Grüße euch!
Die Überschrift sagt es schon: Kann ich problemlos 100 Relais parallel
schalten und sie dann gleichzeitig ein- bzw. ausschalten lassen?
Natürlich hat jedes Relais eine Freilaufdiode. Benötige ich da noch
irgendwelche Vorkehrungen?
Hintergrund: Bei einem Projekt ist es erforderlich, dass ich etwa 100
Relais parallel schalte und sie dann über eine Versorgung gleichzeitig
schalten sollen. Die Relais sind normale Leiterplattenrelais von Finder.
Spulenspannung 24V.
kommt drauf an welche Relais...und mit was sie geschaltet werden
sollen...mit einem Mikrocontroller wird's bei der Anzahl nicht
gehen...man könnte aber ein 101stes Relais spendieren, das die anderen
Relais schaltet :-)
Ich würde Relais mit Mehrfachkontakten nehmen, wobei einer der Kontakte
das nächste Relais schaltet. Das hat den Vorteil, daß man mit einer
Stoppuhr die Schaltzeit messen kann :-)
mui schrieb:
> kommt drauf an welche Relais...und mit was sie geschaltet werden> sollen...mit einem Mikrocontroller wird's bei der Anzahl nicht> gehen...man könnte aber ein 101stes Relais spendieren, das die anderen> Relais schaltet :-)
Oder eine Porterweiterung mit 13 Stück 595
Und ein gutes Netzteil wär auch nicht verkehrt. Die Einschaltspitze
könnte interessant aussehen.
Sollte grundsätzlich gehen, allerdings könnte es Probleme geben, wenn
die Relais nicht alle gleich schnell schalten - dann sind am Anfang
womöglich einige Relais extrem überlastet. Daneben besteht natürlich -
besonders bei der grossen Anzahl - die Gefahr, dass mal ein Kontakt
festbrennt. Das betreffende Relais wird dann ziemlich sicher in die Luft
fliegen...
>Und ein gutes Netzteil wär auch nicht verkehrt. Die Einschaltspitze>könnte interessant aussehen.
Das sind Spulen. Die Ausschaltspitze ist da viel interessanter.
@ Karl heinz Buchegger (kbuchegg) (Moderator)
>Und ein gutes Netzteil wär auch nicht verkehrt. Die Einschaltspitze>könnte interessant aussehen.
Welche Einschaltspitze? Das sind Spulen, da steigt der Strom langsam mit
I0*(1-e^(t/tau))
MFG
Falk
-Frage wäre evtl. noch die Breite der Leiterbahn wegen des Stromes.
-Jedenfalls wäre eine wartungsfreundliche Anordnung günstig, da bei 100
Stück auch die Chance besteht, daß eins mal Probleme bekommt.
-Je nach Schaltspielen könnten auch mechanische Schwingungen interessant
werden (analog Thema wie kommt ein chinesischer Sputnik ins All)?
@ oszi40 (Gast)
>-Frage wäre evtl. noch die Breite der Leiterbahn wegen des Stromes.
Ein 24V Relais hat typ. 20mA Spulenstrom, macht läppische 2A bei 100
Stück. gähn
MfG
Falk
Parallel die Spulen, nehm ich an,
aber die 100 Kontakte schalten jeweils einzelne weitere Stromkreise.
Geht, es reicht sogar eine Freilaufdiode, wenn sie die 2A aushält.
Oder willst du auch die Kontakte parallelschalten und dann mit dem
100-fachen Strom belasten? Das geht nicht.
Vielen Dank für die vielen Antworten!
Ich glaube, ihr habt da etwas falsch verstanden! Die Schaltkontakte der
Relais werden NICHT parallel geschaltet, nur die Spulen. Also damit die
Relais alle gleichzeitig geschaltet werden können.
Ob es nun geringe Verzögerungen gibt, ist gar nicht so schlimm. Die
Relais schalten jeweils "eine eigene Sache".
Super, vielen Dank erst einmal!
100 Spulen parallel geht bestimmt.
Es ist nur schlecht wenn mal eins ausgelötet werden muß. Da wäre ich
eher für mehrere Baugruppen, die dann natürlich mindestens je eine
Freilaufdiode haben sollten.
Falls Du dann zufällig Glühlampen schalten möchtest, denk an den mehr
als 10-fachen Einschltstrom!
@Mr. Relais:
>Die Schaltkontakte der Relais werden NICHT parallel geschaltet, nur>die Spulen.
Mit der Einsparung an Freilaufdioden lagen wir ja mitnichten falsch.
Dir, ist das ja offensichtlich nicht eingefallen. Siehe oben.
Hans schrieb:
> Jetzt wäre es aber immer noch interessantes zu wissen, was die Relais> schalten sollen...
wahrscheinlich den Fluxkompensator aus diesem Thread schalten
Beitrag "Was ist das für ein Teil?" :-)
Die Antwort ist nicht aktuell, dennoch kann ja jemand hier herein stolpern
Ich beziehe mich auf «Natürlich hat jedes Relais eine Freilaufdiode.»
Das ist nur gut, wenn jede Freilaufdiode den Strom aller Relais verkraften kann.
Dioden - in der Hoffnung "gemeinsam sind wir stark" parallel schalten führt zu einem Fiasko - oder kann dazu führen.
Denn die schwächsten (die mit der niedrigsten forward voltage) sterben zuerst, und die anderen danach.
Ergo "dicke" Dioden, von denen jede in der Lage ist, der Strom aller Relais abzufangen, sind notwendig.
Ergo "dicke" Dioden, von denen jede in der Lage ist, der Strom aller
Relais abzufangen, sind notwendig.
Wieso jede? Wieviele "dicke" Dioden sollen denn für diese 100 Relais parallel geschaltet werden?
Eine einzige dicke Diode genügt!
Wenn man Angst hat, dann kann man auch zwei Gruppen mit je 50 Relais bilden, die zueinander leicht verzögert eingeschaltet werden. Jede Gruppe benötigt dann aber eine eigene dicke Diode!
Bei einem Spulenwiderstand von je 1200 Ohm, haben 50 parallel geschaltete Relais einen Gesamtwiderstand von 24 Ohm.
Das ist nur gut, wenn jede Freilaufdiode den Strom aller Relais
verkraften kann.
Nö.
Natürlich kann eine Parallelschaltung mehr Strom ab, als eine Einzeldiode. Eine Diodenkennlinie ist ja gekrümmt, d.h. der Strom teilt sich immer auf, nur nicht exakt gleichmäßig.
Das ist nur gut, wenn jede Freilaufdiode den Strom aller Relais
verkraften kann.
Nö.
Natürlich kann eine Parallelschaltung mehr Strom ab, als eine
Einzeldiode. Eine Diodenkennlinie ist ja gekrümmt, d.h. der Strom teilt
sich immer auf, nur nicht exakt gleichmäßig.
Insbesondere, wenn die Leitungswiderstände fleißig mithelfen, die Diodenkennlinie zu linearisieren und unterschiedliche Dioden zu vergleichmäßigen. Aber dann sollte man die Leitungswiderstände beim Layout auch berücksichtigen. Grobes Schätzen sollte langen, wenn man darauf achtet, Dioden zu verwenden, die gut Stromspitzen abkönnen.
Eine einzelne Freilaufdiode für alle Relais ist auch darum nicht sinnvoll, weil Freilaufdioden so dicht wie möglich an der Relaisspule sitzen sollten, damit EMV Spikes nicht überall herumgeistern können.
Das ist bei einer einzelnen Diode für 100 oder 50 Relais nur noch eingeschränkt möglich.
An den TO:
Es gibt ein anderes Problem: Du musst den Strom für 100 Relais irgendwie Absichern. Wenn die Relais anschliessend alle paralell hängen, und an einem tritt ein Fehler auf, muss dort der hundertfache Strom fließen, damit die Sicherung auslöst.
Das alleine ist der Grund, das ganze in Gruppen aufzuteilen. Mal abgesehen davon, dass es Deine Fehlersuche enorm erleichtern kann, wenn Du einen Kurzschluss suchst, und Du kannst Schaltungsgruppen abhängen, damit du Dir sicher bist, dass Du nur die Gruppe misst, die Du dir rausgepickt hast.
Und pack einen Serienwiderstand gleich 1/10 bis einfacher Spulenwiderstand vor die Freilaufdiode.
Eine einzelne Freilaufdiode für alle Relais ist auch darum nicht
sinnvoll, weil Freilaufdioden so dicht wie möglich an der
Relaisspule sitzen sollten, damit EMV Spikes nicht überall
herumgeistern können.
Das ist bei einer einzelnen Diode für 100 oder 50 Relais nur noch
eingeschränkt möglich.
Denkfehler, das ist praktisch egal.
Wenn nach dem "idealen" Ausschalten der Strom durch die Induktivitäten
aller Relais "weiterfliessen will", tut er das gleich gut,
egal ob der Freilauf über alles oder über jede Spule einzeln geht.
Die "EMV Spikes" sind davon praktisch unbeeinflusst
(solange nicht völlig unterschiedliche Verdrahtungsinduktivitäten
vorhanden sind).
Wenn nach dem "idealen" Ausschalten der Strom durch die Induktivitäten
aller Relais "weiterfliessen will", tut er das gleich gut,
egal ob der Freilauf über alles oder über jede Spule einzeln geht.
Wenn Du aber dazu lange Leitungen durch die Platine führst, ist die Chance größer, dass die Störung verschleppt wird.
Die "EMV Spikes" sind davon praktisch unbeeinflusst
(solange nicht völlig unterschiedliche Verdrahtungsinduktivitäten
vorhanden sind).
Die Erzeugung der Spitzen ist gleich, aber die Wirkung nicht, weil lange Verdrahtungen sie eben verteilen können, und im Zweifel die Leitungen sogar schwingen könnten.
Du hast insofern Recht, als das die grobe Elektronik, die man oft um Relaisstufen findet, nicht so empfindlich ist, aber trotzdem sollte man sich überlegen, ob genau diese Überlegung im speziellen Fall so zutrifft.
Ich würde dass nicht so schreiben, wenn ich nicht genau mit so etwas schon auf die Nase gefallen währe. ;O)
Die Spulen von Relais haben einr relativ hohe Kapazität, deswegen steigt die induzierte Spannung selbst im Leerlauf bei weitem nicht so schnell an, wie ich anfangs dachte.
Der Knick, denn der Strom kann nicht springen, verursacht einen Sprung in der Ableitung, der zu den Zeitpunkt kurz Wirbelstroeme antriggert und daempft den parasitaeren Anschwinger der Resonanz aus parasitaeren Kapazitaet und Induktivitaet jeder Wicklung.
Kann man streiten, welcher Einfluss hoeher ist. Mit 5V Relais als Summer geschaltet, konnten ein paar hundert Volt erzeugt werden zum Elektrisieren.
Für möglichst wenig Störungen sollte ein konstanter Strom fließen. Idealerweise sollte also der Strom nach dem Abschalten des Transistors ohne Richtungsänderung weiterfließen können. Wenn da dann 1 Schalttransistor ist und der abschaltet, dann ändert sich die Stromrichtung an genau diesem geschalteten Pin am Transistor. Also muss am einfachsten eine Diode genau dort hin und von dort aus an die gemeinsame Versorgungsleitung der Relais. Dann werden auch die verteilten Leitungsinduktivitäten L sinnvoll in den Freilaufkreis mit eingeschlossen.
1
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--------o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----.
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- [/] [/] [/] [/] [/]
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^ | | | | |
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o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----'
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|>
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--------'
Jetzt könnt ihr euch weiter wie die Kinder im Kindergarten um die Förmchen im Sandkasten streiten...
Also muss am einfachsten eine Diode genau dort hin und von
dort aus an die gemeinsame Versorgungsleitung der Relais.
Dann werden auch die verteilten Leitungsinduktivitäten sinnvoll
in den Freilaufkreis mit eingeschlossen.
Also doch eine ganz "fette" Freilauf-Diode 'ganz vorne' dran.
Noch einer, der meint, das würde reichen...
Ich meine das auch;
aber wenn die 100 Relais geometrisch 'weit' auseinanderliegen
halte ich es durchaus für möglich, dass mehrere verteilte
Freilaufdioden bezüglich EMV zweckmässig sein könnten.
Jetzt könnt ihr euch weiter wie die Kinder im Kindergarten um die
Förmchen im Sandkasten streiten...
Wenn du die Strecke "L" etwas kürzer zeichnen würdest, dann könnte ich deine Zeichnung mit meinem Smartphone im Querformat entziffern. Aber so wie es jetzt gezeichnet ist, kommt leider nur Kauderwelsch bei raus :/
Solch eine Heile Welt gibt's höchstens noch "dort draußen".
Ne Danksagung ERWARTET heutzutage nahezu niemand mehr - /EGAL/
wofür. Danke zu sagen ist nämlich seit Jahr10ten immer mehr
mehr "out", so einfach ist das.
Was sollte man auch von einer Mehrheit erwarten, welche nicht
mal mehr "tut mir leid" von "entschuldige" unterscheiden kann
u. a. auch, weil ihnen völlig unbekannt ist, daß letzteres
vervollständigt eigentlich "Entschuldige, BITTE." hieße...? :-)
am einfachsten eine Diode genau dort hin und von dort aus an die
gemeinsame Versorgungsleitung der Relais
Genau so muß das, bitte selbst mit Schnüffelsonde (ein paar
Windungen CuL als induktiven Sensor an BNC Kabel an das Oszi)
ausprobieren, wer's nicht glaubt.
halte ich es durchaus für möglich, dass mehrere verteilte
Freilaufdioden bezüglich EMV zweckmässig sein könnten.
Basierend auf welcher Physik?
Grundlagen der E-Technik =>
Angenommen,
die 100 geometrisch verteilten Relaisspulen würden aus dem Ein-Zusatnd
"ideal schnell" abgeschaltet.
Dann wechselte die an jeder Spule anliegende momentane Spannung
ihre Polarität; der Strom kommutierte dann momentan auf den,
wo auch immer liegenden, Freilaufzweig.
Und bewirkte dann z.B. an den Leitungsinduktivitäten
transiente Spannungen.
Ich würde auch hier noch n dicken 5W/100R parallelschalten. Wenn die nur kurz eingeschaltet werden, stört der zusätzliche Strom durch den 100R nicht wirklich und der vernichtet dann umgehend und sofort einen Großteil dessen, was gern "weiterfliessen" möchte. Wenn die den ganzen Tag "an" sind, dann natürlich nich... 5 Watt werden auch warm irgndwann.
Das ja nun aber fast 15Jahre um sind, macht es wohl wenig Sinn, weiter darüber zu sinnieren.
Also muss am einfachsten eine Diode genau dort hin und von
dort aus an die gemeinsame Versorgungsleitung der Relais.
Da beim Abschalten von Relais mit Freilaufdiode weder besonders
hohe Ströme fliessen noch besonders hohe Spannungen entstehen,
bleibt es sich m.E. ziemlich egal, wo die Freilaufdiode sitzt.
Man sollte da eher überlegen, ob die Nachteile von Freilaufdioden
(verlangsamtes Schalten) tolerabel sind.
Man sollte da eher überlegen, ob die Nachteile von Freilaufdioden
(verlangsamtes Schalten) tolerabel sind.
Die Reihenschaltung eines Widerstandes in gleicher Größe des Spulenwiderstandes des Relais (oder einer Z-Diode in Sperrichtung) reduziert das verlangsamte Schalten deutlich.
Mann muss also im Zweifel nicht auf die Freilaufdiode komplett verzichten.
Die Reihenschaltung eines Widerstandes in gleicher Größe des
Spulenwiderstandes des Relais (oder einer Z-Diode in Sperrichtung)
reduziert das verlangsamte Schalten deutlich.
Jede Art von Energievernichtung ausserhalb des Innenwiderstands der Relaisspulen führt zu schnellerem Abschalten.
Ich würde dann aber statt der Dauerheizung mit Widerstand eine Z-Diode nehmen und deren Spannung Uz passend zur Durchbruchspannung des Schalttransistors auslegen (Uz < Ucemax-Vcc). Diese Z-Diode dann in Reihe zur Freilaufdiode und die Relais schalten pfeilschnell ab:
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Vcc
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--------o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----.
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| | | | | |
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V ZD | | | | |
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-' | | | | |
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| | | | | |
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- [/] [/] [/] [/] [/]
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^ | | | | |
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o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----'
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|
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|/
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--|
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|>
15
|
16
--------'
Alternativ kann man mit der Energie aus den Spulen auch den Schalttransistor aufheizen (hier sollte Uz < Ucemax-Ube sein):
1
Vcc
2
--------o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----.
3
| | | | | |
4
| | | | | |
5
- [/] [/] [/] [/] [/]
6
^ | | | | |
7
ZD | | | | | |
8
.->|--o--------... L ...----o----o-- ... --o----o----'
Du hattest hier gemeint, die Kapazität wäre relativ groß. Wenn mehrere pF in dem Falle als relativ groß angesehen werden, dann kann man das durchaus so stehen lassen.
Ich hatte hier gemeint, die Induktivität wäre relativ groß, weil nH halt mehr als pF sind.
Vorsatz-Faktoren untersch. Maßeinheiten in Relation setzen zu wollen ist meist recht sinnfrei.
Z.B. könntest Du genausogut versuchen, solch eine Relation bei einem Bus/Lkw herzustellen: Zw. der Vorwärtsbeschleunigung und dem Hubweg der Dämpfung.
Und dann sagen "der Hubweg ist kleiner, weil...".
Schon praktisch, wie man unterschiedliche Größen
vergleichen kann!
Diese Kreativität ist mittlerweile Stand der Technik;
und ergibt sich schon aus dem Grundlagenwissen jeder/s alle MINT-Fächer
abwählenden Abiturienten/Inninnen ab, die längst geschnallt haben,
wie z.B. Kobolde in Bio-Batterien heinzelwerken,
gerne auch hunderttausende Kilometer von uns entfernt...
Und so'n Giga-Elektronenvolt ...
das ist doch sicher auch ganz bestimmt viel mehr als so eine läppische
Kilo-Wattstunde...
(immerhin hier sind's wenigstens Einheiten der GLEICHEN Größe...)
Die Antwort ist nicht aktuell, dennoch kann ja jemand hier herein
stolpern
Ja, das ist richtig gesehen.
Ich beziehe mich auf «Natürlich hat jedes Relais eine Freilaufdiode.»
Das ist eine wichtige Hauptrandbedingung, um sich nicht in vielen Fallunterscheidungen zu verzetteln.
Das ist nur gut, wenn jede Freilaufdiode den Strom aller Relais
verkraften kann.
Dioden - in der Hoffnung "gemeinsam sind wir stark" parallel schalten
führt zu einem Fiasko - oder kann dazu führen.
Denn die schwächsten (die mit der niedrigsten forward voltage) sterben
zuerst, und die anderen danach.
Das schildert das Problem, das wahrscheinlich auftreten wird.
Ergo "dicke" Dioden, von denen jede in der Lage ist, der Strom aller
Relais abzufangen, sind notwendig.
Dabei ist ganz wichtig, dass diese Diode(n) eine deutlich niedrigere Vorwärtsspannung haben. Wenn an den Relaisspulen Dioden vom Schlage 1N4148 oder 1N400x sitzen, dann muss die parallelen Diode eine sogenannte Schottky-Diode werden.
Es dürfte aber kaum möglich sein, alle 100 Relais so einzubauen auf einer Platine, dass alle Leitungswege gleich lang und gleichen Widerstand bis zu einer zentralen Leistungsdiode haben. D.h. das Problem der Streuung und Ungleichverteilung des induktiven Entladungsstromes wäre damit immer noch nicht wirklich zufriedenstellend gelöst.
Dagegen laesst sich was machen mit kleinen Symmetrierungswiderstaenden
fuer jede Diode.
Beziehungsweise fuer jedes Relais, wenn diese dort integriert sein sollten. Der Symmetrierungswiderstand wird so ausgelegt, dass ungefähr 0,3...0,5V bei Relaisspulennennstrom abfallen. Im Falle des Bildes sind das Relais mit 50mA Nennstrom für die Spule. für 0,5V/0,05A ergibt 10Ω als Widerstand (0,5V*0,05A=25mW).
Werden die Relais nur sehr selten geschaltet, dann reichen SMD-Widerstände 0,05W, 0,063W, 0,1W. Werden die Relais sehr häufig geschaltet oder über PWM angesteuert (für weniger Stromverbrauch), dann werden diese etwas stärker ungleichmäßiger belastet werden. Daher wäre es ratsam in dem Falle 0,1W-Widerstände zu verwenden.
