen AVR(z.B. ATtiny26) schaffen in beide
Richtungen 20mA die alten(z.B. AT90S8535) schaffen in die eine Richtung
nur 2mA(sourcen) und in die anderen Richtung 20mA(sinken).

Autor: Kurt (Gast)
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Hallo  @Unbekannter ,
entschuldigung für meine Falschaussage.

darum hab ich's ja in Gänsefüsschen gepackt.
Sollte ja nur zum Verständniss beitragen.

Kurt

Autor: TravelRec. (Gast)
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Übrigens geht auch das Anschließen eines kleinen elektromechanischen
Summers, wenn dessen Stromaufnahme nicht über 20 mA liegt, ohne
Treiber. Aber auch hier unbedingt eine Freilaufdiode vorsehen.
Ausprobiert und für gut befunden.

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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> Die Freilaufdiode ist wichtig, aber nicht ausreichend. Denn beim
> Abschalten wird der Ausgang trotzdem auf -0,7V gezogen, was
ausserhalb
> des zulässigen Bereichs liegt. Drum zusätzlich noch eine Diode in
> Reihe schalten, dann passt es.

Hm, und wie würde der Treiber-Transi darauf reagieren? Würde er an den
-0.7V kaputt gehen, d.h. ich bräuchte auf jeden Fall diese zweite
Diode?

Schön, dass ich hier eine durchaus fruchtbare Diskussion angestoßen
habe... :)

lg,
Jan

Autor: A.K. (Gast)
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Dem Treiber-Transistor ist das komplett schnurz. Der kriegt statt 5,0V
Kollektorspannung eben 5,7V (in NPN Emitterschaltung, daher nicht -0,7V
sondern VCC+0,7V).

Autor: Unbekannter (Gast)
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Wenn Du einen Transistor verwenden möchtest, würde ich nicht eine
Emitterschaltung mit Basiswiderstand verwenden, sondern einfach nur
einen Transistor in Kollektorschaltung, also als Emitterfolger:

NPN-Transistor: Basis an AVR-Port, ohne Widerstand. Kollektor auf 5
Volt, und vom Emitter an das Relais und dann vom Relais an Masse.

Autor: Andi (Gast)
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Das mit dem Emitter und Kollektor gehört beim NPN genau andersrum.
Man kann (muß) das so bei einem PNP machen aber nicht beim NPN.
Bei einem NPN ist der Emitter negativ und ist deshalb als guter
"Masseschalter" geeignet.

MfG
Andi

Autor: Andi (Gast)
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Ach ja, Basiswiderstand nicht vergessen (4,7K...10K).

MfG
Andi

Autor: Unbekannter (Gast)
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Andi, Du hast keinen Plan...

Informier' Dich mal über den Unterschied einer Emitterschaltung und
einer Kollektorschaltung (alias Emitterfolger)...

Dann reden wir weiter...

Autor: Kurt (Gast)
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Diese "Sparschaltungen"

Das hat wiederum Nachteile:

Beim Emitterfolger.
Die Emitterspannung ist um die 0.7V niedriger
als an der Basis.
Wenn die Basis nicht bis an die V+ gezogen wird (hängt vom uP ab)
dann wird noch weniger am Relay ankommen.
Der Schutzeffekt für den uP (Trennung über Basiswiderstand) ist auch
nicht mehr gegeben.

Bei der Emitterschaltung reicht auch eine geringere Basisspannung aus,
um das Relay zu treiben (es kann auch ein Proz. mit 2.7V verwendet
werden).
Ausserdem schaltet so ein Transistor bis auf 0,2V Uce  durch


Kurt

Autor: Unbekannter (Gast)
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Kurt, was ist an einem Emitterfolger "sparig"?

Übrigens geht es um den AtMega16. Und der lenkt bis VCC aus.

Und wie im Datenblatt ersichtlich, das Reed-Relais schaltet ab 3,5 Volt
garantiert ein.

Und der "Schutzeffekt" ist sehr wohl gegeben. Schau' Dir mal das
Ersatzschaltbild eines Emitterfolgers an...

Und überhaut: Werden überhaupt noch Controller in Bipolar-Technik
produziert? Werden überhaupt noch Logik-Bausteine in Bipolar-Technik
produziert? Ist doch alles schon seit ewigkeiten abgekündigt...

Autor: Kurt (Gast)
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hallo @Unbekannter,

guten Morgen.

also  ich sehe eine Diode (transistor be) direkt am Ausgang des uP
Es ist also "hart" angekoppelt.
Da ja auch Kapazitäten wirken, können trotz der Diodenschwellen ev.
Ströme fliessen  (Störspannungen wie sie z.B. vom Relaykontakt
produziert werden).
Ein Widerstand ist hier immer willkommen.
und die Klemmdioden im uP "werden es ihnen danken" .

Gruss Kurt

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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Also danke erstmal für die vielen Anregungen, aber ich blicke da jetzt
ehrlich gesagt nicht mehr so richtig durch. Das liegt natürlich daran,
dass ich keine Ahnung von Transistor-Schaltungen habe...

Was ist denn an der 08/15 Version (also I/O-Pin über 4,7K an Basis, und
Relais zwischen Kollektor Und Vcc) so schlecht? In dem Modus wirkt der
Transistor doch nur als Schalter, und genau das brauche ich doch,
oder?

lg,
Jan

Autor: A.K. (Gast)
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"Was ist denn an der 08/15 Version (also I/O-Pin über 4,7K an Basis,
und Relais zwischen Kollektor Und Vcc) so schlecht?"

Nichts. Das ist die Standardschaltung, die mit jeden IC funktionieren
wird. Bei der anderen Variante gibt's ein paar Kleinigkeiten zu
beachten, also bleib bei deiner Version.

Autor: Martin (Gast)
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>Was ist denn an der 08/15 Version (also I/O-Pin über 4,7K an Basis,
>und Relais zwischen Kollektor Und Vcc) so schlecht?
Daran ist nichts schlecht.

Autor: Jan Malzahn (Gast)
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OK, dann werd ich das machen.

Danke!

lg,
Jan

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