Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Solid State Relais 5V mit 3.3V schalten


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von Lothar (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte mehrere Solid State Relais 5V mit 3.3V uC LPC1100 schalten. 
Dazu würde ich die LEDs an 5V anschliessen und per uC Pin auf Masse 
ziehen. Die LED tut bei HIGH 5V-3.3V=1.7V noch nichts.

Das Problem ist aber dann bei LOW der LED Forward Current von 20mA. Der 
uC hat nur 2 Pins mit 20mA Sink Driver, die anderen Pins sind max. 4mA 
Sink Current. Eine Möglichkeit wäre den Strom entsprechend zu begrenzen 
mit 120Ohm siehe Bild.

Oder sollte ich doch besser Logik-ICs davorsetzen z.B. mehrere 74HCT4016 
als 3.3V/5V Pegelwandler?

Danke!
Lothar

von GusGus (Gast)


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Hallo,
ein einfacher Transistor tut es auch.

von Helge A. (besupreme)


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Wenn das SSR eh 5V braucht, warum schaltest du dann noch eine LED in 
Reihe?

von Jagt den Troll raus !! (Gast)


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Und dann noch einen Serie Widerstand... Lass es sein, so wird das nie 
was. Da fehlt einfach zuviel Theorie.

von Lothar (Gast)


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In diesem Forum kann man Sonntag wohl keine Hilfe erwarten ...

GusGus schrieb:
> ein einfacher Transistor tut es auch

50 Relais = 50 Transistoren wollte ich vermeiden.

Helge A. schrieb:
> warum schaltest du dann noch eine LED in Reihe

Vielleicht damit man sieht ob das Relais angezogen ist??

Jagt den Troll raus !! schrieb:
> Und dann noch einen Serie Widerstand

Genau Troll, der sorgt für Strom <4mA

von Frank K. (fchk)


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Lothar schrieb:

> Oder sollte ich doch besser Logik-ICs davorsetzen z.B. mehrere 74HCT4016
> als 3.3V/5V Pegelwandler?

Ein ULN2803A wäre geeigneter. Dein HCT4016 ist ein Analogswitch, und 
dazu eine relativ alter mit einem Innenwiderstand von 80 bis 270 Ohm (je 
nach Chip-Exemplar und Temperatur). Damit kannst Du keinen wirklich 
konstanten Strom einstellen.

fchk

von Achim S. (Gast)


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Lothar schrieb:
> Jagt den Troll raus !! schrieb:
>> Und dann noch einen Serie Widerstand
>
> Genau Troll, der sorgt für Strom <4mA

Im Datenblatt des S201S02 werden als minimaler I_F 16mA empfohlen 
(maximal 24mA). Ich persönlich würde dann nicht versuchen, den mit 4mA 
anzusteuern -> entweder Transistoren oder Treiber-IC.

Wie kommst du eigentlich zu dem Schluss, dass der S102S02 ein "5V Solid 
State Relais" sei?

von Lothar (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Wie kommst du eigentlich zu dem Schluss, dass der S201S02 ein "5V Solid
> State Relais" sei?

Ich meinte damit dass das SSR mit 5V-Logik geschaltet werden muss, 
schalten soll es 400V/5A was es auch tut.

Frank K. schrieb:
> Ein ULN2803A wäre geeigneter.

Wird mir dann wohl nichts anderes übrig bleiben. Da es nicht unbedingt 
DIP sein muss kann ich dann gleich den "Nachfolger" TPL7407L als TSSOP 
nehmen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar schrieb:

> ich möchte mehrere Solid State Relais 5V mit 3.3V uC LPC1100 schalten.

Wie kommst du auf "Solid State Relais 5V"?

> Dazu würde ich die LEDs an 5V anschliessen und per uC Pin auf Masse
> ziehen. Die LED tut bei HIGH 5V-3.3V=1.7V noch nichts.
>
> Das Problem ist aber dann bei LOW der LED Forward Current von 20mA. Der
> uC hat nur 2 Pins mit 20mA Sink Driver, die anderen Pins sind max. 4mA
> Sink Current. Eine Möglichkeit wäre den Strom entsprechend zu begrenzen
> mit 120Ohm siehe Bild.

Der Strom muß nicht nur möglicherweise begrenzt werden, sondern da muß 
auf jeden Fall ein passender Vorwiderstand hin.

Ein SSR verhält sich auf der Steuerseite wie eine IR-LED. Flußspannung 
ca. 1.3V für 20mA. Das S201S05 (Datenblatt für ...S02 finde ich gerade 
nicht, ist aber sicher ähnlich) will mindestens 15mA sehen, damit es 
einschaltet. Du brauchst also einen entsprechenden Vorwiderstand, um das 
SSR entweder direkt mit dem µC gegen 3.3V zu schalten. Oder du baust 
noch einen Transistor der BC846-Klasse dazwischen (alternativ MOSFET wie 
BSS138). Dann kannst du auch 5V benutzen. Warum auch immer du die 5V im 
Sinn hattest. Auf jeden Fall ist es höchst blödsinnig (und gefährlich) 
mit dem Ausgang eines mit 3.3V betriebenen µC eine Last (auch eine LED) 
gegen 5V schalten zu wollen.


XL

von Lothar (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
> Du brauchst also einen entsprechenden Vorwiderstand, um das
> SSR entweder direkt mit dem µC gegen 3.3V zu schalten.

Es wurde ja mittlerweile erkannt dass das nicht geht weil der uC den 
erforderlichen Strom weder liefern noch sinken kann, jedenfalls nicht 
für mehr als 1 SSR.

Also bleiben nur Transistoren bzw. ein Treiber-IC

von Jagt den Troll raus !! (Gast)


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>Jagt den Troll raus !! schrieb:
>> Und dann noch einen Serie Widerstand
>
>Genau Troll, der sorgt für Strom <4mA

das is wie enn man einem V8 Vergaser einen
Benzinflusslimiter vorschaltet, nach einem
Umgang ist schon wieder Schluss. Wenn der
SSR 16mA braucht muss man die bringen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Du brauchst also einen entsprechenden Vorwiderstand, um das
>> SSR entweder direkt mit dem µC gegen 3.3V zu schalten.
>
> Es wurde ja mittlerweile erkannt dass das nicht geht weil der uC den
> erforderlichen Strom weder liefern noch sinken kann, jedenfalls nicht
> für mehr als 1 SSR.

Womöglich hast du ja ein anderes Internet als ich. In meinem besagt der 
Eröffnungspost "2 Pins mit 20mA Sink Driver" und "mehrere Solid State 
Relais". Womit das immer dann paßt, wenn "mehrere" = "2". Zu genauereren 
Angaben hat sich der TE nicht hinreißen lassen.

> Also bleiben nur Transistoren bzw. ein Treiber-IC

Gut wiederholt, Papagei!

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar schrieb:
> GusGus schrieb:
>> ein einfacher Transistor tut es auch
>
> 50 Relais = 50 Transistoren wollte ich vermeiden.

So so. 50. Hättest du ja auch gleich sagen können.

Ver(sch)wendest du wirklich 50 GPIOs dafür? Und müssen die 50 Relais 
auch alle gleichzeitig eingeschaltet sein können? Denn normalerweise 
würde man irgendeine Art IO-Expander (Schieberegister etc.) einsetzen. 
Und die dann so auswählen, daß sie die SSR direkt treiben können. 
Schieberegister mit Konstantstromausgang für LED sind Stand der Technik.

Ansonsten sind 7 Transistoren a'la BSS138 oder BCR-irgendwas (ein npn- 
Transistor mit integrierten Basiswiderständen, klick dir das Datenblatt 
selber) in SOT-23 oder SOT-323 allemal kleiner als der genannte ULN2803. 
Der übrigens keine besonders brilliante Wahl ist: überdimensioniert und 
als Darlington mit viel zu viel Sättigungsspannung.


XL

von Lothar (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
> Und müssen die 50 Relais
> auch alle gleichzeitig eingeschaltet sein können?

Ja mit 50 PWM-Kanälen.

Axel Schwenke schrieb:
> allemal kleiner als der genannte ULN2803

Genau deshalb frage ich ja hier, gibt es keinen geeigneteren 
Mehrkanal-Treiber-IC? Wie ist es mit dem genannten "Nachfolger" TPL7407L 
der hat MOSFETs und ist als TSSOP auf jeden Fall kleiner.

von Achim S. (Gast)


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Lothar schrieb:
> Ja mit 50 PWM-Kanälen.

Das mit PWM ist hoffentlich nicht im Sinn von "halbwegs schnelle PWM" 
gemeint. Dein SSR ist mit Zero Cross Funktionalität gezeichnet. Es 
schaltet also nicht sofort ein, wenn du den Eingang bestromst, sondern 
erst beim nächsten Nulldurchgang der Netzspannung (kann bis zu 10ms 
dauern). Es schaltet auch nicht sofort aus, wenn du den Eingangsstrom 
ausschaltest, sondern erst wenn der Haltestrom unterschritten wird.

Z.B. eine Phasenanschnittssteuerung könntest du damit also nicht 
vernünftig realisieren, eine (langsamere) Pulspaketsteuerung schon. 
Dafür wäre dann auch der Schieberegister-Ansatz sicher schnell genug.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lothar schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Und müssen die 50 Relais
>> auch alle gleichzeitig eingeschaltet sein können?
> Ja mit 50 PWM-Kanälen.
Ich glaube, du solltest mal sagen, was du denn eigentlich machen 
willst. Nicht wie du es machen willst...

: Bearbeitet durch Moderator
von Lothar (Gast)


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Mal zum aktuellen Stand:

Ich werde wohl tatsächlich 50 DTC114YKA verbauen. Alle vorgeschlagenen 
ICs tun nicht:

CD74HC540 funktioniert in der Schaltung, aber laut Datenblatt ist 
einerseits Sink Current Rating pro Pin max. 25mA und andererseits 
Operating Sink Current max. 6mA. Somit könnte das Teil eventuell 20mA 
Dauerbetrieb nicht standhalten, und selbst wenn kann ich es wegen der 
Sicherheit nicht verbauen.

SN74HC540 tut übrigens nicht, obwohl angeblich baugleich. Dort steht 
aber auch im Datenblatt gleich auf Seite 1 Output Drive +/-6mA

ULN2803A hat zu hohen Eingangsstrom pro Pin.

TPL7407L hat Versorgungsspannung >5V

von Lutz (Gast)


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Lothar schrieb:
> Ja mit 50 PWM-Kanälen.

Mal rein aus Neugier: Wo bekommst du 50 PWM-Kanäle her?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar schrieb:

> CD74HC540 funktioniert in der Schaltung, aber laut Datenblatt ist
> einerseits Sink Current Rating pro Pin max. 25mA und andererseits
> Operating Sink Current max. 6mA.

> SN74HC540 tut übrigens nicht, obwohl angeblich baugleich. Dort steht
> aber auch im Datenblatt gleich auf Seite 1 Output Drive +/-6mA

Ja, so ist das, wenn man keine Ahnung hat.

Das sind Logik -IC. Der maximale Ausgangsstrom bezieht sich folglich 
auf eine Betriebssituation, bei der der IC am Ausgang zusätzlich zum 
angegebenen Strom auch noch die garantierten Pegel schafft. Bei der 
Abwendung als (LED-)Treiber sind die Pegel aber vollkommen egal. 
Folglich ist auch diese Angabe Makulatur.

Was zählt, ist einerseits der erreichbare Ausgangsstrom unter 
Berücksichtigung einer LED (+ evtl. Vorwiderstand) als Last. Und 
natürlich die Grenzwerte für den Strom pro Pin (ausdrücklich auch für 
Vcc- und GND-Pins) und für die maximale Verlustleistung pro IC.

Abgesehen davon sind Einzeltransistoren natürlich die bessere Lösung. 
Und deren Unterbringung ist auch kein Problem. Schließlich brauchen die 
SSR selber ja jede Menge Platz. Und ein SOT-23 (oder kleiner) fällt da 
im Vergleich überhaupt nicht ins Gewicht. Zumal er ja auf der gleichen 
Fläche, nur auf einem anderen Layer plaziert werden kann.


XL

von Lutz (Gast)


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Lutz schrieb:
> Mal rein aus Neugier: Wo bekommst du 50 PWM-Kanäle her?

Meine Neugier wurde in einem anderen Thread befriedigt: 
http://www.ti.com/product/tlc5955

von Jan S. (jevermeister)


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Hast du dir mal die infineon isoface Reihe angeguckt?

Mit dem uc 8 Ausgänge pro chip per spi schalten.  Galvanisch getrennt.

von Lothar (Gast)


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Jan S. schrieb:
> Hast du dir mal die infineon isoface Reihe angeguckt?

Den ISO1H811G könnte ich mal testen. Allerdings Lieferzeit bei Mouser 12 
Wochen. Und Mindestbestellmenge direkt bei Infineon 800 Stück ...

von Jan S. (jevermeister)


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Schau mal bei RS.

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