Hallo zusammen, ich bin mir dessen bewusst, dass es schon zig Forenbeiträge zum schalten einer normalen Schuko-Steckdose (220V 16A) gibt, (Schuko = Schutzkontakt) doch leider hilft mir keiner der Beiträge wirklich bis zum Schluss weiter. Wie zu erwarten geht es darum mehrere Steckdosen (mittels einem AVR ATMega88 über einen DMX-Bus) ein und aus zu schalten. Dabei ist nicht bekannt, ob an der Dose eine induktive, kapazitive oder ohmsche Last hängen wird. Da ich mir aber noch nicht sicher bin wie ich schalten möchte, werde ich mal anbei meine pro-con-Liste posten und auf Anregungen und Tips eurerseits hoffen. Vielleicht hat ja jemand Erfahrungen, die er mit mir teilen möchte. Zur Liste: # Als erster Punkt, das Relais : + einfach und sicher zu verbauen + geringer Widerstand/Verlust + mehr oder weniger geeignet für alle Arten von Verbrauchern (induktiv, kapazitiv, ohmsch) - relativ unzuverlässig (Kontakte können "verkleben") - permanenter Stromfluss durch die Magnetspule im eingeschalteten Zustand bei den üblichen monostabilen Relais - relativ groß - relativ teuer (~5€ pro geeignetes Relais soweit ich nicht falsch informiert bin) # als zweites käme mir die Triak-Lösung wie bei den Dimmern (nur ohne Spule) in den Sinn: + klein, einfach, billig + quasi fertige Schaltungen (incl. Ansteuerung durch µC) im Netz verfügbar - hoher Verlust speziell bei großen Lasten => Kühlung nötig => relativ groß - soweit ich das gelesen und verstanden habe, nicht wirklich für induktive und kapazitive Lasten geeignet # als drittes kam mir dann die FET-Lösung in den Sinn (2 FETs Antiseriell, Gates verbunden): + geringe Verluste => keine besondere Kühlung + sehr kleines, und langlebiges Konzept + bei bekannter Last sogar für Dimmer geeignet (was erstmal nicht geplant ist) - soweit mir bekannt "trennen" FETs nicht zu 100%, was Kriechströme nach sich zieht. - geeignete FETs könnten teuer werden. Wär nett wenn ihr mich korrigieren, ergänzen, oder sonst irgendie Beratschlagen könntet. Danke MfG Leo Am Rande: Fertige schaltbare Steckdosen (z.B. per Funk) kommen höchstens als Vorbild in Frage, ich will ja meinen Spaß und Erfolg auch selbst haben und Lernen will ich auch was dabei. Offtopic Zu meiner Person: ich bin 23 Jahre, studiere Elekrotechnik und bin mir ausdrücklich der Lebensgefahr beim Arbeiten mit und an Netzspannung bewusst. Ich wäre euch dankbar wenn die durchaus angebrachten Warnhinweise in höchstens einem Link zu einem der zahlreichen Threats verpackt werden könnten. Bei meinen Recherchen bis hierhin habe ich gefühlte 50% Warnungen gelesen und fühle mich daher diesbezüglich gut informiert. Auch eventuellen Nachbauern empfehle ich, sich erst der Lebensgefahr bewusst zu werden, bevor die Steckdose geöffnet wird.
Nur so als Anregung mal das Stichwort „Solid-State-Relais“. So eins z.B.: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=15439;PROVID=2028 Ist für viele Anwendungsfälle ganz gut geeignet. Aber das Für und Wider muss man halt von Fall zu Fall immer individuell abwiegen. Anbei noch ein paar Gedenken die ich mir vor längerem mal dazu gemacht habe: ... Prinzipiell kann dies mittels zweier verschiedener Elemente erfolgen. Entweder mit einem klassischen Relais oder einem Halbleiterrelais (engl. solid state relay) auf Basis von Thyristoren beziehungsweise einem Triac (prinzipiell eine Antiparallelschaltung von zwei Thyristoren). Beide Methoden bieten unterschiedliche Vor- und Nachteile. Bei einem Relais ist wegen dem niedrigem Kontaktwiderstand (100 mΩ) bei dem zu schaltendem Strom von 16 A der Verlust an den Kontakten mit ca. 1,6 W noch relativ gering. Da es sich um ein mechanisches Bauteil handelt, unterliegt es natürlichem Verschleiß. Dies führt zu einer Lebenserwartung von ca. 100.000 Schaltvorgängen. Zusätzlich wird im angezogenen Zustand durch den Spulenwiderstand weitere Leistung verbraucht. Dies könnte durch Verwend-ung eines bistabilen Relais, bei dem ein kurzer Spannungsimpuls zum Umschalten genügt, vermieden werden. Bistabile Relais können jedoch für das Steckdosenmodul nicht eingesetzt werden, da Modelle mit vergleichbarer Schaltleistung über den 1 ½-fachen Platz benötigen. Ein Solid-State-Relais auf Halbleiterbasis hat eine wesentlich größere Lebenserwartung, da es nahezu keinem Verschleiß unterliegt. Hinzu kommt die zu einem vergleichbar leistungsfähigem Relais geringere Baugröße (Faktor ca. 1:2). Der große Nachteil ist jedoch eine hohe Verlust-leistung. Durch den PN-Übergang ist ein Spannungsabfall von ca. 0,7 V unvermeidbar, aus dem bei 16 A ein Verlust von ca. 11 W folgt. Diese Leistung müsste in Form von Wärme über einen ausreichend dimensionierten Kühlkörper abgeführt werden. Einzig der Schaltsstrom und der daraus resultierende Verlust sind gering. Mit Halbleiterrelais besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Wechselspannung während des Nulldurchganges zu schalten, wodurch störende Impulse vermieden werden. Solid-State-Relais-Bausteine übernehmen diese Aufgabe völlig selbstständig. Das Schalten im Nulldurchgang muss also nicht durch eine spezielle externe Beschaltung realisiert werden. Durch die hohe Reaktionszeit (in der Regel in der Größenordnung von 20 ms) ist ein Schalten im Nulldurchgang bei Relais mit Magnetspule nicht möglich. ... Wie gesagt alles nur so als Anregung. P.S. Keine Garantie auf Vollständigkeit :-).
Kauf Dir einfach Funksteckdosen im Baumarkt und frickel das um. Alle internen Signale liegen auf Netztpotential ! Daher ist es wichtig, eine saubere Isolation herzustellen. Dazu sollte ein Optokoppler verwendet werden, der entsprechende Zulassungen hat, namentlich IEC/EN/DIN EN 60747-5-5 . Das ist z.B. der SFH615A-3X006 (Vishay), erhältlich bei RS Components.
Bei ELV gibt es einen Bausatz/Schaltplan zu dem Thema. Eventuell wäre es ja aufschlussreich diesen zu analysieren. http://www.elv.de/Kleine-Spannung-schaltet-gro%C3%9Fe-Leistung-%E2%80%93-230-V-Schaltinterface-SI-230-2/x.aspx/cid_726/detail_30943
warum eigentlich immer 220V? ^^ also bei mir kommt 230V aus der steckdose, ist aber auch egal. würde auch in richtung solid state relais tendieren, aber mal eine fertige funksteckdose auseinander zu bauen wird auch einen schritt in die richtige richtung sein :)
Thema bistabile Relais: Das mit der Größe passt so nicht, es gibt sie tatsächlich im gleichen Formfaktor. Die Aussage passt eher zum Preis, aber auch da gibt es eine Alternative: http://www.pollin.de/shop/dt/Mjk1OTU2OTk-/Bauelemente/Mechanische_Baulemente/Relais_Zugmagnete/Relais_Schrack_RT314F03.html Das ist ein sehr leistungsfähiges und verhältnismäßig sehr günstiges Relais vom Markenhersteller. m.
@mr. mo aus der Stecksose kommt höchstens ein Strom und das nur wenn man ein wenig nachhilft... Eine Möglichkeit besteht darin den Finger in das richtige Loch zu stecken, dann haben wir hier auch gleich ruhe! m.
Hallo Leo B. > # als zweites käme mir die Triak-Lösung wie bei den Dimmern > (nur ohne Spule) in den Sinn: > + klein, einfach, billig > + quasi fertige Schaltungen (incl. Ansteuerung durch µC) im Netz > verfügbar > - hoher Verlust speziell bei großen Lasten => Kühlung nötig > => relativ groß > - soweit ich das gelesen und verstanden habe, nicht wirklich für > induktive und kapazitive Lasten geeignet Wenn Du nur schaltest, nicht dimmst, sind induktive und kapazitive Lasten mit Triacs kein Problem. > # als drittes kam mir dann die FET-Lösung in den Sinn > (2 FETs Antiseriell, Gates verbunden): > + geringe Verluste => keine besondere Kühlung > + sehr kleines, und langlebiges Konzept Z.B. beim IPW60R045CP von Infineon wären das unter idealen Bedingungen 2 x 45mOhm x 16A = 1,44V Spannungsabfall x 16A = 23Watt. Das mußt Du auf jeden Fall wegkühlen. > + bei bekannter Last sogar für Dimmer geeignet (was erstmal > nicht geplant ist) Wenn man eine induktive Last abschaltet, in der gerade Strom fließt, dann will der Strom weiterfließen. Wenn er das nicht kann, entsteht eine hohe Spannungsspitze, die die MOSFETs zerstören könnte. Bei gelegentlichen Schaltvorgängen, je nach Induktivität der Last, kann das wegen der Avalancheeigenschaften der MOSFETs gutgehen. Beim Dimmen, also ein Schalten in jeder Halbwelle, überleben die MOSFETs nicht lange. > - soweit mir bekannt "trennen" FETs nicht zu 100%, was Kriechströme > nach sich zieht. Eigentlich unter 100uA. > - geeignete FETs könnten teuer werden. Ja. Ein weiteres Problem bei MOSFETs sehe ich im Kurzschlußfall. Je nach Netzimpedanz fließen da mehrere 100A. Ein Leitungsschutzschalter braucht einige Millisekunden zum Auslösen, eine Sicherung ist eher noch langsamer. Das überlebt ein MOSFET nicht, siehe SOAR-Diagramm im Datenblatt. Triacs sind auf kurzzeitige (mehrere 10ms) Überströme ausgelegt und überleben den "abgesicherten" Kurzschluß. David
...man nehme IGBTs mit entsprechender Schutzbeschaltung und Gleichrichter. http://www.pollin.de/shop/dt/MzkwOTY4OTk-/Bauelemente/Aktive_Bauelemente/Transistoren/HGTG20N60B3D_30_Stueck.html m.
Hallo, Maddin schrieb: > ...man nehme IGBTs mit entsprechender Schutzbeschaltung und > Gleichrichter. Das würde bei 16A x (VCEsat 1,5V + (2 x 1V VF Diode)) 56 Watt Verlustleistung bedeuten. Außerdem gilt beim IGBT im Kurzschlußfall das gleiche wie für einen MOSFET. Siehe meinen Beitrag weiter oben. David
Andreas D. schrieb: > Bei einem Relais ist wegen dem niedrigem Kontaktwiderstand (100 mΩ) bei > dem zu schaltendem Strom von 16 A der Verlust an den Kontakten mit ca. > 1,6 W noch relativ gering. 100mΩ * (16A)^2 =25.6W nicht 100mΩ * 16A = 1,6V Bei einem guten Relais liegt der Widerstand bei ca. 10mΩ und daraus resultierend 2,5 Watt. > Ein Solid-State-Relais auf Halbleiterbasis hat eine wesentlich größere > Lebenserwartung, da es nahezu keinem Verschleiß unterliegt. Kein Verschleiß stimmt, aber dafür ist es bei Überstrom oder -spannung sehr viel schneller kaputt als ein Relais. > Der große Nachteil ist jedoch eine hohe Verlust-leistung. Durch den > PN-Übergang ist ein Spannungsabfall von ca. 0,7 V unvermeidbar, Es sind zwei Übergänge und daher ca. 1,5V. > P.S. Keine Garantie auf Vollständigkeit :-). Stimmt
Danke, für euren top Beiträge. Herzlichen Dank. Nach allem was ich lese muss ich mich offensichtlich, wie so oft, auf einen Kompromiss einlassen. Aber was erwarte ich, perfekte Bauteile muss ich halt erst noch erfinden ;) Nun, bezüglich meines "Problems" bin ich zwar weiter aber noch nicht ganz am Ende. Also fest steht, dass offensichtlich industrielle Lösungen auf mechanische Relais setzen. Verständlich, die wollen i.d.R. auch keine unendliche Haltbarkeit. Für mich kommen also nurnoch Relais in Frage. Wobei ich mich mit den Halbleiterrelais noch nicht auskenne. Im Wikiartikel http://de.wikipedia.org/wiki/Relais#Halbleiterrelais werden einem/mir im 2. Absatz OptoMOS- bzw. PhotoMOS-Relais recht schmackhaft gemacht. Mehr als den Artikel habe ich allerdings diesbezüglich noch nicht gelesen. Ich werde mich daher in diese Richtung erst einmal schlau machen. Klingt aber eigentlich nach "meiner" Lösung. Bzgl. des oben genannten maximalen Stroms werde ich dann wohl auch etwas zurück stecken. 16A brauche ich dann doch eher selten, ich werde mich daher eher in Richtung 8-12A Sicherungen umsehen. Für einen üblichen Haushalt mit Zentralheizung sollten 8-12A Sicherungen auch reichen (ich muss da mal meine Verbraucher zusammenrechnen). Also vielen Dank bis hierhin nochmal. Für weitere Anregungen bin ich gerne offen. lg Leo
Leo B. schrieb: > Da ich mir aber noch nicht sicher bin wie ich schalten möchte, werde > ich mal anbei meine pro-con-Liste posten und auf Anregungen und Tips > eurerseits hoffen. Vielleicht hat ja jemand Erfahrungen, die er mit mir > teilen möchte. > Zur Liste: > > # Als erster Punkt, das Relais : > + einfach und sicher zu verbauen ACK > + geringer Widerstand/Verlust ACK > + mehr oder weniger geeignet für alle Arten von Verbrauchern > (induktiv, kapazitiv, ohmsch) ACK > - relativ unzuverlässig (Kontakte können "verkleben") Das würde ich so nicht sagen. Wenn man keine extremen Lasten, z.B. 1000W-Lampen schaltet, ist die Zuverlässigkeit durchaus vergleichbar. Für extreme Ansprüche an Sicherheit gibts ja auch noch sog. Sicherheitsrelais mit zwangsgeführten Kontakten. > - permanenter Stromfluss durch die Magnetspule im eingeschalteten > Zustand bei den üblichen monostabilen Relais Nun, wenn die inzwischen <1W Ansteuerleistung stört, kann man immer noch auf bistabile Relais übergehen. Da aber die angezogene Zeit bei den meisten Anwendungen deutlich geringer ist, als die abgefallene Zeit, lohnt sich das im allgemeinen nicht. > - relativ groß Moderne Relais sind eher kleiner als Triac-Steuerungen, insbesondere, wenn man noch den Kühlkörper mit berücksichtigt. > - relativ teuer (~5€ pro geeignetes Relais soweit ich nicht > falsch informiert bin) Nun, wenn man auf den Restpostenmarkt zurückgreift, gibts passende Relais ab etwa 1EUR, sonst ab etwa 3EUR. Ein weiterer Vorteil von Relais ist die absolute galvanische Trennung und die einfache Möglichkeit für Mehrfachkontakte. Ausserdem noch die zuverlässige Abtrennung im ausgeschaltetem Zustand. Wenn man nicht dauernd im Abstand von wenigen Minuten grosse Lasten schalten muss, gibts eigentlich keine Alternative zu modernen Relais. > # als zweites käme mir die Triak-Lösung wie bei den Dimmern > (nur ohne Spule) in den Sinn: (Die Spule dient nur zur Entstörung) > + klein, einfach, billig Das trifft nur auf kleine Lasten bis ca. 1A zu. > + quasi fertige Schaltungen (incl. Ansteuerung durch µC) im Netz > verfügbar Naja, da ist ein Relais ja wohl noch einfacher. Das einzige, was man da als Anfänger vergessen kann, ist die Freilaufdiode. Für Anfänger sehe ich es auch noch als kritisch an, das auch die Ansteuerung 230V-Kriterien genügen muss. Die einzige Alternative zu Relais mit ähnlich geringen Aufwand wäre ein MOC3xxx-Ic bei Lasten von bis zu 0,5A. > - hoher Verlust speziell bei großen Lasten => Kühlung nötig > => relativ groß ACK > - soweit ich das gelesen und verstanden habe, nicht wirklich für > induktive und kapazitive Lasten geeignet Doch schon, aber nur mit schaltungstechnischen Zusatzaufwand. > # als drittes kam mir dann die FET-Lösung in den Sinn > (2 FETs Antiseriell, Gates verbunden): > + geringe Verluste => keine besondere Kühlung > + sehr kleines, und langlebiges Konzept > + bei bekannter Last sogar für Dimmer geeignet (was erstmal > nicht geplant ist) Diese Lösung ist m.E. nur etwas für Spezialfälle. Gerade wenn man sowas stör- und ausfallsicher bauen will, ist noch Zusatzaufwand nötig. Auch die Ansteuerung ist nicht ganz trivial. > - soweit mir bekannt "trennen" FETs nicht zu 100%, was Kriechströme > nach sich zieht. Das trifft auch auf Triacsteuerungen zu. > - geeignete FETs könnten teuer werden. Nun, FETs werden laufend billiger. Speziell für Spannungen bis 50V sehe ich da je nach Schaltung gewisse Vorteile gegenüber Relais. Relais haben den grossen Vorteil, das man sie problemlos einsetzen kann, auch wenn man noch gar nicht weiss, was überhaupt geschaltet werden soll. Da gibt es keine Alternative. > Am Rande: Fertige schaltbare Steckdosen (z.B. per Funk) kommen höchstens > als Vorbild in Frage, ich will ja meinen Spaß und Erfolg auch selbst > haben und Lernen will ich auch was dabei. Nun, der grosse Vorteil dieser Steckdosen ist, das sie auch von Laien, die sich noch nicht mit 230V-Verdrahtung auskennen, problemlos eingesetzt werden können. > Zu meiner Person: ich bin 23 Jahre, studiere Elekrotechnik und bin mir > ausdrücklich der Lebensgefahr beim Arbeiten mit und an Netzspannung > bewusst. > Ich wäre euch dankbar wenn die durchaus angebrachten Warnhinweise in > höchstens einem Link zu einem der zahlreichen Threats verpackt werden > könnten. Eigentlich spielt die Art der Ausbildung da keine grosse Rolle. Wichtig ist m.E. das man die relevanten Dinge wirklich von einer Person direkt vor Ort gezeigt bekommt und nicht glaubt man könne das in irgendwelchen Foren im Internet lernen. Ich habe den ersten Kontakt zu 220V-Schaltungen ab einem Alter von etwa 10 Jahren durch meinen Vater, einem gestandenen Elektromeister bekommen. :-) Gruss Harald PS: Die in anderen Threads genannten Solid State Relais zähle ich mit zu den Triac-Steuerungen. Sie sind nur etwas einfacher in der Ansteuerung.
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