Könnt ihr bitte drüber schauen ob die Schaltung so in Ordnung wäre?
Use Case:
Zur Steuerung der Jalousien wird WAREMA 1 UP Kompakt verwendet mit Zentralsteuerung (Zentralle Wetterstation)
Benutzer hat ganz normal Tasten rauf und runter.
In der Unterputzdose unter der Decke sitzt WAREMA Modul, 230V Zuleitung, Motor Zuleitung, Zentralle Steuerung Y(ST)Y 2x2x0.8 und Abgang zu Tastern Y(ST)Y 2x2x0.8
Da Warema Teil nicht ausgebaut werden darf, will ich nun die Tasten an ESP32 anschließen und mit ESP32 dank 2 Relais Tasten simulieren. Warema hat 24V Steuerung mit wenigen mA, d.h. kleine Relais reichen aus.
Da die Y(ST)Y zu den Tastern in der Nähe von 230V geführt sind, bin ich mir wegen ESP32 Eingängen nicht sicher (Induktive Spannung?)
Welchen Sinn haben D3 und D4?
So klein, wie R3 und R6 sind, fließen im Fehlerfall bei statischer Spannung ganz gehörige Ströme. Warum willst du die so klein machen? Gegen ESD würde ich C1 und C2 weiter nach vorne setzen, direkt hinter R3 bzw. R6.
TVS Dioden schützen gegen evtl. Überspannung
R3,R6 begrenzen den Strom für die D3,D4
Position von C1 und C2, und an sich die Schutzbeschaltung habe ich 1:1 von Digikey übernommen. Nur die R3,R7 habe ich statt 1k auf 330R verkleinert wegen 5V und nicht 12V wie bei Digikey und wenn ich richtig aus den Datenblättern gelesen habe braucht die Zener Diode 5mA, so kam ich auf 330R.
Statt des Zener-Widerstandnetzwerkes würde ich eine Optokoppler
empfehlen
Daran habe ich auch gedacht, nur brauchen diese mehr Platz, dann würde ich eher gleich auf die 3,3V statt 5V Spannung gehen. Zener schützt zusätzlich im Fehlerfall, wenn die Spannung mal höher ausfällt.
Alternative wäre 100k Pullup zwischen IO und 3V3, 0.1µF zwischen IO und GND und davor noch 1k Widerstand in Richtung Taster. Die Taster dann gegen GND schalten. Dann gibt es aber gar kein ESD Schutz.
ohne mich in Dein ganzes Thema rein zu denken - warum nimst keinen
2Kanal-Shelly? Fix und fertig, 2 Relais, läuft rein mit DC
Das ist genau das Problem mit Shelly, entweder reiner DC (ich habe aber nur 230VAC) oder nur AC, dann kann ich zwar von 230V versorgen, aber nicht DC Tasten simulieren, da Relais mit AC Pin verbunden sind.
Das ist ja der Sinn von meiner Schaltung: 230V Versorgung durch Meanwell Netzteil und dabei galvanisch getrennte Relaisausgängen, auch noch mit mechanischem Schutz gegen "2 Tasten gleichzeitig".
Das bietet mir Shelly nicht. bzw. ich habe keine passende gefunden.
Zusätzlich muss ich die Tasten auswerten die leider per Y(ST)Y angebuden sind.
Y(ST)Y ist ist nicht für 230V geeignet, deswegen auch hier passt Shelly nicht, denn da werden 230V Tasten ausgewertet.
in SMD Ausführung sollte klappen. Es sind aber nicht nur 2 Widersände am Eingang, sondern noch ein PullUp danach (Ok, könnte man von dem Mikrokontoller nehmen) und am besten noch ein Debounce C.
Und das alles nur damit ich 5V nutzen kann. Meine Beschaltung dient dem Schutz, 5V ist eher "Abfallprodukt".
Oder gibt es noch mehr Gründe warum ich lieber OptoCoupler nehmen soll? Kann er gegen evtl. 230VAC am Eingang schützen? Ich meine dass nur der Opto um die Ohren fliegt und nicht kompletter DC-Teil? Eigentlich nicht, denn GND wäre ja gemeinsam...
Könnt ihr bitte drüber schauen ob die Schaltung so in Ordnung wäre?
also wenn schon 2 Relais, dann würde ich eines für Phase on/off vorsehen und ein Relais 1xUM für up/down. Dann kann zwischen up/down eine power off Totzeit eingebaut werden. Harte up/down Umschaltung mögen manche Motoren nicht.
Könnt ihr bitte drüber schauen ob die Schaltung so in Ordnung wäre?
F2 ist überflüssig und verschlechtet die Spannungsstabilität.
Die 3.3V Z-Dioden begrenzen bereits 2.5V, ungeeignet an dieser Stelle.
Die Störungen die über die Relais übertragen werden, werden dich in den Wahnsinn treiben. Insbesondere der kompakte Aufbau 'in einer UP Dose' macht EMI extrem schwer.
Sicherheitshalber schützt man den VDR in der engen UP Dose mit einer angeklebten 98GradC Übertemperatirsicherung vor Überhitzung.
Da deine Relaiskontakte nicht den Strom aushalten der bei Kurzschluss doch noch für (Milli)Sekunden durch den 16A Leitungsschutzschalter durchgelassen werden, werden sie verbrennen wenn nicht eine zusätzliche Feinsicherung sie schützt.
(Milli)Sekunden durch den 16A Leitungsschutzschalter
durchgelassen werden
Es werden ca. 24VDC 10mA und nicht 230V geschalten. Motor selbst wird weiterhin über WAREMA Teil gesteuert.
Ich habe schematisch dargestellt, Bild im Anhang. Ich werde and den "Taster" Eingang hängen und die 24V die von WAREMA zur Verfügung stehen mit meinen Relais schalten.
Ich habe mal Schaltplan überabeitet.
Die Taster-Inputs auf den Minimum reduziert.
ESP32 wird auf Pinheader gesteckt, damit er über den Relais sitzen kann (deswegen im Schaltplan nur angedeutet und nicht verbunden)
Beim 230V Eingang habe ich jetzt eine Flinke Glassicherung und eine Thermosicherung mit 84° + Varistor.
Anbei auf der Entwurf einer PCB.
Bei 230V und Relais-Ausgang werden kurze Kabel direkt in die Platine eingelötet.
Y(ST)Y von den Tastern wird in einen Federklemmenblock (unten links) gesteckt.
also wenn schon 2 Relais, dann würde ich eines für Phase on/off vorsehen
und ein Relais 1xUM für up/down. Dann kann zwischen up/down eine power
off Totzeit eingebaut werden. Harte up/down Umschaltung mögen manche
Motoren nicht.
ein Relais 1xUM für up/down. Dann kann zwischen up/down eine power
off Totzeit eingebaut werden.
Sorry, dein Beitrag übersehen :/
Ich verstehe schon was du meinst, aber aus meiner Sicht ist es das Selbe wie aktuell bei mir.
Denn wenn "Power" Relais an ist, kann UMschalt Relais immer noch hart zwischen hoch/runter schalten. Es wäre also reine Software Lösung.
In meiner Variante (geklaut aus Warema-Datenblatt, aber auf die Taster bezogen) kann man Totzeit genauso mit Software realisieren. Mit dem Unterschied, dass in meinem Fall nur ein Relais zur selben Zeit AN sein muss -> weniger "Lastspitzen". Netzteil ist schon sehr knapp ausgelegt. Ein 1-0-2 Relais wäre eigentlich hier besser.
Die 230V Lastseite ist viel zu nah an deinem Controller, das wirkt dort sehr vermischt - das würde ich in jedem Fall "aufräumen", auch bei dem geringen Platzangebot muss eine bessere Lösung geben...
Ich bin nun kein ESP Spezi, aber im Normalfall braucht man eigentlich kein einziges weiteres externes Bauteil um einen Taster anzuschließen...
Könnt ihr bitte drüber schauen ob die Schaltung so in Ordnung wäre?
also wenn schon 2 Relais, dann würde ich eines für Phase on/off vorsehen
und ein Relais 1xUM für up/down. Dann kann zwischen up/down eine power
off Totzeit eingebaut werden. Harte up/down Umschaltung mögen manche
Motoren nicht.
Das harte Umschalten ist mit einem on/off-relais nicht gelöst. Wenn der Motor läuft wer sagt dann das das andere Relais nicht umschalten darf?
Ich finde die gewählte Lösung sogar besser, da immer nur ein Relais benötigt wird.
ein Relais 1xUM für up/down. Dann kann zwischen up/down eine power
off Totzeit eingebaut werden.
Sorry, dein Beitrag übersehen :/
Ich verstehe schon was du meinst, aber aus meiner Sicht ist es das Selbe
wie aktuell bei mir.
mag ja sein, trotzdem ist deine Verschaltung nicht gerade logisch, es wäre so einfach, ein Relais schaltet Phase on/off und das zweite Relais 1xUM schaltet up/down, das ist viel logischer.
Auch wenn deine Schaltung dasselbe macht es bleibt nicht logisch und nicht leicht zu erkennen.
mag ja sein, trotzdem ist deine Verschaltung nicht gerade logisch, es
wäre so einfach, ein Relais schaltet Phase on/off und das zweite Relais
1xUM schaltet up/down, das ist viel logischer.
Diese Verschaltung ist die übliche für Steuerung über Handtaster, ein Taster für "Up", einer für "Down" und eine Verriegelung der beiden Funktionen.
Für eine Fahrt muss immer nur einer bedient werden. Was ist daran unlogisch?
Ich habe nun die meisten Anregungen eingearbeitet.
Hast du auch einen ERC und einen DRC durchgeführt?
Dabei hätte eigentlich auffallen sollen, dass C3 noch arg in der Luft hängt. Oder hat dein Layout zusätzlich noch unsichtbares Kupfer? ;-)
P.S. Man sollt immer alle Signale routen, auch innerhalb von Polygonen. Sonst kann es zu putzigen Effekten kommen, z.B. fitzelige, unkontrollierte Anbindungen, weil Leiterbahnstärken nicht mehr kontrollierbar sind. Einfach ein Polygon drüber zu schmeißen und darauf zu vertrauen, dass damit alles richtig angebunden ist, kann daneben gehen. Also immer erst alles Routen, dann DRC und dann Polygone.
Diese Verschaltung ist die übliche für Steuerung über Handtaster....
Für eine Fahrt muss immer nur einer bedient werden. Was ist daran
unlogisch?
Taster rasten nicht, manuell werden nur Unwissende beide betätigen, ein µC ist beides nicht und kann Fehlfunktionen haben.
Ausserdem wäre das Schaltbild leichter zu durchblicken, aber gut macht wie ihr VOLT. Es wurde gefragt, wer aber keine Antworten will.......
Was kann passieren wenn in meiner Variante Mikrokontroller spinnt und z.B. beide relais eingeschlatet lässt?
Beide "Tasten" gleichzeitig werden nicht gedrückt.
Das schlimmste was passiert, ist dann eine "Taste" permanent gedrückt wird. Das machen aber mechanische Tasten auch.
Das selbe passiert auch in deinem Fall mit "Power On" Relais. Wirklich nichts anderes.
Meine Relais=Tasten Schaltung habe ich aus dem Warema Datenblatt übernommen.
Beide Spulen gleichzeitig wird zum schnellen Auslösen der Thermosicherung führen, Jalousie wird sich eventuell wild bewegen bzw. brummen. Nicht schön, es wird aber keine Zombiapokalypse getriggert. Mit zwei weiteren Transisotren und 2 weiteren R kannst Du ja auch eine Verrieglung auf Logikebene bauen wenn die Relais so bleiben sollen. Bei Platzproblemen nimmst Du Doppel-Transistoren im SOT363 Gehäuse.
Jalousie wird sich eventuell wild bewegen bzw.
brummen.
Nein, ich steuere nicht den Motor selbst, sondern simuliere nur Tasten für die schon vorhandene Steuerung. Da muss ich hoffen, dass die vorhandene Steuerung blockierte/eingerastete Tasten entsprechend auswertet und ignoriert. Aktuell wurden keine negative Effekte mit eingerasteten Tastern festgestellt. Keine wilde Bewegungen oder brummen.
Lastströme und vor allem Trennung zwischen 230V und Rest auf der Platine
beachten...Störungen etc...
230V ist links oben auf der PCB, mit ein paar Millings zusätzlich von DC Seite getrennt.
Relais schalten 24V DC und laufen in der Nähe von 5V. Ist das auch ein Problem?
Ich habe noch mal alles überarbeitet und doch zu "meinem" Relais Treiber DRDNB21D zurückgegriffen, 1x SOT363 statt 2x Transistoren, 4 Widerständen und 2 Dioden macht schon was aus im Layout.
Abstände zu 230V sind mindestens 5mm (Mit gelber Linie verdeutlicht)
Zusätzlich noch mit Milling an den engsten Stellen getrennt.
Ich habe nun Ground Polygons oben und unten mit reichlich Vias.
DRC läuft außer ein paar 230V <> 230V Abständen durch. Aber da werden sogar die Pins von der Thermosicherung angemeckert... Dann wäre die Sicherung so nicht "erlaubt"... Aber da habe ich Milligins hinzugefügt.
Für 3D habe ich nicht alle 3D Modelle, aber sollte ganz gut verdeutlichen was ich erreichen will.
Die vereinfachte Eingangsschaltung stützt sich auf die Dioden im ESP-Modul, sie hält höhere spannungsspitzen aus als die zweistufige mit dioden. Selbst wenn das eine schwachstelle wäre, wäre das ESP-Modul sehr einfach austauschbar. 100k Pullup sind recht hoch, aber mit den 100n Caps wird es vermutlich keine probleme mit Kapazitiv eingekoppelter Wechselspannung geben. Die angeschlossenen Taster benötigen für zuverlässige funktion einen mindeststrom, damit die Kontakte zukünftig gut funktionieren. Hier vielleicht R3 und R5 wieder auf 330Ohm verringern, damit wenigstens kurz 10mA fleißen. Gerade bei nur 3,3V ist das wichtig.
Allen unkenrufen zu trotze ist auch die auslegung der Abstände und Relais gut für die 24V, die du schon im Eingangsbeitrag erwähnst. Den Relaistreiber würde ich einen mit identischem pinout in SOT 23-6 nehmen wie z.b. GR6205, in dem gehäuse und pinout gibt es reichlich pinkompatible chips. Oder einen kombifootprint. Ich nehme aber gerne einzeltransistoren, ein 2N7002 kostet auch nur 2ct und braucht lediglich einen Pulldown. Dafür ist man beim layout flexibel und kann den relaistreiber schön nah an die relaisspule legen.
Sicherungswiderstand und Schmelzsicherung gleihzeitig sind eigentlich übetrieben. Nutze den Platz für steckklemmen für die anschlussleitungen. Den Sicherungswiderstand so hoch wie möglich wählen, dabei die Ladeenergie des Netzteils beim einschalten berücksichtigen. Gegen spannungsspitzen im Netz ist die Schaltung dann störfester und haltbarer, da weniger energie in Sicherungswiderstand, Varistor und Netzetil geht. Bei mir war das optimum 220R für ein 10W Netzteilmodul. Nach der Sicherung musst du nicht mehr mit hohen 4kV spannungsspitzen rechnen, da reicht ein geringerer abstand und isolationsfräsungen sind nicht nötig. Nur unter der sicherung ist das eine gute Idee.
Die UP dose wird schon ganz schön voll, vielleicht schaffst du es ja, steckklemmen auf der platine unterzubringen, zumindest für die leitungen die aus der dose gehen. Für taster in der selben dose reichen ja auch angelötete litzen.
... ein µC ist beides nicht und kann Fehlfunktionen haben.
Eine Totzeit bei der Richtungsumschaltung müsste man bei µC-Steuerung noch als Hardware nachrüsten, wenn man dem µC dann gar nicht traut. Eine Fehlfunktionen, bei der zwei GPIO gegensinnig togglen, ohne dass dies im Programm so vorgesehen ist, kann ich mir nur schwer vorstellen.
Die Chance, dass bei eingeschalteter Phase alleine der GPIO zur Steuerung der Richtung umschaltet, ist dagegen ungleich größer. Die Steuersequenzen für eine sichere Verriegelung gegen hartes Umschalten sind bei Phase on/off, Richtung links/rechts beherrschbar, aber ungleich komplexer ;-)
Schaltplan.png
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