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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten mit einem BTS621


Autor: schorschi (Gast)
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Hallo,
in meiner Schaltung möchte ich ein KFZ Relais (ACT512 mit zwei Spulen) 
schalten. In der Vergangenheit habe ich dies über einen Atmega8 mit 
einem 1,5K Basiswidersatnd auf BC547 ausgeführt. Die Beschaltung hält 
aber nicht den Temperaturbedingungen in einem KFZ stand und so passierte 
es das dem BC547 die Luft ausging und dauerdurchgeschaltet (defekt) 
hatte und das Relais nicht mehr steuerbar war. Also suchte ich nach 
einer zuverlässigen Möglichkeit (kleine Ausführung) dies durch einen 
Baustein zuerledigen und stieß auf den BTS 621.
Hier meine Frage:
Bordspannung bis zu 14,4 V, kann ich mit dem Atmega8 (Vorwiderstand ??) 
den BTS als Doppelschalter nutzen und so meine beiden Relaisspulen 
schalten (High Side). Er bietet so weit ich da durch sehe einige 
zusätzliche Schutzfunktionen. Ich habe so meine Schwierigkeiten mit dem 
technischen Englisch in den Datenblättern und ersuche hier um Hilfe.


Geht das überhaupt ???????
Kann man den ATMega8 mit dem IN-1 des BTS621 über einen Widersatnd 
(welcher ??) verbinden und so an OUT 1 die Relasispule anschließen ????
brauche ich zusätzlich noch die Diode über der Relaisspule ????? Was muß 
an dem Pin 5 "ST" angeschlossen werden.
vielen Dank für Eure Hilfe.

Schorschi

: Verschoben durch Admin
Autor: MaWin (Gast)
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> Temperaturbedingungen in einem KFZ stand und so passierte
> es das dem BC547 die Luft ausging und dauerdurchgeschaltet

Hast du vielleicht einfach die Freilaufdioden am Relais vergessen ?
Und war es wirklich so ein kleines Relais, dass der BC547 es
schalten konnte?

Der BTS621 geht natürlich, obwohl auch er Freilaufdeion braucht, die du 
'natürlich' im Schaltplan vergessen hast. Aber warum gerade der BTS621? 
Hast du eine Kiste zu Hause rumliegen. Dann ist es ok, ansonsten ist er 
eher etwas aufwändig und als High-Side-Schalter vielleichtz unnötig.

Du kannst ihn so verschalten (mit Freilaufdioden, laut Datenblatt 
verträgt er wohl nur 40mA Spulenstrom ohne Freilaufdioden wenn ich das 
richtig interpretiere) wie du gezeichnet hast, denn er hat einen 
Eingangswiderstand von ca. 3k und eine Schaltspannung, die zu einem 5V 
Ausgang passt. Aber auf die Art kann dein uC nicht erkennen, falls und 
aus welchem Grund der BTS vielleicht die Last nicht schaltet (Übertemp 
etc. siehe Datenblatt). Vermutlich willst du diese Diagnose auch gar 
nicht wissen.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
nein die freilaufdioden hatte ich der Schaltung nicht vergessen. Auf 
einer Platine 80 x 60mm sind 2 der ACT 512 drauf (plus Atmega8, 
Netzteil, Tasterauswertung usw. Die ACT ziehen eine Strom von ca 65mA je 
Spule. Da das Relais eine Wendeschaltung für Motoren beinhaltet wird 
auch immer nur eine Spule je Relais geschaltet. Der BC547 schaft 100mA 
und hätte so reichen sollen, sogar mit Reserve. Da durch das ich den 
BC547 mit zu großem Basis-Vorwiderstand betrieben habe bin ichs selbst 
Schuld das der/die hobs gegangen sind. Allerdings viel mir dann auf das 
wenn der BC mal versagt das Relais immer eingeschaltet bleibt und der 
Fensterhebermotor ohne Möglichkeit der Abschaltung gegen den Endanschlag 
drückt und das möchte ich natürlich verhindern (Stromaufnahme ca 3A, 
druck gegen Endanschlag ca 12 - 15A).
1. Überlegung
ich setze einfach einen L293D für die Relais ein (sogar ausreichend für 
beide Relais) und kann so die Relais schalten (auch wenn der Chip 
eigentlich direkt für den/die Motor/en eingestzt wird). Mit 1A und 1B 
kann ich dann die Richtung schalten und vorallem mit Eneable noch eine 
separate Abschaltung einflechten. Leider ist der L293D für die 
Platine/einseitige Leiterplatte  zu groß und so suche ich nach einer 
Möglichkeit dieses Relais/ oder beide so zu beschaltet (mit Reserve) das 
die Abschaltung der Relais und damit der Fensterhebermotore nahezu 
ausfall sicher ist.

So bin ich auf den BTS621 gestossen und würde so die Beschaltung Low 
Side Schalter gegen High Side wechseln. Der BTS621 hat eine 
Thermoabschaltung und das bringt die Abschaltung denke ich nach vorne.

Gibt es eine andere Möglichkeit die Ausfallsicherheit zuverbessern. Die 
ACT 512 müssen auf jeden Fall bleiben.

Gruß
Schorschi

Autor: MaWin (Gast)
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> Die ACT 512 müssen auf jeden Fall bleiben.

Tja, sonst hätte ich gesagt BTS7741 (Pollin) mit Strombegrenzung 
zwischen 5 und 10A.

Aber so, wenn die Relais bleiben: Nimm deinen BC547 (oder besser BC327), 
nur diesmal mit richtigem Basisvorwiderstand.

Der L293 wäre fehl am Platze, den high side BTS612 brauchst du nicht, 
denn es nützt dir nichts, wenn das Relais klemmt, zu wissen, dass der 
Relaistreiber in Ordnung ist, und der Relaistreiber bleibt in Ordnung, 
wenn man ihn richtig dimensioniert aufbaut, auch mit simplen 
Transistoren. Der BTS nützt nur, wenn er den Motorstrom direkt steuert.

> Da durch das hobs viel Eneable (diverse Leerzeichen)

Das arme Deutsch.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
ich kenn jetzt den BC 327 nicht direkt, wie gesagt mit den Datenblättern 
habe ich so meine Schwierigkeiten und für die Berechnung des 
Vorwiderstandes muß ich mal in uralte Unterlagen schauen.

Bevor mir der BTS 621 unter den Onkel Google kam, hatte ich schon die 
Augen auf den IRLD120 (Dip4 Gehäuse) geworfen. Der hat einen Logic Level 
- also Anschluß direkt vom MC über einen kleinen Vorwiderstand, zwar mit 
1,3A maximal Strombelastbarkeit, überdimensioniert aber sicher 
haltbarer.

Ein klemmendes Relais ...... daran habe ich noch garnicht gedacht. Da 
ich eine Strommessung mit Messhunt und INA138 durchführe werde ich wohl 
in dem Programm noch die Zeitkomponente in der Stromüberwachung mit 
einflechten. Der letzte Stand beinhaltete nur das bei überschreiten des 
Schwellwertes das Relais direkt abgeschaltet wird.
Dann wird es nur extra sicher wenn ich einen Ausgang schalte der die 
Spannung vom Fensterhebermotor nimmt - schade eigentlich, ich wollte 
alles auf der Platine unterbringen.

Oder gibt es noch eine andere bessere Lösung, wie gesagt die ACT Relais 
müssen bleiben.

Gruß
Schorschi

Autor: MaWin (Gast)
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> Oder gibt es noch eine andere bessere Lösung,

Also ausgehend davon, wie liederlich, nachlässig, fehleranfällig und 
sicherheitsignorant Autos konstruiert werden, brauchst du an nichts zu 
denken. uC, Transistor, Relais, das Billigste tut es.

Ich hätte bei Autos zur Ausswahl: Vollgas wegen gebrochenem Plastikteil, 
Vollgas wegen gebrochenem Metallteil, aus dem Stand losfahren wegen 
abgebrochener Schraube, weiterfahren trotz auskuppelns wegen gerissenem 
Seil, weiterfahren trotz auskuppeln wegen gebrochenem Plastikteil, kein 
Bremseffekt so lange ABS an ist (das hat sich dann glücklicherweise von 
selbst ausgeschaltet, dem Fehlercode der Werkstatt nach zu urteilen als 
es merkte dass der Wagen trotz bremsen schneller wurde) aber so bald es 
sich ausschaltet stand der Wagen in 2 Wagenlänge bei gleichen 
Verhältnissen, unlenkbar weil Lenkrad sich von Lenksäule löste (ok, das 
war ein wirklich altes Autos), und wenn ich rumfrage, kommen sicher noch 
mehr haarsträubende Details zur angeblichen Sicherheit von Autos.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
ich komme nach dem ich eine weitere Schaltung gefunden habe noch mal auf 
den BTS621 zurück, der läßt mich irgendwie nicht los. In der Schaltung 
wird der BTS direkt von einem ATMega32 angesteuert und die Frage ist 
:bringt der BTS in meine Schaltung nichts weil der nicht zuverlässig ist 
oder zu teuer für die Relaissteuerung ????? ich hätte auch einen ULN2803 
genommen, aber auch der ist nur eine Transistor-Array und zu gr0ß um den 
an einem Stück unter zubringen.

Welche Nachteile hätte den der BTS 621, in der Schaltung ist der einfach 
so eingesetzt. Wenn der 4 A je Kanal schafft sollte der auch die 70mA 
hinbekommen und das zuverlässig.

Die mechanischen Ausfälle des ACT512 lasse ich mal ganz außen vor.

Gruß
Schorschi

Autor: MaWin (Gast)
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> Welche Nachteile hätte den der BTS 621, in der Schaltung

Nur der Preis (und ggf. die Grösse)

> sollte der auch die 70mA hinbekommen und das zuverlässig.

Das schafft jede Schaltung, die richtig dimensioniert ist.

Ein KFZ-Hersteller würde nie den BTS621 in dieser Verwendung
nehmen, weil er bei dieser Form von Last nicht notwendig ist.
Der BTS ist für direktes Schalten einer eventuell klemmenden
oder kurzgeschlossenen Last gedacht (über deren Fehler er
dann noch was zurückmelden kann), die mindstens 10 mal
mehr Strom braucht, als du. Dazu passt dann sein Preis.

Ein TIP122 bespielsweise schaltet ebenso problemlos 5A im
KFZ, nur halt ohne Fehlerrückmeldung, aber er ist deutlich
billiger. Und für deine 70mA tut es ein BC547 wenn er über
den richtigen Basisvorwiderstand mit ca. 4-7mA versorgt wird,
und gegen "Zündfunken" des Relais mit Freilaufdiode oder
Z-Diode geschützt wird. Ohne Schutz geht er aber kaputt.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
danke für die Hilfe !!!!!
Die Version mit dem TIP122 schließe ich aus - doppelter Platzbedarf wie 
der BTS 621. Der BC547 mit 1,5K läuft und der Spannungsverlust über der 
CE Strecke ist sehr gering und damit auch die Leistung die der BC 
aufnimmt. Ich denke ich werde den BC327 den du vorgeschalgen hast 
nehmen, der hat eine größere Reserve (Srom und Leistung) und ist die 
günstigste Ausführung.
Anbei das Layout (60 x 80 mm einseitig) der Schaltung mit den 
angesprochenen IRLD FÉTs. Die Massefläche habe ich zur besseren Ansicht 
ausgeblendet. So kann man sicher besser sehen wie eng es ist, so bekomme 
ich es auch selbst hergestellt  - für weitere Ausführungen werde ich 
wohl einen Profi mit der Herstellung beauftragen.
Der Platzbedarf für die BC327 ist ja noch geringer. Die Eingänge sowie 
die Relais sind alle mit entsprechenden Dioden abgefangen und dem 
Potenzial der Eingänge angepaßt.

Autor: MaWin (Gast)
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Du hast 2 solche Relais, also 4 Transistoren, 4 Freilaufdioden, 8 
Widerstände?
Da wäre ein ULN2003 doch kleiner gewesen, sogar ohne SO16 Gehäuse.
Da die +-Versorgung deiner Motoren von derselben Stelle herkommt wie die 
+-Versorgung der Relais die über die Transistoren am AVR hängen, würde 
ich mich nicht wundern, wenn der AVR durch die kräftigen Motoren gestört 
wird.
Etwas mehr Trennung täte wohl gut.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
danke für die Tipps. Die Spannungseingangsregelung habe ich wie im Bild 
aufgebaut. Die filtert schon einiges ab. Vielleicht geht es besser ????? 
das war ein Beispiel auf dem Elektr. Kompendium aus dem KFZ Bereich das 
ich übernommen habe.

Nach der Abänderung der Basisvorwiderstände habe ich die Schaltung 
provisorisch im Auto testen können. Störungen sind weder durch den 
Fensterhebermotorenlauf (3,5A Normallauf und bei Anschlag bis 12-14A) 
noch durch den Fahrzeugmotorbetrieb am AVR aufgetreten - kann natürlich 
Zufall sein !!!!!. Ich kann auch die Versorgung separat in die Türe 
legen, nur kommt die Kl. 15 elektrisch ihren Ursprung an der gleichen 
Stelle. Aber ein Versuch ist es auf jeden Fall wert.

Du hast natürlich Recht - in dem Layout ist in der Tat der Platzbedarf 
für die Bauteile sehr groß und der ULN2803 braucht weniger Platz. Ich 
habe nur ein Problem mit der Positionierung, die Stecker sollen alle auf 
eine Seite nach unten damit kein Wasser eindringt. Die Leiterbahnen der 
Relais sollen möglichst kurz und massiv sein (nachträglich dick verzint) 
(die Fensterhebermotore werden noch von einer anderen Stelle aus 
gesteuert - zentral - und dann fließt unter Umständen der volle 
Blockierstrom über die Klemmen) und um die Prototypen zutesten sind die 
Layouts alle "einseitig" und da ist es für mich schrierig die 
Leiterbahnen so zu routen das es noch für den Heimätzer händelbar ist. 
Bei einer zweiseitigen Platinen geht es sicher leichter.

Die 2 Zeichnungen erklären vielleicht den Rest !!!!

Autor: MaWin (Gast)
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C1 und C5 vertauschen.
Die Betriebsspannung des uC ist damit abgeblockt,
aber auf Grund des "Durcheinanders" auf deiner Platine
besteht die Möglichkeit, dass "rückwärts" Störungen über die Ausgänge 
reinkommen.
Motoren machen Störungen, die auf der Stromzuleitung wie auf einer 
Sendeantenne getragen werden. Du koppelst deine Relais an diese 
Stromzuleitung, damit wirken die Ströme auch auf die Schalttransistoren. 
Das kann, muss aber nicht, ein Störungspfad in den uC sein.
Ich würde wenigstens das Programm im uC so schreiben, dass es einen 
Watchdog programmiert, und - falls der zuschlägt - eben von selbst neu 
startet.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo
Kondensatortausch ja verstanden. Dann werde ich die Spannungsversorgung 
und die Masse direkt aus der Bordelektrick holen und diese nicht aus den 
Motorleitungen gewinnen. Aber die Leitungen der Motoren liegen in dem 
Leitungsstrang quasi alle nebeneinander - das ist auch nicht unkritisch 
aber so nicht zuändern.
Das ist mein erstes größeres Projekt in dem ich mich mit Bascom soweit 
vorwage und einen Wachtdog habe ich in der Tat schon drin..

Du meinst mit durcheinander "die Positionierung der Bauteile" oder wie 
soll ich das verstehen....... ich möchte ja was dazu lernen und damit 
ist es auch mit 42 nie zuspät.

Gruß
Schorschi

Autor: MaWin (Gast)
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> Du meinst mit durcheinander "die Positionierung der Bauteile"

Ja.
Wenn du die Leitungen, auf denen der grosse Strom fliesst, als störende 
Sendeantennen siehst, und den AVR und dessen dünne Leitungen als 
Empfangsantennen, dann weisst du, dass man die weiter auseinander ziehen 
sollte. Glücklicherweise lösen sich Wellen nur von Leitungen ab, die 
mindestens 1/10 der Wellenlänge lang sind, du koppelst also nur sehr 
hochfrequentes Zeug.

Und wenn man 2 Leitungen parallel laufen liess, so dass dann auch 
längerwellige Störungen überkoppeln konnten, dann kann man mit einer 
Spule (Drossel, Ferritkern) die auf der empfindlicheren Leitung dämpfen, 
siehe den Ferrit der um PC-Kabel drumrumgeclipst ist.

Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,
es macht also mehr Sinn die Relais mit den Steckern in eine Ecke 
zusammen zu schieben und die Tastersteckleiste und Spannungseingang in 
die andere Ecke zustecken. Das hätte dann auch den Vorteil das ich dann 
den ULN doch noch näher an alle Spulenkontakte bekomme. Die 
Tasterleitungen müßten dann die Hochstromleitungen nicht kreuzen und da 
ich das Programm selber geschrieben habe kann ich bei Verwicklungen noch 
Pins umproggen und andere Pins nutzen.

Der Atmega8 ist ntürlich auch nicht sehr klein aber der ist so eine 
"Eier legende Wollmilchsau". Der knapp 4K große Code passt auch in den 
Attiny461 (habe ich auch da). Der ist allerdings für die 2. Steuerung (2 
Fensterheber je Steuerung = 2 Stg für 4 Fensterheber) nicht bei Reichelt 
zubekommen.
Ich denke ich werde die Platine dann mal umstellen und den Autorouter 
trapazieren.

Bis hier vielen Dank für deine fachkundigen Anregungen

Gruß
Schorsch

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