Unzuverlässigkeit Stromstoßrelais durch Delta-Strommessung kompensieren

OP #4210472
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Folgendes Scenario:

Ich habe ca. 70 Stromstossrelais (SSR) im Haus, die Lampenkreise und 
Steckdosen schalten. Diese werden über eine PC gestützte 
Hausautomatisierung (HA) angefahren. Funktioniert, aber die SSR zicken 
gerne mal und schalten manchmal nicht um. Die HA weiss das aber dann 
nicht und hat den falschen Status. Das ist störend, insbesondere wenn 
Bewegungsmelder die SSR ansteuern - dann ist das Licht an, und wenn man 
reinkommt, wird es ausgeschaltet.

Die Relais gegen normale auszutauschen wäre ein grosser Aufwand, und 
eigentlich hat ein SSR ja auch den grossen Vorteil, keinen 
Eigenstromverbrauch zu haben.

Nun hab ich mir folgendes ausgedacht und bitte um Validierung und 
Kommentare:
Die meisten SSR hängen letztendlich an einer Phase. Wenn ich auf dieser 
Phase eine Strommessung durchführte, und nach einem Schaltvorgang 
überprüfe, ob mehr Strom (nach "Ein") oder weniger (nach "Aus") fliesst, 
dann kann die HA anhand dessen ermitteln, ob der Schaltvorgang geklappt 
hat. Und ich bräuchte nur ein Gerät für viele SSR.
Problem - die Verbraucher sind Led-Lampen. D.h. im schlechtesten Fall, 
viele Verbraucher an, eine Lampe wird zusätzlich geschaltet, hab ich 
grad mal 7 Watt Differenz, d.h. 30mA mehr oder weniger. Dieses bei 
wenigen Watt bis einige hundert Watt Gesamtstrom auf der Schiene. Also 
sagen wir mal 1% Delta-Strom, die noch zu detektieren wären.

Lässt sich dieses worst-case 1% Delta-Strom z.B. über einen Stromwandler 
abgegriffen, noch vernüftig detektieren? Da fehlt mir jede Erfahrung, ob 
das noch mit Hobby-Mitteln machbar ist und welche Schaltung sich da 
womöglich anbietet.

Bitte um Eure Kommentare oder andere Vorschläge.

Grüsse
Gast #4210479
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Nein das wird nix werden. Denn es gibt ohnehin Schwankungen im 
verbrauch.
Angenommen zb gerade in dem Augenblick schaltet sich der Kühlschrank 
ein. Oder dein Fernseher macht ein Helleres Bild.

Besser solltest du rausfinden warum deine Stromstossrelais nicht 
schalten. Eventuell der Impuls zu kurz?

Andere Möglichkeit währen noch Optokoppler zum Prüfen in welchem Zustand 
sich das Stromstossrelais befindet.
OP #4210493
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Zur Zuverlässigkeit/Unzuverlässigkeit hab ich schon ein paar Experimente 
gemacht.

Es handelt sich um 24V AC Eltako SSR, die ich aber mit DC ansteuere. 
Durch Experiment bestimmt, bestrome ich etwa 300ms. Länger schien nichts 
zu bringen. Sind halt auch schon älter, vielleicht ist die Mechanik da 
auch schon etwas hakelig.

Die Zuverlässigkeit des Umschaltens steigt mit der Spannung, ich hab 
momentan ein 12V DC Schaltnetzteil auf etwa 15V hochgedreht. Naheliegend 
wäre es, einfach 18V oder noch mehr zu nehmen, dann wird es mir aber von 
der Stromstärke her knapp. Bei Gleichspannung hab ich ja nur den DC 
Spulenwiderstand (zumindest nach dem ersten Impuls), und die verwendeten 
Treiberbausteine (ULN2008A) schaffen max. 500mA, und da bin ich schon 
dicht dran.

Die Schwankungen im Verbrauch sollten eigentlich weitestgehend 
auszuschließen sein, zumindest wenn ich mich auf die ca 50 Lampenkreise 
fokussiere. Dort werden ausschließlich Verbraucher mit konstantem 
Verbrauch angeschlossen.

Die Frage wäre also, ob man dieses ca 1% bei weitestgehend konstantem 
Strom verlässlich messen könnte.

Grüsse
Gast #4210512
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Axel R. schrieb:
> Bei Gleichspannung hab ich ja nur den DC
> Spulenwiderstand (zumindest nach dem ersten Impuls)

zum Umschalten mit vollen 24V DC drauf und dann nach kurzer Zeit den 
Strom begrenzen. Kann man mit einem Elko und einem Widerstand machen.

Die Luxusversion sind Relais mit Meldekontakt.
OP #4210524
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Danke für die bisherigen Antworten.

Die Idee 24V mit Widerstand und Elko ist nicht schlecht, das muss ich 
mal durchdenken/rechnen. Der Strom durch die Treiberbausteine wäre dann 
zwar trotzdem kurzfristig zu hoch (und 500mA ist ja schon maximal lt. 
Datenblatt). Aber vermutlich können die Transis das schon für 100-200ms 
ab, und danach begrenzt ja der Widerstand. D.h. den Elko müsste man so 
auslegen, dass er seine Energie in 100-200ms abgibt, und dann der 
Widerstand den Strom in etwa auf die max. zulässigen 500mA des Treibers 
begrenzt.

Überlegenswert, insbesondere, da der Aufwand sehr gering wäre.
Gast #4210543
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Hm,

bist du sicher das du auf der richtigen Seite suchst?

Gerade LED Lampen mit billigen Schaltnetzteilen machen beim Einschalten 
erst einmal einen Kurzschluß wenn der Eingangselko aufgeladen wird. 
Dadurch kann es sein das die Schaltkontakte deiner Relais 
zusammenkleben.



mfg
Gast
OP #4212036
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Es handelt sich um Eltako S12 24V AC mechanische Stromstossrelais. Die 
Abkürzung SSR habe ich oben eingeführt - die mag unglücklich sein, aber 
man muß ja nicht alles anzweifeln.

Ein Verschweissen der Kontakte kann man ausschliessen - die Relais sind 
für 140A/10ms bzw. 2300VA an KVGs spezifiziert, den machen ein paar 7 
Watt Led (Osram G10) als Last nichts aus. Ausserdem tritt das hakeln 
auch beim Einschalten auf.

Die Opto-Mos sind nette Teile. Aber im gegebenen Fall eher nicht 
geeignet - es sind ja mindestens 1 LED, aber auch mal mehrere an einem 
Kreis, und ausserdem baut man nicht grad mal 70 Relais im Schaltschrank 
so locker flockig um, nur weil mal ein paar gelegentlich nicht 
zuverlässig schalten.

Ich versuch jetzt erstmal den Ansatz mit dem Elko/Widerstand, dann kann 
man immer noch weitersehen.
Gast #4212067
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Mechanische Stromstossrelais funktionieren ähnlich wie 
Kugelschreibermechanik. Wenn man zu kurz oder zu langsam drückt, könnte 
sich was verhakeln? Da würde ich mir erst mal die zeitmäßige Ansteuerung 
genauer ansehen und evtl. optimieren. Seltener könnte auch mal ein 
dünner Draht von der Spule abreißen (durch mechanische Resonanz). Solche 
Fälle könnte man durch Erkennung der Spulen-Abschaltspannung rückmelden 
(sofern nicht noch anderer Dreck auf der Leitung ist).

ERst wenn sie sauber schalten würde ich mir weitere Gedanken über die 
Schaltzustände machen. Wahrscheinlich brauchst Du im einfachsten Fall 
dann 70 Optokoppler um Deine 70 Ausgänge irgendwie rückzumelden daß sie 
den Verbraucher "eingeschaltet" haben. Ansonsten könnte man ähnlich 
Powerlan Signale für jedes Teil aufmodulieren, damit Du erkennst daß 
"Lampe 17 im Korridor" noch an ist. Powerlan hat aber den kleinen 
Nachteil, daß es nur so lange funktioniert bis es einer stört. Also 
kurze Freude.
OP #4214455
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70 Optokoppler, denkbar, aber vom Aufwand prohibitiv. Die Powerlan 
Variante verstehe ich jetzt nicht, wie das hier funktieren sollte.

Ich versuche nun erstmal die Elko Variante von oben. Ansonsten gäbe es 
bei Pollin so eine Stromzange zum vorsetzen vor ein Multimeter. Das 
könnte man mal probieren, ob das ein verwertbares Delta ergibt, beim 
Einschalten einer Lampe. Wenn ja, könne man über einen ADC/uC dieses 
Signal auswerten - das wäre dann noch vertretbar vom Aufwand.

Danke und Gruß
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4214674
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Axel R. schrieb:
> Die Abkürzung SSR habe ich oben eingeführt - die mag unglücklich sein,
> aber man muß ja nicht alles anzweifeln.
Blöd nur, dass dieses TLA (three letter acronym) seit ewigen Zeiten 
durch Solidstate-Relais belegt ist...
Du hättest die Eltakos leichter Eltako genannt.

Axel R. schrieb:
> Es handelt sich um Eltako S12 24V AC mechanische Stromstossrelais.
Da war es schonmal eine schlechte Idee, die Wechelspannungsrelais mit 
Gleichstrom zu schalten. Denn gerade bei AC Relais wird gern mit 
Remanenz gearbeitet, damit die Dinger nicht klappern. Und diesen 
Restmagnetius hast du jetzt an der Backe. Das wird auch mit mehr 
Bastelei nicht dauerhaft besser.
#4214694
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Lothar M. schrieb:

> Blöd nur, dass dieses TLA (three letter acronym) seit ewigen Zeiten
> durch Solidstate-Relais belegt ist...

Eigentlich ist es in einem Forum sinnvoll, beim ersten Mal den
vollständigen Namen plus Abkürzung zu schreiben, ähnlich wie Du
es oben gemacht hast. Im weiteren Verlauf des Threads reicht dann
die Abkürzung.

> Du hättest die Eltakos leichter Eltako genannt.

Die Abkürzung Eltako halte ich auch nicht für so glücklich,
da Eltako inzwischen eine recht grosse Anzahl recht unter-
schiedlicher Relais baut. Das war wohl vor fünfzig Jahren
noch anders, weshalb viele Elektriker jetzt immer noch
"Eltako" als Synonym für Stromstossrelais nehmen

> Das war es schonmal eine schlechte Idee, die Wechelspannungsrelais mit
> Gleichstrom zu schalten. Denn gerade bei AC Relais wird gern mit
> Remanenz gearbeitet, damit die Dinger nicht klappern. Und diesen
> Restmagnetius hast du jetzt an der Backe.

Ja, eigentlich gelten die "Eltako" Stromstossrelais als recht
zuverlässig. Für die Unzuverlässigkeit bei Axel muss es einen
Grund geben, wobei mir Deine Erklärung als wahrscheinlichste
erscheint.
Gast #4215052
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Harald W. schrieb:
> Für die Unzuverlässigkeit bei Axel muss es einen
> Grund geben, wobei mir Deine Erklärung als wahrscheinlichste
> erscheint.

>> die Wechelspannungsrelais mit Gleichstrom zu schalten.
Jaaa genau deshalb schrieb schon ich ganz oben

oszi40 schrieb:
> Da würde ich mir erst mal die zeitmäßige Ansteuerung
> genauer ansehen und evtl. optimieren.

Dabei habe ich damals in meinem Fall ziemlich lange optimiert bis genau 
eine Elkoladung für einen Klack ausreichte. Allerdings bei 70 Stück muß 
man von zeitgleich mehrfacher Auslöung ausgehen womit meine wohldosierte 
Elko-Variante ausscheidet. Also evtl. PWM, aber die mechanischen 
Eigenschaften der 70 Stoßstromrelais können auch verschieden sein, was 
die Optimierung nicht leichter macht (besonders falls mal später welche 
ersetzt werden müssen).
Gast #4215513
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wie schnell musst Du denn wissen, ob der einzelne Stromkreis wirklich 
geschaltet wurde ?
Es könnte gehen, statt der Stromstärke die Leistung zu messen z.B. mit 
so was:
http://www.amazon.de/Wechselstromz%C3%A4hler-DRS155D-Stromz%C3%A4hler-Hutschiene-Schnittstelle/dp/B004QA83G8

Die S0-Impulse könntest Du mit einem microcontroller auswerten, wüsstest 
nach ein paar Sekunden sehr genau die momentane Leistung
OP #4217124
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Das hat mit AC und DC nichts zu tun. Wie oben richtig beschrieben, ist 
da eine Art Kugelschreibermechanik drin. In 99% schaltet das wunderbar, 
bei einem Prozent hakt es und es würde auch bei AC ziemlich sicher 
haken.

Die Dinger sind halt gebraucht und alt. Da ist auch kein Kind im Brunnen 
- wie dramatisch. Völlig verblödet bin ich ja auch nicht, das würde 
ausführlich getestet und auch andere haben das schon gemacht.

Vermutlich liegt es einfach an der mangelnden Spannung - deswegen ist 
jetzt mal die Elko Idee dran, bei 24V statt ~14V. Es werden da zwar auch 
mal mehrere Lampengruppen zusammen geschaltet, aber da kann ich ja in 
der Hausautomatisierung ein kurzes Sleep, sagen wir für 300ms einbauen, 
dann ist der Elko wieder geladen.

@kr0815, prinzipiell gute Idee, nur wird die Verzögerung dann schon 
lästig. @oszi - die absolute Leistung wäre ja da unkritisch, geht nur 
darum, ein Delta festzustellen.

Ich bedanke mich nochmal für die rege Beteiligung und bin erstmal gut 
bedient mit den Vorschlägen. Sobald ich Zeit und Lust hab, probiere ich 
das aus und berichte. Mag etwas dauern.

Grüsse
Gast #4217271
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Axel R. schrieb:
> @oszi - die absolute Leistung wäre ja da unkritisch, geht nur
> darum, ein Delta festzustellen.

Nur eine Prüfung der Spannung hinter den Relais kann Auskunft über den 
aktuellen Schaltzustand geben.

Woher weißt Du genau, daß der Leistungs-Sprung z.B. vom Toaster oder vom 
Kühlschrankkompressor, der jetzt gerade anspringt gekommen ist? Baust Du 
jetzt in jede Leitung ein LEM ein? http://www.lem.com/hq/de Das wird 
nicht ganz so billig werden bei 70 STück und durch eine reine 
Strommessung kann noch nicht sehen, ob an jeder Steckdose Spannung 
anliegt oder ob ein ausgeschalteter Verbraucher angesteckt ist. Also 
irgendwie Spannung prüfen.
OP #4218518
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Hallo Oszi, na ja, ich weiss wann ich eine Lampe ein- oder ausschalte, 
und dass genau dann eine Stromerhöhung oder Erniedrigung erfolgen 
sollte. Das ist ja nur genau in diesem Moment zu messen, also innerhalb 
von einigen 50-100 ms nach dem Ein/Ausschalten. Es mag zwar nicht 100% 
auszuschliessen sein, daß ausgerechnet in der gleichen Zeit der 
Kühlschrank einschaltet, aber das ist schon sehr unwahrscheinlich. Mag 
sogar sein, dass der Kühlschrank, Backofen, usw. an einer anderen Phase 
hängt, da Dauerversorgt und nicht geschaltet, weiss ich grad nicht 
auswendig.

PS: Ich merke gerade, dass Du auf die oben angesprochene 
Leistungsmessung anspielst - ich hatte ja aber eine Delta-Strommessung 
vor (sofern nicht schon die Elko-Methode hilft). Also einmal messen vor 
Ein/Aus, nochmal messen nach Ein/Aus - vergleichen, ob höher/niedriger, 
im Fehlerfall erneut versuchen zu schalten, max. 3 mal. Oder so ähnlich.

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