Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik alternative für bistabiles Relay?


von Robert Voigtlaender (Gast)


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Hallo,

ich möchte für meinen Roboter eine automatische Abschaltung bei 
niedrigem Batteriestand realisieren.

Ich hätte ein Relay zur Verfügung. Ich könnte mit einem kleinen 
Überbrückungsschalter das Relay so lange überbrücken, bis der Controller 
den Steuereingang auf hoch gesetzt hat. Das Problem würde aber sein, 
dass bei einem Reset des Controllers die Spannung am Steuereingang 
abfällt und das Relay aus geht.

Alternativ wäre dann noch ein bistabiles Relay. Das kostet aber auch 
gleich 10€. 
http://www.ebay.de/itm/Latching-Bistable-Relay-module-5V-Relay-board-for-AVR-PIC-Arduino-from-EU-/171178593872?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27db0a0e50

Für einen mechanischen Schalter per Servo hätte ich auch alles da. Das 
ist dann aber auch nicht gerade eine hübsche Lösung. :-)

Gibt es sonst noch Möglichkeiten?

Gruß
Robert

von Ulrich (Gast)


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Eine Möglichkeit wäre es das Relais nicht vom µC, sondern von einem 
separaten Komparator oder speziellen IC zur Spannungsüberwachung zu 
schalten.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Robert Voigtlaender schrieb:
> Ich hätte ein Relay
Nimm im deutschen Sprachraum besser ein Relais...

> ich möchte für meinen Roboter eine automatische Abschaltung bei
> niedrigem Batteriestand realisieren.
Das kann man voll super umdrehen: solange die Spannung noch ausreichend 
hoch ist wird ein Transistor (oder ein Relais) eingeschaltet. Und wenn 
sie zu niedrig wird, wird der Transistor (oder das Relais) abgeschaltet. 
So wird das weltweit zigtausendfach gemacht...

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

> Das kann man voll super umdrehen: solange die Spannung noch ausreichend
> hoch ist wird ein Transistor (oder ein Relais) eingeschaltet. Und wenn
> sie zu niedrig wird, wird der Transistor (oder das Relais) abgeschaltet.
> So wird das weltweit zigtausendfach gemacht...

Von Conrad gab es m W. auch mal einen Bausatz mit einem bistabilen
Relais. Das hatte den Vorteil des geringeren Leistungsverbrauchs.
Wenn der Strom des Relais gegenüber dem Betriebsstrom vernachlässig-
bar ist, braucht man diesen erhöhten Aufwand allerdings auch nicht.
Der recht hohe Preis für Roberts Relais kommt anscheinend von der
aufwändigen Platine. Ansonsten bekommt man die wohl schon ab 2EUR.
Gruss
Harald

von Robert Voigtlaender (Gast)


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Hallo Lothar,

so hatte ich das auch gedacht. Der µC hällt das Relais auf EIN. Geht der 
µC aus, oder setzt er den Steuereingang auf LOW, geht das Relay aus.

Die Idee mit dem Umdrehen ist super.

Gibt es eine einfache Schaltung bei der ich 5V dauerhaft an das Relay 
anlegen kann und die dann per µC (5V high) temporär abschalte, so dass 
das Relay AUS geht?

von Amateur (Gast)


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Der gute, alte Transistor oder Fet, der die Basis- bzw. Steuerspannung 
über einen Widerstand von der Betriebsspannung erhält.
Also immer an ist.
Der Mikroprozessor zieht dann nur die Basis auf low und Du kannst 
glücklich werden.
Es muss ja nur der Basisstrom geklaut werden.

von Robert Voigtlaender (Gast)


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Das hört sich doch super an, so sollte es gehen. Werde ich mal auf dem 
Proto Board aufbauen.
Danke!

von Amateur (Gast)


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Pass' aber auf, dass Du den Basisstrom nicht zu großzügig wählst. Sonst 
raucht Dir den µP ab, bzw. schafft es nicht den Halbleiter zu sperren.
Ein Hoch auf die Fet's.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Amateur, hallo Robert.

Amateur schrieb:
> Der gute, alte Transistor oder Fet, der die Basis- bzw. Steuerspannung
> über einen Widerstand von der Betriebsspannung erhält.
> Also immer an ist.
> Der Mikroprozessor zieht dann nur die Basis auf low und Du kannst
> glücklich werden.
> Es muss ja nur der Basisstrom geklaut werden.

Wenn Du ein paar Euronen über hast, kannst Du Dir das Leben mit einem 
"High Side switch" aus dem automotive Bereich bequem machen.

Z.b. BTS4141
http://www.infineon.com/cms/en/product/automotive-ics/smart-high-and-low-side-switches/profet-tm-smart-high-side-switches/BTS4141N/productType.html?productType=db3a30441441f8c001149729667c0e97

Gibt es z.B. bei Farnell:
http://de.farnell.com/infineon/bts4141n/ic-high-side-schalter-sot223-4/dp/2215477

Vermutlich gibt es die anderswo auch günstiger, und wenn Du welche mit 
mehr Strom suchst, ist das auch denkbar, z.B. VN5E050 von ST für 25A:
http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM1965/SC1037/PF166341

Andere Hersteller bieten sowas auch an. Halt nach "High side switch" 
suchen.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

: Bearbeitet durch User
von Robert Voigtlaender (Gast)


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Danke für die Info mit dem High Side Switch. Sofern ich Geld dafür 
ausgeben muss, hole ich mir das Bistabile Relay :-)

Bezüglich des Ansatzes mit dem Transistor und dem Widerstand:
1. Welcher Widerstand würde sich denn als Richtwert anbieten? Ich 
brauche dann noch einen Widerstand zwischen Basis und µP, oder?
2. Wenn ich die Basis auf einen Pin den µP (Arduino) lege und diesen 
dann neu starte, ist der default Wert INPUT/LOW. Ich nehme an, dass ich 
hier auch noch einen Transistor zwischenschalten muss?

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Robert.

 Voigtlaender schrieb:
> Danke für die Info mit dem High Side Switch. Sofern ich Geld dafür
> ausgeben muss, hole ich mir das Bistabile Relay :-)

Ich würde das möglicherweise auch machen....je nach Randbedingungen.

Auf der anderen Seite kann es sein, dass ich für einen High side Switch 
weniger drumherum brauche als für ein bistabiles Relais.

Das bistabile Relais braucht entweder eine Trickschaltung mit ein paar 
Bauteilen oder zwei Ports, und fällt z.B. ohne weitere Massnamen NICHT 
in einen definierten Zustand wenn die Spannung zu gering wird. Du 
müsstest also zusehen, dass der uP sich selber abschaltet, wenn es eng 
mit der Spannung wird, bevor er ins Delirium fällt und irgendwelchen 
Quatsch macht,
weil irgendwelche Sensoren oder Aktoren oder er selber nicht mehr 
funktioniert.

Alternativ gibt es dazu externe Schaltungen mit Schmidt-Triggern zu Fuß
oder mit Monitorbausteinen wie ICL7665 oder LM3704/LM3705, LX7001, 
MC33164, MC33464....es gibt unzählige Sorten. Auch mit dem TL431 lässt 
sich sowas eventuell elegant bauen.

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/ICL7665.pdf
http://www.bdtic.com/DataSheet/NSC/LM3704_LM3705.pdf

Und TL431:
http://www.ti.com/lit/gpn/tl431
Das Datenblatt enthält auch eine Menge Schaltungsvorschläge. Lass Dich 
inspirieren. Ebenso ist der Baustein in zig Gehäusevarianten verfügbar.

In einen definierten Zustand kann zwar das normale Relais zurückfallen, 
doch dürfte dessen Stromaufnahme größer sein, als die Stromaufnahme des 
Switches.

So ist es, wenn es Dir um den Spulenstrom nicht schade ist (immer eine 
Überlegung Wert, wenn Batterien im Spiel sind) durchaus eine robuste 
Lösung, mit einem "normalen" Relais zu arbeiten, das in Selbsthaltung 
geht und daraus durch ein definiertes Ereignis (Unterspannung) 
herausgeworfen wird. Eine solche Schaltung könnte, je nach Ausführung, 
auch vor Verpolung schützen.

>
> Bezüglich des Ansatzes mit dem Transistor und dem Widerstand:
> 1. Welcher Widerstand würde sich denn als Richtwert anbieten? Ich
> brauche dann noch einen Widerstand zwischen Basis und µP, oder?

Ja. Der Wert hängt davon ab, was Dein uP liefern kann, und der 
Transistor zum sicheren Durchschalten braucht. Der Wert wird gewählt, 
indem Du mit dem Sollstrom und der Differenzspannung uP Port zu Basis 
rechnest. Die Basis hängt bei angesteuertem Bipolaren Transistor ca. 
0,7V über dem Emitter, der z.B. auf GND als Bezug liegt, wenn Du mit 
open collector arbeitest.

> 2. Wenn ich die Basis auf einen Pin den µP (Arduino) lege und diesen
> dann neu starte, ist der default Wert INPUT/LOW. Ich nehme an, dass ich
> hier auch noch einen Transistor zwischenschalten muss?

Jain. Du könntest Dir auch z.B. irgendeine Trickschaltung mit einem 
Kondensator einfallen lassen, damit der uP bei Einschalten starten kann 
und die Steuerung selber übernimmt. Soeine Vorrichtung nennt sich 
"Bootstrap". Ich habe mal irgendwann eine Schaltung, die eigentlich für 
"Power on reset" gedacht war, dafür missbraucht.

Die Applikationsschriften der Mikrocontrollerfamilien sind eine Quelle 
für solche Schaltungen.


Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

: Bearbeitet durch User
von Robert Voigtlaender (Gast)


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Danke für die Ausführliche Antwort!

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