Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Single coil latch relais ansteuern


von Christoph S. (155christo)


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Guten Tag!

Ich will das Single coil latch relay EB2-5SNU verwenden und brauche 
dafür eine simple Ansteuerung. Das Relais braucht für Set und Reset eine 
Polwendeschaltung. Da ich in der Schaltung dualsupply habe, wollte ich 
die nutzen und hab mir die obige levelshifter Schaltung ausgedacht.
Die Schaltung funktioniert sowohl in der Simulation als auch auf dem 
Steckbrett.

Jedoch:

Das sind mir zu viele Bauteile. (Ich habe insgesamt 10 Relais).
Wie geht das einfacher? Gibts für sowas ein preiswertes IC?

Danke fürs Lesen und die Hilfe.

Chris

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


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Je nach Stromaufnahme kannst du einen simplen Motortreiber mit 
H-Brückenausgang verwenden. Populär ist z.B. der L293(D), der zwei 
Relais ansteuern könnte oder (je nach benötigter Betriebsspannung) auch 
BA6238/6239 von Rohm, der auch zwei Kanäle bietet. Wenn 5V fürs Relais 
reichen, ist man damit gut bedient. Angesteuert werden die Dinger mit 
0/5V.

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Das sind mir zu viele Bauteile. (Ich habe insgesamt 10 Relais).
> Wie geht das einfacher?

Die einfachste Lösung ist ein C in Reihe zu dem Relais.
Du brauchst dann nur eine Ansteuerung, die jedoch nicht gepulst, sondern 
ganz normal mit HIGH/LOW arbeitet.
Es geht aus deiner Frage leider nicht hervor, ob das möglich ist.
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(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Der Widerstand sollte hochohmig sein und nur dafür sorgen, dass der 
Kondensator in den Schaltpausen entladen wird. Es fließt bei HIGH 
natürlich ein kleiner Ruhestrom durch ihn.

von Christoph S. (155christo)


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HildeK schrieb:

>
> Die einfachste Lösung ist ein C in Reihe zu dem Relais.
> Du brauchst dann nur eine Ansteuerung, die jedoch nicht gepulst, sondern
> ganz normal mit HIGH/LOW arbeitet.
> Es geht aus deiner Frage leider nicht hervor, ob das möglich ist.
> ___
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Danke für die Antwort. Jedoch:
Die Schaltung verstehe ich nicht ganz. Das Relais hat drei 
"Schaltzustände":
Set: Polung + -
Reset: Polung - +
Ruhe: Keine Spannung an der Spule.
Set und Reset sind kurze Pulse von ca 10ms.
Wie entstehe bei Deiner Schaltung diese drei Schaltzustände? Ich kann 
nur zwei Zustände erkennen.

von Christoph S. (155christo)


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Matthias S. schrieb:
> Je nach Stromaufnahme kannst du einen simplen Motortreiber mit
> H-Brückenausgang verwenden.

Eine Frage zu den beiden Motortreibern:

Als Versorgungsspannung lese ich im Datenblatt vom L293 4,5V bis 36V, 
beim BA6238 8V bis 18V. Beide schalten mit CMOS Level. Kann man die auch 
mit +5V/-5V Splitsupply betreiben?

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Die Schaltung verstehe ich nicht ganz. Das Relais hat drei
> "Schaltzustände":
> Set: Polung + -
> Reset: Polung - +
> Ruhe: Keine Spannung an der Spule.

Wenn du nur kurze Impulse liefern kannst, dann geht die Schaltung nicht; 
ich hatte angemerkt, dass das Ansteuersignal jeweils dauerhaft anliegen 
muss.
Zur Funktion:
- es war längere Zeit LOW am Eingang. Der Kondensator ist entladen.
- du schaltest den Eingang auf HIGH, es fließt kurzzeitig ein Strom, bis 
der Kondensator auf UB aufgeladen ist. Damit schaltet das Relais um.
- Wenn jetzt der Eingang wieder auf LOW geht, so wird der Relaispol auf 
-UB gezogen (die Spannung am C springt nicht) und das Relais schaltet 
zurück und wird wieder entladen.
- Die Schalthäufigkeit ist etwas eingeschränkt: 3*R_Relais*C sollte 
schon als Pause vorhanden sein.

In den Schaltpause fließt kein Strom, aber es geht eben nicht mit kurzen 
Impulsen aus deiner Ansteuerung, sondern nur mit dauerhaft HIGH oder LOW 
in den Ruhephasen. Die Flanken beim Umschalten des Ansteuersignals sind 
die Auslöser.

Ich bemerke gerade, dass der Widerstand Blödsinn ist, den braucht man 
nicht - sorry, da hatte ich kurzzeitig einen Knoten im Hirn.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Ich bemerke gerade, dass der Widerstand Blödsinn ist, den braucht man
> nicht - sorry, da hatte ich kurzzeitig einen Knoten im Hirn.

Wollte schon was schreiben....

von HildeK (Gast)


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HildeK schrieb:
> ... zurück und wird wieder entladen.
  ... zurück und das C wird wieder entladen.

von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Wollte schon was schreiben....

Darfst du gerne 😀!

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Wollte schon was schreiben....
>
> Darfst du gerne 😀!

War ja nicht mehr nötig. :-)

von Christoph S. (155christo)


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@HildeK

Rückfrage:

HildeK schrieb:

> Zur Funktion:
> - es war längere Zeit LOW am Eingang. Der Kondensator ist entladen.
> - du schaltest den Eingang auf HIGH, es fließt kurzzeitig ein Strom, bis
> der Kondensator auf UB aufgeladen ist. Damit schaltet das Relais um.
> - Wenn jetzt der Eingang wieder auf LOW geht, so wird der Relaispol auf
> -UB gezogen (die Spannung am C springt nicht) und das Relais schaltet
> zurück und wird wieder entladen.
> - Die Schalthäufigkeit ist etwas eingeschränkt: 3*R_Relais*C sollte
> schon als Pause vorhanden sein.

Zwischen dem Umschalten des Relais kann bei meiner Schaltung schon etwas 
Zeit vergehen. Wie lange hält der Kondensator die Spannung für den 
Umschaltvorgang?

von H. H. (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Wie lange hält der Kondensator die Spannung für den
> Umschaltvorgang?

Solange die Versorgungsspannung anliegt.

von Christoph S. (155christo)


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@HildeK

Ok, Deine Schaltung probier ich aus und melde mich dann wieder. Wie groß 
sollt C in etwa sein? Das Relais zieht etwa 100 mW und braucht mind. 
3,75V

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


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Christoph S. schrieb:
> Kann man die auch
> mit +5V/-5V Splitsupply betreiben?

Nö, weil sonst die Logikeingänge nicht passen. Aber warum möchtest du 
Splitsupply? Die brauchen das nicht, weils ja H-Brücken sind, du kannst 
also die Polarität am Ausgang umdrehen. Die Relais müssen allerdings 
zwischen zwei Ausgänge des IC gelegt werden und nicht einseitig auf 
Masse.

von Christoph S. (155christo)


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Matthias S. schrieb:
> Die Relais müssen allerdings
> zwischen zwei Ausgänge des IC gelegt werden und nicht einseitig auf
> Masse.

Blöde, dann passt das Layout nicht. Die Ansteuerung ist auf einem 
anderen PCB als die Relais. Ich brauch dann doppelt so viele Strippen 
...

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Ok, Deine Schaltung probier ich aus und melde mich dann wieder. Wie groß
> sollt C in etwa sein? Das Relais zieht etwa 100 mW und braucht mind.
> 3,75V

Ich habe mir die Daten des Relais nicht angeschaut.
Dort gibt es sicher eine minimale Zeit t, die diese Ansteuerimpulse 
anliegen müssen.
Daraus ergibt sich:
t = 3..5* R_Relais * C bzw.
C = t / (3..5*R_Relais)

Aber, ich wiederhole es: mit den kurzen 10ms-Pulsen geht es nicht, nur 
mit einem H- bzw. L-Signal, das jeweils so lange angelegt sein muss, wie 
das Relais in dem Schaltzustand bleiben soll. Es ist letztlich eine 
Ansteuerung wie bei einem unipolaren Relais, nur eben, dass in den 
Ruhezeiten kein Strom durch die Spule fließt.

von H. H. (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Das Relais zieht etwa 100 mW und braucht mind. 3,75V

Hat es denn ein Datenblatt?

von Christoph S. (155christo)


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@HildeK

Ok, ich hab Deine Schaltung mal kurz zusammengesteckt:

Relais eine Seite nach Masse, dann 4700µ und die andere Seite mal nach 
"+", mal nach Masse, mal nach "-".
Resultat:
C nach + gibt Set, C nach Masse gibt nichts, C nach - gibt Reset.
Damit bin ich so weit wie an Anfang ...

Was hab ich nicht verstanden?

von Christoph S. (155christo)


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H. H. schrieb:

> Hat es denn ein Datenblatt?

Google ist dein Freund. Im ersten Posting steht die Bezeichnung: 
"EB2-5SNU"

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Relais eine Seite nach Masse, dann 4700µ und die andere Seite mal nach
> "+", mal nach Masse, mal nach "-".
> Resultat:
> C nach + gibt Set, C nach Masse gibt nichts, C nach - gibt Reset.

Dann machst du was falsch.
Meine Formel oben stimmt zwar leider nicht (heute ist nicht mein Tag 😀), 
aber 4700µF sind auch zu viel. Die Rechnung ist etwas komplizierter, 
mein Ergebnis wären bei dem Relais mit 250Ω Spulenwiderstand: man 
braucht 220µF.
Vorgehensweise bei dem Test:
C an Relais, Relais an GND, korrekt.
Dann: anderen Pol des C an '+', da aber dauerhaft lassen! Es wird sofort 
umschalten.
Warten, bei 4700µF mindestens 5-10s bis die 4700µF ganz aufgeladen sind.
Dann den Pol des C auf GND legen, das Relais wird sofort zurückschalten. 
Aber auch hier wieder den Pol des C auf GND lassen, bis dieses entladen 
ist!
Nur kurzes Antippen an VCC oder GND reicht nicht!
Die 5-10s (bei 4700µF) sind dann die Zeit, die man mindestens warten 
muss, bis man wieder umschalten darf. Mit 220µF geht das schneller, so 
ca. 200-300ms Wartezeit reichen dann.

Du wolltest eine einfachere Schaltung, die hat halt ein paar andere 
Einschränkungen.

von Christoph S. (155christo)


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HildeK schrieb:
>
> Nur kurzes Antippen an VCC oder GND reicht nicht!
> Die 5-10s (bei 4700µF) sind dann die Zeit, die man mindestens warten
> muss, bis man wieder umschalten darf. Mit 220µF geht das schneller, so
> ca. 200-300ms Wartezeit reichen dann.

Ok, mit 220µF klappt es. Hab ca 5 sec gewartet. Aber das ist in Ordnung. 
So häufig wird nicht umgeschaltet.
Noch ne Frage: die 220µ hocken in einem ELKO. Ist die Polarität wichtig? 
Ich hab Minus vom ELKO am Relais.

Danke für die Schaltung! Ein Bauteil ist sehr viel besser als 11 in 
meiner Schaltung.

von Axel R. (axlr)


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Christoph S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>
>> Hat es denn ein Datenblatt?
>
> Google ist dein Freund. Im ersten Posting steht die Bezeichnung:
> "EB2-5SNU"


http://datasheet.elcodis.com/pdf/23/51/235180/eb2-3nu.pdf
---
nimm mal sicherheitshalber 10-20 Millisekunden an, die dein Relais 
braucht, um sicher umzuschalten (Faktor 10 genommen)
1
Operate time (excluding bounce) Approximately 2 ms without diode 
2
Release time (excluding bounce) Approximately 1 ms without diode

Spulenwiderstand liegt bei 250R.
Dann fließt bei 220µF und 250R nach xx MilliSekunden kein 
(nenennswerter) Ladestrom mehr.
220E-6 x 250 x 0.68 = 0.3774Sekunden (tau)
Brauchst aber nur 0.02 Sekunden. Würde also ein 47µFarad auch reichen?
Probier' mal aus, bitte. Ich hab gerade kein solches Relais zur Hand.

Gruß,
Äxl

von Andrew T. (marsufant)


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Christoph S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>
>> Hat es denn ein Datenblatt?
>
> Google ist dein Freund. Im ersten Posting steht die Bezeichnung:
> "EB2-5SNU"

Warum nutzt  dann nicht auch selber Google um Dein Problem zu 
bearbeiten?

Erster Eintrag:

https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/3/3288.html

von Christoph S. (155christo)


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Axel R. schrieb:

> Dann fließt bei 220µF und 250R nach xx MilliSekunden kein
> (nenennswerter) Ladestrom mehr.
> 220E-6 x 250 x 0.68 = 0.3774Sekunden (tau)
> Brauchst aber nur 0.02 Sekunden. Würde also ein 47µFarad auch reichen?
> Probier' mal aus, bitte. Ich hab gerade kein solches Relais zur Hand.
>
> Gruß,
> Äxl

Danke für die Antwort. Da nach xx MilliSekunden kein Ladestrom mehr 
fließt, kann die Spannung auch drann bleiben. Das Gepulse hatte ich nur 
im Kopf, da im Datenblatt so was drinnstand. Ich bin bei der Ansteuerung 
noch flexibel. Die Ansteuerung ohne Pulse ist eh viel einfacher.

Danke für die Antworten. Das mikrocontrollerforum ist doch immer eine 
Quelle für gute und hilfreiche Tips.

von Christoph S. (155christo)


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Axel R. schrieb:
> Würde also ein 47µFarad auch reichen?
> Probier' mal aus, bitte. Ich hab gerade kein solches Relais zur Hand.
>
> Gruß,
> Äxl

Ausprobiert! 47µ reichen.

Danke!
Chris

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Axel R. schrieb:
> Spulenwiderstand liegt bei 250R.
> Dann fließt bei 220µF und 250R nach xx MilliSekunden kein
> (nenennswerter) Ladestrom mehr.
> 220E-6 x 250 x 0.68 = 0.3774Sekunden (tau)
> Brauchst aber nur 0.02 Sekunden. Würde also ein 47µFarad auch reichen?
Das Relais braucht für mindestens 10ms eine Ansteuerung; Datenblatt: 
"Pulse width : More than 10 ms".
Ich hatte ja schon angedeutet, dass ich mich verrechnet hatte: Man 
sollte es so betrachten, dass innerhalb der mindestens 10ms die Spannung 
am Relais nicht unter die 3.75V fällt. Mit 220µF ist dies für rund 15ms 
der Fall.
Die zweite Zeit mit 3-5 tau ist die notwendige Pausenzeit zwischen zwei 
Umschaltungen.

Christoph S. schrieb:
> Noch ne Frage: die 220µ hocken in einem ELKO. Ist die Polarität wichtig?
Ja.
> Ich hab Minus vom ELKO am Relais.
Das ist so richtig, wenn das Relais auch an GND hängt.

von Christoph S. (155christo)


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Noch ne Frage:
Wie hoch ist ca der Strom der da fließt: LTSpice simuliert mir ca 15mA. 
Könnte das hinkommen? Dann könnte ich die Schaltung mit nem Arduino 
ansteuern.
Oder sollte ich da irgendeinen Puffer vorsehen? 74hc Bustreiber oder so 
was ähnliches?

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Wie hoch ist ca der Strom der da fließt: LTSpice simuliert mir ca 15mA.
> Könnte das hinkommen?

Es müssten 5V/250Ω = 20mA sein als Anfangsstrom, der dann schnell und 
stetig abnimmt.
Durch die Induktivität der Spule wird den Strom (und die Spannung an der 
Spule) noch etwas reduzieren, über den Wert gibt es aber leider keine 
Angaben.

Übrigens: diese Ansteuerung hat noch einen andern Vorteil: es sind 
keinerlei Freilaufdioden notwendig (auch schlecht möglich), denn der 
Strom nimmt mit der RC-Funktion langsam ab.

von HildeK (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Dann könnte ich die Schaltung mit nem Arduino ansteuern.
Welcher Prozessor ist da drauf? Es soll viele verschiedene Arduinos 
geben ...
Dann schau in das Datenblatt des ICs, was da an Maximalstrom zulässig 
ist.

von Jörg R. (solar77)


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Christoph S. schrieb:
> Das sind mir zu viele Bauteile. (Ich habe insgesamt 10 Relais).
> Wie geht das einfacher? Gibts für sowas ein preiswertes IC?
>
> Danke fürs Lesen und die Hilfe.

Hallo Christoph,

bist Du denn auf dieses Relais festgelegt? Das Relais gibt es auch in 
der Ausführung mit 2 Spulen. Es werden dann natürlich mehr Ports zur 
Ansteuerung benötigt, und das Relais ist etwas größer.

von Christoph S. (155christo)


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HildeK schrieb:
> Christoph S. schrieb:
>> Wie hoch ist ca der Strom der da fließt: LTSpice simuliert mir ca 15mA.
>> Könnte das hinkommen?
>
> Es müssten 5V/250Ω = 20mA sein als Anfangsstrom, der dann schnell und
> stetig abnimmt.

>
> Übrigens: diese Ansteuerung hat noch einen andern Vorteil: es sind
> keinerlei Freilaufdioden notwendig (auch schlecht möglich), denn der
> Strom nimmt mit der RC-Funktion langsam ab.

Sehr schön! Keine Strom/Spannungsspitzen. Sehr beruhigend.

Der Arduino kann ca 40mA, es müssen aber mehrere Relais gleichzeitig 
geschaltet werden. OK, aber die Gesamtlast kann ich dann ja ausrechnen 
...

von Axel R. (axlr)


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Die kannst du auch nacheinander schalten.

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