Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relaiskarte - Optokoppler?


von Relais (Gast)


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Hi,

ich stehe gerade vor der Aufgabe mit meinem Mikrocontroller 230 Volt zu 
schalten. Hierfür wollte ich Relais verwenden. Bei der Recherche bin ich 
nun darauf gekommen, dass fertige Relaiskarten i.d.R. billiger sind. 
eBay Artikel 320912667367 wäre z.B. eine Option. Dort ist ein Schaltbild 
für ein einzelnen Kanal angegeben, welches ich in Anhang gepackt habe.

Ich frage mich nun wofür der Optokoppler gut sein soll? Ist der Sinn 
eines Relais an sich nicht schon die galvanische Trennung? Im 
Wiki-Artikel "Relais mit Logik ansteuern" kann ich einen solchen Koppler 
auch nicht erkennen.

Interessant ist aber, dass so ziemlich jede Relaiskarte nach diesem 
Prinzip funktioniert. Insofern muss das ja einen Grund haben, der mir 
aber gerade nicht ersichtlich erscheint. Könnt ihr euch da einen Reim 
drauf machen?

Vielen Dank!

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Ich denke, diese Schaltung hat ein Angsthase entwickelt.
Viele mir bekannte Relaiskarten verwenen KEINE Optokopper und setzen auf 
einen ULN2004 anstelle von Transistoren.

von Jürgen D. (poster)


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Auf jeden Fall ist so die Relaisstromversorgung nochmal von der 
Prozessorplatine getrennt. Der Hersteller der Relaiskarte weis ja nicht 
wie da der Rest aufgebaut ist. So können Notfalls einfach zwei 
Steckernetzteile benutzt werden. Eins für die vorhandene Elektronik und 
eins für die Relaisbaugruppe.
Es kann auch keiner behaubten die Relaisplatiene hat die digitalen 
Ausgänge zerschossen.

von Relais (Gast)


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Stefan Frings schrieb:
> Ich denke, diese Schaltung hat ein Angsthase entwickelt.

Ist nur die Frage, ob die Angst berechtigt ist ;).

Jürgen D. schrieb:
> Auf jeden Fall ist so die Relaisstromversorgung nochmal von der
> Prozessorplatine getrennt.

Jürgen D. schrieb:
> Es kann auch keiner behaubten die Relaisplatiene hat die digitalen
> Ausgänge zerschossen.

Ok, das macht Sinn. Heißt das aber im Umkehrschluss, dass ich das bei 
einem Selbstaufbau nicht brauche, oder gibt es dennoch berechtigte 
Gründe, die beiden Stromversorgungen voneinander zu trennen?

von Harald W. (wilhelms)


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Relais schrieb:

> Ich frage mich nun wofür der Optokoppler gut sein soll?

Nun, er ist gut für den Hersteller von OKs. :-)
Da ja die Relais selbst eine Potentialtrennung machen, bringen OKs
keine zusätzlichen Vorteile. Es könnte nur dann möglicherweise
nützlich sein, wenn man ein zusätzliches starkes Netzteil hätte,
welches neben den Relais noch grössere Motore versorgt. Aber auch
dann kann man durch entsprechende Entkopplung Störungen vermeiden.
Gänzlich widersinnig werden OKs, wenn Ein- und Ausgang die gleiche
Masse haben.
Gruss
Harald

von Jürgen D. (poster)


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Gründe das getrennt aufzubauen werden sich bestimmt finden lassen. Z.B 
du wills Hunderte von Relausausgängen z.B für eine grosse Medeleisenbahn 
verbauen. Da würde es schon sinn machen die auf verschieden Stromkreise 
aufzuteilen.

Bei den meisten Anwendungen die mir so einfallen würde ich das aber 
nicht machen. Da reicht normaler weise so ein ULN Transitorarray.

von Harald W. (wilhelms)


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Jürgen D. schrieb:

> du wills Hunderte von Relausausgängen z.B für eine grosse Medeleisenbahn
> verbauen. Da würde es schon sinn machen die auf verschieden Stromkreise
> aufzuteilen.

Auch dann ist es problemlos möglich, auf OKs zu verzichten. Man kann
eine gemeinsame Masse und trotzdem verschiedene Stromkreise haben.
So ist ja z.B. unser Stromnetz aufgebaut.
Gruss
Harald

von amateur (Gast)


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Wie sollen denn sonst die Hersteller ihre Bauteile loswerden?

Wenn ein "Angsthase" unbedingt mit Optokopplern arbeiten will: Die 
gibt's mittlerweile auch mit Leistungsausgang, ausreichend für die 
meisten Relais. Meist zwar für die Ansteuerung von FETs oder IGBTs aber 
das ist kein Muss.

von spess53 (Gast)


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Hi

>oder gibt es dennoch berechtigte
>Gründe, die beiden Stromversorgungen voneinander zu trennen?

Relais, die 230V-Lasten schalten, und Mikrocontroller an den gleichen 5V 
erzeugen oft ein lustiges Verhalten des Controllers.

MfG Spess

von Falk B. (falk)


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@spess53 (Gast)

>>oder gibt es dennoch berechtigte
>>Gründe, die beiden Stromversorgungen voneinander zu trennen?

>Relais, die 230V-Lasten schalten, und Mikrocontroller an den gleichen 5V
>erzeugen oft ein lustiges Verhalten des Controllers.

Mag sein, die Optokoppler lösen das Problem aber in den wenigsten 
Fällen, weil die Störungen andere Wege nehmen.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Mag sein, die Optokoppler lösen das Problem aber in den wenigsten

Meine Aussage bezog sich auf die gemeinsame Stromversorgung. Die 
'Sinnhaftigkeit' des Optokopplers in der Schaltung war ja schon mehrmals 
erwähnt worden.

MfG Spess

von Harald W. (wilhelms)


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spess53 schrieb:

> Relais, die 230V-Lasten schalten, und Mikrocontroller an den gleichen 5V
> erzeugen oft ein lustiges Verhalten des Controllers.

Wenn man beim Aufbau pfuscht. :-(
So oder so ist es meist sinnvoll, für die Relais eine höhere Spannung
von 12...24V zu nehmen.
Wenn man wirklich nur eine gemeinsame 5V Betriebsspannung sowohl für
µCs als auch für Relais nehmen will, muss man sich schon etwas mehr
Mühe bei der Entkopplung machen; OKs sind dann aber auch nicht 
hilfreich.
Gruss
Harald

von amateur (Gast)


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Ich schätze mal, dass sich alle einig sind, das die Stromaufnahme der 
Relais nicht ganz trivial ist.
Übrigens: Bei den jetzt über 20 Schaltungen mit Relais, die bei mir bis 
jetzt angefallen sind, war keine dabei die - nach dem zweiten Hinschauen 
- das einschalten aller Relais, zur gleichen Zeit, nötig machte. Dafür 
ist natürlich ein wenig Programmierung (eine Art von Relais-Stack) 
vonnöten. Die Stromversorgung ist dafür sehr dankbar, die Störungen 
sprechen eindeutig für sich.

von oculus f. (oculusfelis)


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Warum da Optokopler drin sind:

Solche Relaiskarten werden oft dafür benutzt um von einem Computer aus 
230~ V, 12V- oder 24V- zu schalten.
Signalausgänge am Rechner sind meistens (eigentlich immer) begrenzt was 
den Strom betrifft (i.d.R. 20mAh oder sogar noch weniger).

Wenn ich damit ein Relais anziehe mag das funktionieren, kann aber auch 
ordentlich in die Hose gehen. (Häng da mal 2-3 Hz drauf... bin mal 
gespannt wie lang das der Ausgang mitmacht :) ) Mir würde es niemals in 
den Sinn kommen einen induktivien Widerstand wie eine Spule direkt an 
meinen Rechner zu hängen. Schon weil die meisten Pegelausgänge nicht 
kurzschlusssicher sind.

Ich bin da zwar auch kein Experte was die genauen Zahlen der Spannungen 
und Widerstände betrifft, aber das währe selbst mir als wirklich 
waghalsiger Bastler zu unsicher.

OKs bieten da wirklich eine schöne Möglichkeit deinen EDV Kreis komplett 
vom Geschehen abzukoppeln. Es lebe der CNY17! :D

von Harald W. (wilhelms)


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oculus felis schrieb:

> Warum da Optokopler drin sind:
>
> Solche Relaiskarten werden oft dafür benutzt um von einem Computer aus
> 230~ V, 12V- oder 24V- zu schalten.
> Signalausgänge am Rechner sind meistens (eigentlich immer) begrenzt was
> den Strom betrifft (i.d.R. 20mAh oder sogar noch weniger).
>
> Wenn ich damit ein Relais anziehe mag das funktionieren,

Natürlich gehört da ein Treibertransistor zwischen Ausgang
und Relais. Dessen Basiswiderstand sorgt dann für eine gute
Entkopplung. Bleibt noch die Frage, mit welcher Spannungs-
quelle man die Relais betreiben will. Da bietet sich die
12V-Versorgung des Computers an. Zwischen 12V und Relaiskarte
gehört dann natürlich eine richtig dimensionierte Sicherung.

> kann aber auch ordentlich in die Hose gehen.

Was dann noch in die Hose gehen soll, wüsste ich jetzt nicht.
Natürlich kann es Fehler beim Aufbau geben; das kann aber bei
einer OK-Schaltung auch passieren.

> Mir würde es niemals in
> den Sinn kommen einen induktivien Widerstand wie eine Spule direkt an
> meinen Rechner zu hängen.

Mir auch nicht. Da gehört natürlich ein Treibertransistor dazwischen.
Selbst wenn dieser durchbrennt, hat man immer noch den Schutz durch
den Basiswiderstand. Paranoiker können diesen Widerstand noch auf
zwei Reihenwiderstände aufteilen. :-)

> OKs bieten da wirklich eine schöne Möglichkeit deinen EDV Kreis komplett
> vom Geschehen abzukoppeln.

Und wie versorgst Du dann Deine Relais?
Gruss
Harald

von oculus f. (oculusfelis)


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Hi Harald :)


Harald Wilhelms schrieb:
> Natürlich gehört da ein Treibertransistor zwischen Ausgang
> und Relais. Dessen Basiswiderstand sorgt dann für eine gute
> Entkopplung. Bleibt noch die Frage, mit welcher Spannungs-
> quelle man die Relais betreiben will. Da bietet sich die
> 12V-Versorgung des Computers an. Zwischen 12V und Relaiskarte
> gehört dann natürlich eine richtig dimensionierte Sicherung.

Ja aber 12 V liegen selten an einem Signalport an. Dann müsste kollege 
strippendreher ja noch ne zusätzliche Leitung mit rauslegen...


Harald Wilhelms schrieb:
> Mir auch nicht. Da gehört natürlich ein Treibertransistor dazwischen.
> Selbst wenn dieser durchbrennt, hat man immer noch den Schutz durch
> den Basiswiderstand. Paranoiker können diesen Widerstand noch auf
> zwei Reihenwiderstände aufteilen. :-)

Paranoiker durch und durch... bin ich :D

Harald Wilhelms schrieb:
> Was dann noch in die Hose gehen soll, wüsste ich jetzt nicht.
> Natürlich kann es Fehler beim Aufbau geben; das kann aber bei
> einer OK-Schaltung auch passieren.

zustimm. wenn der aufbau nicht stimmt kann ja alles in die hose gehen.
was ich damit meine ist, wenn du ein relais schnell an- und abziehst 
(weis ja nich was er vor hat), auf jeden fall ne schutzbeschaltung 
zwecks selbstinduktion davorkommen sollte, sonst machts der transi oder 
was auch immer davor hängt nich wirklich lange mit.

Harald Wilhelms schrieb:
> Und wie versorgst Du dann Deine Relais?

Entweder: Er hat so oder so ne Stromquelle dran (falls er 230V~ Dosen 
schalten will, die kann man nutzen oooder mit nem separatem Netzteil.

===
Generell halte ich nicht wirklich was von Klapperelektrik. Entweder man 
nimmt n solid-state oder was eleganter währe:

EDV > OK > Triac (wobei hier natürlich nur mit eindeutigen Pegeln in der 
Schaltung gearbeitet werden sollte, aber denke das ist eh der fall. 
:D:D)

Trotzdem immer dran denken: 230 V~ ist LEBENSGEFÄHRLICH!

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