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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anzugsverzögerung Relais mit RC-Glied


Autor: Leo (Gast)
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Mahlzeit Leute,

Ich rechne schon 10 Seiten von diesem Beispiel und komme einfach nicht
auf das richtige Ergebnis. Praktisch verhält sich die Schaltung anders
als ich es (wahrscheinlich falsch) rechne.

Kann mir jemand den richtigen Lösungsweg erklären, denn offensichtlich
gibt es hier irgendeine Wechselwirkung.

Gesucht ist die Verzögerungszeit zwischen dem Anlegen von Ub und dem
Anziehen des Relais.

Bitte helft mir.
Danke.

mfg leo

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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So wird das nichts (wie du ja auch schon gemerkt hast). Da der uns zur
Verfügung stehende strom sehr schlau ist, läßt er deine RC-Kombination
erst einmal links liegen.

Die sich aufbauende Spannung an der Relaisspule kann durch die
RC-Schaltung nicht beeinflusst werden.

Wenn es eine passive Schaltung sein soll, dann in Reihe zur
Spannungsversorgung einen Widerstand, parallel zur Spule die Kapazität.
Da der Reihenwiderstand den Spulenstrom bestimmt, kommen da
astronomische Kapazitätswerte heraus.

Besser eine aktive Schaltung mit Transistor. Spannungsversorgung,
Relaisspule, 2. seite an einen Transistor (Kollektor), Emitter an Masse
und von der Spannungsversorgung einen Widerstand zur Basis. Von der
Basis einen Kondensator gegen Masse.

Kondensator läd sich auf: Tau = R * C
bedeutet 1M und 1 µF-> nach 1 Sekunde ist der Kondensator zu 67% voll,
nach 5 Tau gilt der Kondensator als aufgeladen.

Bei einer RC-Verzögerung muß die Spannung aber nur 0,7V positiver als
die Masse sein, damit der Transistor durchschaltet. Das geht dann
Ratz-Fatz. Also noch komplizierter mit OPV oder so oder einfach eine
Z-Diode zwischen RC-Verbindung und basis. Damit verzögerst du schon ein
bischen länger.

Eine weitere Möglichkeit das Relais zwischen Emitter und Masse zu
betreiben (Kollektor direkt an Vcc). Dann steigt die Spulenspannung
proportional zur Basisspannung (minus Ube). Könnte noch besser werden.


MW

Autor: Arno H. (Gast)
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Wie wäre es denn mit ein paar Erläuterungen der Redaktion zu dieser
mundgemalten Schaltung?
Spannungen, Bauteilwerte, geforderte Zeiten und solche Kleinigkeiten.
Die Hellseher sind alle schon mit ihrem Lottogewinn auf einer Insel!
Arno

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo Michael,
der Strom durch die Relais-Spule wird durchaus von der RC Kombination
beeinflußt.

Arno,
wofür braucht man denn zum herleiten einer allgemeinen Formel
sprzifische Werte? (Die Zeichnung an sich ist doch klar und
übersichtlicht)

Leo,
bevor wir anfangen unsere Hirnwindungen zu wringen: Hast du vielleicht
eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand? (der müßte dann bei der
Zeitkonstante bedacht werden). Das der Anzugstrom des Relais nicht der
Betriebsstrom ist, hattest du ja sicher bedacht

Autor: Arno H. (Gast)
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@ patrick,
Leo geht es ja auch um den Unterschied zwischen Theorie und Praxis, und
da wäre es zumindest mir nützlich gewesen, sowohl diese praktischen
Werte zu sehen als auch seine Erwartungen zu kennen.
Arno

Autor: Kurt (Gast)
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Hallo @Leo

das ist keine Anzugs- sondern eine Abfallverzögerung!


Kurt

Autor: Kurt (Gast)
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"Gesucht ist die Verzögerungszeit zwischen dem Anlegen von Ub und dem
Anziehen des Relais"


es gibt keine Verzögerungszeit beim Anlagen der Spannung.

Nach Zeit, wenn sich der Kondensator vollgeladen hat  (mind. 5 Tau),
die Spannung abgenommen wird, versorgt der Elko über die Diode das
Relay noch solange bis er unter die Haltespannung des Relay gefallen
ist (Diodenschwellen aussen vor gelassen).

Zum Rechnen kannst Du    Tau  = R x C       verwenden.

Kurt

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Rechnen kann man da nichts, da kein Hersteller für Relais die Anzugs-
und Abfallspannungen angibt.

Es wird immer nur die minimale Spannung angegeben, bei der das Relais
garantiert angezogen hat, bzw. die maximale Spannung, bei der es
garantiert abgefallen ist.


Außerdem ist die Anzugsverzögerung in dieser Schaltung ausschließlich
die Anzugsverzögerung des Relais, der Kondensator macht nur noch eine
zusätzliche Abfallverzögerung.


Für eine reproduzierbare (berechenbare) Verzögerung nimmt man entweder
einen Komparator mit definierter Schwelle (555) oder einen
Mikrocontroller.


Peter

Autor: ------ (Gast)
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Versuche es mal mit einem Heißleiter!!

Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

muss Kurt beipflichten, das ist eine Abfall- und keine
Anzugverzögerung, da ja das Relais über die "obere" Diode direkt an
der Versorgungsspannung hängt.

Ich würde auf jeden Fall eine Transistorstufe vorsehen (evtl. auch in
Form eines OPs, je nachdem), da du ansonsten keine definierte
Verzögerung hinbekommst (aufgrund Toleranzen der Relais, speziell deren
Anzugs- und Abfallspannungen sowie Spulenströme). Mit ner
Transistorstufe, die bei 0.7V Basisspannung das Relais anschaltet,
kannst du das wesentlich kontrollierter machen.

Grüße, Mario

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo zusammen,

bei der Schaltung handelt es sich um eine Anzugs, wie auch
Abfallverzögerung (etwas kompliziert aufgebaut). Das Ladeverhalten des
Kondensators beeinflußt den Stromfluß durch den Kondensator (solange R
< Rcoil)

@Arno,OK zugegeben, es würde schon helfen die Abweichungen zu kennen
;-)


Ich habe mal die Schaltung etwas umgemalt und vereinfacht.
Im Einschaltmoment liegt die Reihenschaltung aus Ri und R1 parallel zu
Rre
tau ist also (Ri+R1)||Rre * C

Wenn jetzt die Spannung die angelegt wird und die Anzugsspannung des
Relais bekannt sind, kann man die Anzugszeit ermitteln

Autor: Mario (Gast)
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Hallo nochmals,

also ich sehe nicht, wie R1 da vor dem Relais liegen soll. Bist du
sicher, dass wir über die selbe Schaltung sprechen ? Ich beziehe mich
auf das File 'schaltung.pdf' aus dem ersten Posting dieses Threads.

Da ist eben nur die Diode zwischen Ub und dem Relais, und parallel zu
dem Relais R, C und die andere Diode. Beim Einschalten zieht das Relais
umgehend an und C lädt sich über R langsam auf. Innenwiderstand Ri der
Spannungsquelle hab ich mal vernachlässigt, der sollte ja ausreichend
klein sein.

Schaltet man Ub ab, wird das Relais über die "untere" Diode aus dem C
weiterversorgt -> Abfallverzögerung.

Da der C über R aufgeladen wird, hängt die Pufferzeit davon ab, wie
lange man die Schaltung eingeschaltet hatte, also wie lange C
aufgeladen wurde. Das macht sich aber nur für t < 5 tau wirklich
bemerkbar, darüber kann man immer von einem vollen C ausgehen.

So, das war mal meine Sicht der Dinge ;-)

Grüße, Mario

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo Mario,

das problem ist tatsächlich, dass wir über unterschiedliche Schaltungen
reden. Ich sprach über die in meinem Anhang.

Aber denoch zu deiner Ausführung: Sie ist für den Einschaltmoment nur
richtig, wenn R >= Rcoil ist

Autor: Mario (Gast)
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Hi Patrick,

oh, sorry, dann haben wir wirklich aneinander vorbeigeredet ;-)

Aber warum muss R >= Rcoil sein ? Beim Einschalten liegt doch über die
Diode die Versorgungsspannung Ub am Relais und an der RC-Kombination.
Relais zieht an, C lädt sich auf ...

Grüße, Mario

Autor: Patrick (Gast)
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Hi Mario,

das Relais zieht erst dann an, wenn genug Strom durch das Relais
fliest. Ist der Widerstand des Zweiges aus R und C niedriger als der
Widerstand des Relais, fliesst der Löwenanteil nicht durch das Relais,
sondern läd den Kondensator. D.H. der Strom durch die Relais-Wickelung
ist abhängig vom Ladestrom des Kondensators
(R>= Rcoil ist natürlich eine sehr grobe Vereinfachung)

Autor: Kurt (Gast)
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Hallo @Patrick

wie geht das mit der Handzeichnung  (welche SW) ?

kannst Du mir das bitte sagen.

Kurt

Autor: Patrick (Gast)
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Hi Kurt,

das war ein Stift der Firma Visa in schwarz (Typ 880) auf 80g Papier
(zu Beidem liegt leider kein Datenblatt vor). Nach dem scannen hab ich
es dann hier rein gestellt ;-)

Autor: Kurt (Gast)
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ok also über einen Scanner

Danke

Autor: Mario (Gast)
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Hi Patrick,

hehe, wird ja ein richtiges Streitgespräch zwischen uns, ich hab
nämlich schon wieder was entgegenzusetzen ;-)

Es ist ja eine Parallelschaltung, das Relais und die RC-Kombi. Und
diese Parallelschaltung hängt - über eine Diode, die ich mir mal eben
als nicht vorhanden denke - an einer SPANNUNGSquelle. Ideale
Spannungsquellen haben einen Innenwiderstand Ri = 0, so dass der
fließende Strom nur vom Lastwiderstand abhängt und theoretisch
unendlich groß sein kann.

Wenn du von "Strom teilt sich auf" sprichst, gehst du von einer
STROMquelle aus, die einen Innenwiderstand Ri = unendlich besitzt. Bei
ihr teilt sich der fließende Strom entsprechend den angeschlossenen
Lastwiderständen auf.

Ist also "unendlich viel Strom vorhanden" (mal blöd ausgedrückt),
braucht sich doch auch nichts aufzuteilen ?!?

Grüße, Mario

Autor: Patrick (Gast)
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Hi Mario,

Also zwei Annahmen: Diode (und damit deren Widerstand) fehlt & ideale
Spannungsquelle.
OK unter den Annahmen hättest du recht.

Autor: Kurt (Gast)
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Eine Frage aus Eigeninteresse


Angenommen:   Ub  10V
              Ri Relay 1000 Ohmers
              Abfallspannung Relay 5V
              Elko 1000 uF

wie lange bleibt das Relay drin (nachdem Ub weg ist).
Elko parr zur Spule, Spule als reiner R .
Wie wird sowas berechnet?
Das ergibt doch eine E-Entladekurve?
Das muss doch über die C-Ladung berechnet werden.



Kurt

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo Kurt,

Die Entladund des Kondensatorsds berechnet sich nach Uc = Uo * e
-t/tau
Uo wäre in dem Fall die Pannung, die am Relais anliegt
tau ist der Widerstand des Relais, Multipliziert mit der Kapazität des
Kondensators (in deinem Fall also 1)

Umgestellt nach t ergibt sich: t = tau * ln Uo / Uab

setzt man deine Werte ein kommt man auf ungefähr 0,69sec

Autor: Kurt (Gast)
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danke Patrick

Kurt

Autor: Patrick (Gast)
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Keine Ursache

Autor: Mario (Gast)
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Hi Patrick und andere,

ne Diode im Durchlassbetrieb hat eben normalerweise einen sehr geringen
(in diesem Beispiel sicher vernachlässigbaren) Widerstand (steile
Kennlinie, dU/dI gegen null). Genauso reale Spannungsquellen, solange
es keine leeren Batterien sind gg

So jetzt mach ich aber Schluss hier, hab heute den Klugscheißer-Modus
schon lang genug angehabt.

Grüße an alle, Euer

Mario

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