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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik potentialfreier Ausgang am µC


Autor: Martin L. (Gast)
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Hallo.
Anfängerfrage:
Haben hier in der Arbeit eine Kiste, die soll ich nun ersetzen durch ne 
eigene Kiste, mit nem µC drauf. Das steht schon alles soweit. Mein 
Problem aber: Bei der Beschreibung (Beschreibung, leider kein 
Datenblatt) der alten Kiste sind da 2 potentialfreie Ausgänge mit den 
Angaben 48V/2A. Sind Schaltausgänge, mit denen man was an und 
ausschalten kann, naja, Relaisprinzip halt.
Muss diese Ausgänge nun auch anbieten......aber hab keine Ahnung wie. 
Mein Chef sagte ihm ists egal wie (er hat davon auch keine Ahnung), 
hauptsache es ist zuverlässig. Deswegen sollte möglichst keine Schaltung 
rein, sondern fertige Bauteile, ist dann auch egal ob das fertige 
Produkt dann 1€ oder 15€ kostet. Weiß jemand Rat?

Ich hab an sowas gedacht (nicht lachen wenns totaler Müll ist g):
Da mein µC am Portpin 3,3V liefert und so ca. 20mA, dachte ich da kommt 
ein Optokoppler mit Widerstand dran. Und auf die andere Seite vom 
Optokoppler n Relais, dass eben die 48V/2A liefert. Damit müßte ich dann 
doch wenn ich den Portpin am µC auf high lege am Relais was schalten 
können oder? Hab sowas ähnliches hier vor paar Tagen im Forum gelesen. 
Es sollte nach Möglichkeit wirklich ein fertiges Bauteil sein, also ich 
soll nach Möglichkeit keine Transistorschlatung aufbauen.

Hoffe jemand kann mir helfen, vielleicht ja sogar mit Hinweisen zu den 
Bauteilen (Reichelt, Conrad...was man halt so auf die schnelle 
beschaffen kann).

Bin für alles dankbar.

Autor: Frank Lorenzen (florenzen)
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Bedenke daß ein Optokoppler mit Widerstand auch eine 
"Transistorschaltung" ist. Viel Spass beim weitersuchen!

Autor: Martin L. (Gast)
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Ja mir ist klar dass da drin n Transistor ist (oder mehrere, je nach 
Typ), aber halt in einem Gehäuse und schon auf die angegebene Leistung 
abgestimmt. :)
Baue ich des alleine nach, komm ich mit 2 Bauteilen nicht hin. Mir wäre 
es ja egal, der Lerneffekt wäre da auch größer, aber ist nunmal nicht 
für mich. So ist des wenn man mit irgendwas beauftragt wird wovon man 
nicht viel versteht und keinen zum Fragen hat. :(

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Muss diese Ausgänge nun auch anbieten......aber hab keine Ahnung wie.

Hast du doch schon geschrieben: RELAIS.

Ist in der Industrie der normale Weg einen potentialfreien Ausgang 
anzubieten. Was soll der Unsinn mit dem Optokoppler? Du musst das Relais 
nur zum Anziehen bringen. Und da ist ein Transistor der einfachste Weg.

MfG Spess

Autor: Martin L. (Gast)
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Kannst du mir dann vielleicht was empfehlen?
Ich lese immer der Transistor muss auf die Last am Relais abgestimmt 
sein. Aber ich weiß doch nicht was später da dran hängen wird. Ich mein 
die Ausgänge die jetzt da sind bieten ja auch 24V/2A an, ohne dass die 
wussten was da für Geräte drangehängt werden. 2A ist ja im Vergleich zu 
den Transistor/Relais Schaltungen die hier im AVR-Tut stehen ja deutlich 
mehr, und da steht dann was von anpassen und Kühlkörper. Naja, deswegen 
dachte ich eben an 2 fertige Bauteile die man nur noch verdrahtet.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Ich lese immer der Transistor muss auf die Last am Relais abgestimmt
>sein.

Entweder haben die Schreiber keine Ahnung, oder du liest falsch. Der 
Transistor muss auf das Relais abgestimmt sein 
(Spulenspannung/Spulenstrom), nicht auf die Last.
Als Erstes solltest du ein geeignetes Relais aussuchen. Kriterien dafür 
sind: Erregerspannung und Belastbarkeit der Kontakte. Achte beim 
Schaltstrom darauf, das der Strom für DC gilt. Oft wird der Strom nur 
für AC angegeben. Auf jeden Fall Datenblatt besorgen.

MfG Spess

Autor: Martin L. (Gast)
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Ok, dann mach ich mich auf Suche.
Schaltspannung ist doch die Spannung, mit der die Last dann "arbeitet"?
Und Spulenspannung ist die Spannung mit der ich das Relais schalte, also 
diese Spannung muss auf der Seite des µC und des Transistors anliegen?
Was ist dann die Nennspannung? Irgendwie hab ich das Gefühl, es 
existieren für ein und die selbe Sache mehrere Namen. Brauch ich dann 
ein Relais mit 3,3V Spulenspannung (weil soviel mein µC) liefert und 24V 
Schaltspannung? Mit 2A an den Schaltkontakten?

Autor: MichiB (Gast)
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Hi,

wenn es mehere Relais sind, macht solch ein IC Sinn:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/allegrom...

Autor: Martin L. (Gast)
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Nein, nur 2 Ausgänge brauch.
Also nach durschauen bei Reichelt gibt es kein Relais mit 3,3 
Spulenstrom. Wahrscheinlich versteh ich was falsch. Oder heißt des ich 
muss an meinem 3,3V Pin noch nen Pegelwandler nach 5V (solche Relais 
gibt es ja) bauen, dann nen Transistor, und dann Relais? Wenn ja, dann 
ists nämlich genau das was ich vermeiden sollte, weil da schon ne 
Schaltung am entstehen ist. Ratlos war und weiter bin.

Autor: Martin L. (Gast)
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Ups, vertippt. Sollte natürlich heißen kein Relais mit 3,3V 
Spulenspannung. Argh, vor lauter...kann net mal mehr tippen.

Autor: Analog (Gast)
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Ist nicht böse gemeint, aber Du hast so wenig Ahnung von Grundlagen. Laß 
es lieber jemand machen, der das kann. Ich glaube sogar Elektriker 
wissen solche Dinge.

Autor: spess53 (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Hi

Ich habe dir mal ein Datenblatt von einem Relaistyp angehängt, das in 
etwa deinen Anforderungen entspricht. Wie du siehst werden Spule und 
Kontakte getrennt behandelt.

Was hast du denn in deinem Gerät für Spannungen zu Verfügung? Danach 
kann man das Relais auswählen. Die 3.3V vom µC werden nur zum Ansteuern 
des Transistors benötigt. Auf jeden Fall benötigst du noch eine 
Spannung, mit der das Relais betrieben wird 
(Datenblatt->Spulenspannung). Handelsübliche Spannungen sind 5,12 und 
24V. Wobwei es nicht auf das mV ankommt. Relais sind da recht tolerant.

MfG Spess

Autor: Martin L. (Gast)
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Bin Informatiker. :)
Und muss es leider selbst machen, mir wäre es auch lieber es macht 
jemand anderes. Naja, bin trotzdem für jede weitere Hilfe dankbar.

Autor: Martin L. (Gast)
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@spess
Du rettest grad mein Wochenende. Vielen Dank.
Ok, also dann kann ich die 3,3V an meinem µC erstmal außen vor lassen. 
Also ich versorge das Ganze mit 9VDC, wäre also von Vorteil wenn ich 
damit auch an das Relais dran könnte, damit nicht noch Spannungsregler 
nötig wäre. Leider gehört dass dann ja nicht zu den handelsüblichen 
Spannungen wie du sagst. Auf dem Board mit dem µC ist zwar noch n 
Wandler der aus den 9VDC die nötigen Spannungen für den µC erzeugt, aber 
da kann ich nichts abgreifen, ist leider verbaut das Board.

Autor: Analog (Gast)
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Autor: Martin L. (Gast)
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Wenn ich das von dir angehängte Datenblatt richtig verstehe, dann gibt 
es von diesem Typ eines mit 9VDC Spulenspannung, womit ich ja dann 
direkt was von meinem angeschlossenen Schaltnetzteil was abzweigen kann.

Autor: Analog (Gast)
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Autor: Analog (Gast)
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Am besten die Variante mit dem MOSFET : 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Bild:Relais_npn.png

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Handelsüblich heisst nicht nicht beschaffbar. Musst dich mal bei den 
üblichen Verdächtigen : RS, Farnell, Bürklin ... umsehen.

MfG Spess

Autor: Martin L. (Gast)
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@Analog. der link geht irgendwie nicht. wenn es der ist zu dem Artikel 
hier im forum ist, also was man auch unter dem AVR-Tut findet, den habe 
ich durchgelesen. Habe es ja auch weiter oben erwähnt, dass ich den 
nicht ganz verstehe. ich weiß es bestimmt nervig wenn jemand was fragt 
wovon er nichts versteht, aber wenn man nunmal niemand sonst zum fragen 
hat. Hab auch andere Artikel gelesen, wiki, und sonst gesucht, aber es 
ist nunmal immer noch das beste wenn man nachfragt, denn dann sieht man 
dass man nichts versteht oder eben doch was. Ich will jetzt auch net 
mein Wissen hier vorgekaut bekommen. In 2 Wochen hab ich Semesterferien, 
da werd ich mir erstmal aus der UNI-Bibliothek n Buch holen 
Elektrotechnikgrundlagen. ;) Damit ich nicht mehr so dumm dasteh. Dieses 
Problem muss ich leider nächste Woche gelöst haben. :(

Autor: Martin L. (Gast)
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Jetzt geht der Link, sorry, war wohl mein Browser grad etwas daneben.
Ich werd einerseits jetzt bei Reichelt und Co nach nem Relais suchen, 
dann nochmal (beim dritten lesen wirds vielleicht klarer) durchlesen, 
melde mich dann wenn ich hoffentlich etwas schlauer bin. Vielen dank an 
alle helfenden. Tolles Forum.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>... 9VDC ... Schaltnetzteil ...
Nimm doch für das Relais auf jeden Fall die höchste Spannung mit 
gleichem GND.
Und zwar aus folgendem Grund:
Ein Relais braucht zum Anziehen eine bestimmte Leistung. Diese Leistung 
ergibt zusammen mit einer Nennspannung (Spule) einen Strom. Und nach der 
Formel P=U*I ist der Strom umso größer, je kleiner die Spannung ist. 
Logisch.
Falls du also tatsächlich ein Relais mit 3,3V Spulenspannung finden 
würdest, dürfte m.E. der Strom aus dem uC nicht zum Schalten ausreichen. 
Oder du nagelst dich auf ein bestimmtes Relais fest, das u.U. nur schwer 
beschaffbar ist...

Wenn du also irgendwo noch 9V hast, aus denen dann die 3,3V erzeugt 
werden, kannst du das Relais aus dieser Spannung schalten. So muss der 
Spannungsregler nicht auch nochmal die doppelte Leistung (Regler 5,7V 
wenn Relais 3,3V) verheizen.

Autor: Martin L. (Gast)
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Ja, bin auch grad auf der Suche nach nem Relais für 9V. Mir war die 
ganze Zeit nicht klar dass man bei nem Relais von 3 Spannungen sprechen 
muss, versorgen, schalten, steuern.
Steuern mit 3,3V am µC und Transistor.
Versorgen mit 9V von meinem Netzteil.
Schalten mit 24V (irgendne Last, die da später mal dranhängen soll).

Hab ich das jetzt endlich mal richtig zugeordnet?

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

So in etwa. Nur die 3,3V sind halt schon von deinem µC vorgegeben. Es 
kann auch eine andere Spannung sein.

MfG Spess

Autor: Martin L. (Gast)
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Richtig oder falsch?
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=503244
Mit diesem Relais könnte ich 30VDC schalten (also nicht die gewünschten 
48VCD schon klar, nur als Beispiel zum verstehen) und die Last dürfte 
maximal 10A Strom brauchen, also deutlich mehr als ich bräuchte. Daneben 
könnte ich dieses Relais mit 9VDC direkt von meinem Netzteil aus 
versorgen und mit dem passenden Transistor mit meinem µC steuern?

Noch ne Frage zu den Schaltspannungen. Als dummer Unwissender denkt man 
immer wenn ein Gerät 12VDC braucht, dann versorge es auch mit 12VDC, was 
ja auch stimmt. Aber die angaben an den Relais, welche Last sie schalten 
können, wenn da steht es schaltet 60VDC/5A kann ich damit ein Gerät 
schalten was 30VDC/1,5A braucht? (einfach mal erfundene Werte)Lautet 
diese Frage ja, dann kann ich mir an die Stirn schlagen und aufhören 
genau das passende Teil zu suchen mit 48VDC/2A, und mich wundern wieso 
ich sowas nicht finde, sondern eins nehmen, welches mehr liefert und gut 
ist.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Der Schaltstrom von 10 A bezieht sich auf WECHSELSTROM. Bei GLEICHSTROM 
sinkt die Strombelastbarkeit der Kontakte massiv. Im Datenblatt(siehe 
oben)
ist ein Diagramm dazu. Für die 2A bei 48V brauchst du wahrscheinlich 
sogar ein 16A Relais.

MfG Spess

Autor: Berthold Sommer (b-sommer)
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Ich versuche mal eine Zusammenfassung der Dinge die man für díses 
Problem wissen sollte:
Ein Ralais ist ein elektromagnetischer Schalter.
Das Prinzip ist eigentlich ganz einfach: Ein Elektromagnet betätigt 
einen (ganz normalen) Schalter. Durch dieses Prinzip wird eine Trennung 
zwischen Betätigungsseite und Schaltseite erreicht. Diese galvanische 
Trennung bedeutet, dass es keine elektrische Verbindung zwischen den 
beiden Seiten gibt, der Schaltkontakt ist also potentialfrei. Die 
Spannungen / Ströme die von dem Relaiskontakt geschaltet werden, sind in 
diesem Fall nicht mit dem µC-System verbunden.
Wie jeder andere Schaltkontakt auch gibt es Grenzen, bezüglich des 
Stromes und der Spannung die geschaltet werden können. Diese (oberen) 
Grenzen sind im Datenblatt angegeben. (Na ja, es ist durchaus 
nachvollziehbar, dass man mit einem Miniaturschalter auch keine 
Hochspannungsleitung oder sehr große Ströme schalten kann.)
Um den Kontakt mit dem Elektromagneten schalten zu können, muss eine 
Kraft aufgebracht werden. Hierfür ist die Spule an eine Spannung 
anzuschießen, die erforderliche Spannung steht ebenfalls im Datenblatt. 
Hier ist dann auch noch angegeben, wie groß der Spulenstrom bei der 
genannten Spannung ist. Die Ansteuerung für das Relais muss also in der 
Lage sein, diese Spannung und den entsprechenden Strom zur Verfügung zu 
stellen. Normalerweise riechen die Spannungen und maximalen Ströme am 
Ausgang eines µC hierfür nicht.
Um dennoch das Relais durch einen µC ansteuern zu können, wird dieses 
über einem Transistor geschaltet. Im dem Artikel „Transistor als 
Schalter“ im Elektronikkompendium ist das recht gut beschrieben. 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm Der Transistor 
muss nur den notwendigen Spulenstrom und die Spannung des Relais 
„aushalten“ können. Beim Schalten von Spulen treten normalerweise 
Selbstinduktionsspannungen auf, die den Transistor zerstören können, 
daher sollte beim schalten von Relais und Motoren unbedingt ein 
Freilaufdiode eingebaut werden. Auch das ist in dem Artikel ausreichend 
beschrieben.
Ich hoffe ich habe nichts vergessen und wünsche viel Erfolg bei der 
Umsetzung.

Autor: Analog (Gast)
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> Normalerweise riechen die Spannungen und maximalen Ströme am
> Ausgang eines µC hierfür nicht.

Wenn sie extrem hoch sind schon :=)

Autor: Analog (Gast)
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Aber er hat recht eine Freilaufe-Diode sollte in jedem Fall rein.

Autor: Lukas (Gast)
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Hallo.
Danke für die ganze Hilfe.
Habe nun (nach nochmaliger Rücksprache und Beratung) das passende 
Relais.
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=504742
Das würde für den Einsatz auf jeden Fall reichen.
So, nun die Frage nach dem passenden Transistor, ob MOSFET oder nicht 
ist mir persönlich egal. Da das Relais noch mit 8,4V sicher schaltet, 
und ich die Schaltung ja mit 9V versorge, dürfen über den Transistor 
nicht mehr als 0,6V abfallen. Deswegen kommt dann ja so ein BC337 nicht 
in Frage, wenn ich das richtig verstehe. Der Spulenwiderstand beträgt 
720Ohm, bei 8,4V wären das ja grob 12mA. Wieviel sollte der Transistor 
schaffen können? Vielleicht kann mir ja jemand bei der Scuhe helfen, 
oder weiß schon einen passenden.

Vielen Dank.

Autor: MArtin L. (Gast)
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Und wieder mal hat mein Kollege nicht die Cookies gelöscht. Naja, ich 
achte da auch nie drauf. Also bitte nicht wudern wegen den falschen 
Namen.

Autor: Martin L. (Gast)
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Autor: Falk Brunner (falk)
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@Lukas (Gast)

>ist mir persönlich egal. Da das Relais noch mit 8,4V sicher schaltet,
>und ich die Schaltung ja mit 9V versorge, dürfen über den Transistor

Ist ein wenig knapp, unabhängig vom Transistor. Das Ding hat eine 
Nennspannung von 12V, also versorge es mit 12V. Wenn du nur 9V hast, 
such dir ein 9V Relais. Oder ein 6V Relais + Vorwiderstand.

>nicht mehr als 0,6V abfallen. Deswegen kommt dann ja so ein BC337 nicht
>in Frage, wenn ich das richtig verstehe.

Das verstehst du falsch. Der BC337 reicht locker. Erst recht für 12mA.

MfG
Falk

Autor: Martin L. (Gast)
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Also würde ich das ganze mit 12V versrogen geht es in Ordnung?
Es gibt leider keine 9V Relais mit den Leistungen bei den mir bekannten 
Händlern.

Autor: Martin (Gast)
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Wenn ich es richtig verstanden habe, soll es doch ein komerzielles 
Produkt werden. Bei welcher Firma arbeitest du? Nicht das ich zufällig 
mal was von der Firma kaufe.

Autor: Martin L. (Gast)
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Da hast du was falsch verstanden. Ist nichts kommerzielles. Sondern ein 
Praktikantenprojekt, welches, wenn überhaupt, innerhalb der Firma 
eingetzt wird. Man oh man, bei manchen Leuten frage ich mich, ob sie nie 
Leute die sich mit etwas auskennen fragen, um Rat zu bekommen, wenn man 
selbt nicht so den Durchblick hat.

Autor: Martin (Gast)
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Für ein Praktikantenprojekt ist es ja ok, da soll man (du) was bei 
lernen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Martin L. (Gast)

>Also würde ich das ganze mit 12V versrogen geht es in Ordnung?

Ja.

MFG
Falk

Autor: Martin L. (Gast)
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@Martin.
Ich geb dir Recht dass man was lernen soll. Bin ja auch dabei. Es ist 
nunmal nicht mein Gebiet, und habe mich damit auch net richtig befasst. 
Habe ein System mit nem Mikrocontroller programmiert, und nun zum Testen 
soll das alte System ersetzt werden und da ich nun erfahren habe dass 
ich das auch machen soll, ists quasi der Sprung ins kalte Wasser.

@Falk Brunner
Danke.

Hm, dann denk ich mal an 12V Versorgung, und dann einen Spannungswandler 
der die 9V für mein Board liefert. Naja, werd das vorschlagen, komm ja 
sonst nie weiter mit dem Ganzen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Es gibt auch Leistungs-Optokoppler, z.B. die Panasonic Photo-MOS-Reihe. 
Von Conrad Artikel-Nr.: 504861 - 62 ist der Typ AQV252G (2.5 A 60 V) 
erhältlich.
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=504861  Einzelpreis 5,58€

Autor: Martin L. (Gast)
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Genau sowas meinte ich anfangs mit Optokoppler. Ok,mein Fehler, weil da 
braucht man dann ja kein Relais mehr.
So ein Optokoppler direkt an meinem 3.3V Pin vom µC, Vorwiderstand um 
den Strom für die LED zu begrenzen ( laut Datenblatt empfohlen zwischen 
5mA und 10mA ) und würde damit das selbe erreichen wie mit einer 
Transistor als Schalter und einem Relais. Richtig?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>...und würde damit das selbe erreichen wie mit einer
>Transistor als Schalter und einem Relais. Richtig?
Ja, in etwa.
Nur ist ein Relais eben ein mechanischer Schalter, der auch mal eine 
krasse Überspannungsspitze oder einen Überstrom locker wegsteckt, ohne 
olfaktorische Reize auszulösen. Du musst schon wissen, was damit 
geschaltet weden soll.
Ich nehme die AQY/AQV-Dinger auch für 24V-Schaltausgänge, gehn gut...

BTW:
>ein Relais, das eben die 48V/2A liefert...
Ein Relais liefert nichts, das schaltet nur
(kleine Haarspalterei ;-)

Autor: Martin L. (Gast)
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Eine letzte Frage (hoffentlich), dann seid ihr mich los. :)

Also ich mache das ganze jetzt über eine extra Versorgung für die 
Relaikarte. Es bleibt bei dem Relai, nur eben 12V Versorgung.
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=504742

Meine Steuerlogik vom µC hat 3,3V. Kann ich den BC337 wie in dem Tut 
hier auf der Seite nehmen? Und die Diode, kann ich auch das selbe Modell 
nehmen? Sonst noch Hinweise, würde nur einmal bestellen wollen.
Vielen Dank.

Autor: Martin L. (Gast)
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Aso, doch noch net die letzte Frage, verdammt.
Ich werde 2 oder 3 Relais nehmen. Ändert sich dann was an der Schaltung? 
Sprich muss ich was beachten?

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