Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schalter der bei einer bestimmten Spannung schaltet


von Simon P. (pfeffer2004)


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Guten Tag,

weiß nicht ob ich hier genau richtig gelandet bin, aber ich versuche es 
einfach mal.


Ich bräuchte einen Schalter/Schaltung die bei einem bestimmten 
Schwellenwert (14,4V, wenn die Batterie voll ist) auf einen anderen 
Verbraucher schält.

Gibt es so etwas? (am besten fertig zu kaufen)

Also bei Spannungen kleiner als 14,4 V auf Verbraucher 1 und bei größer 
als 14,4 auf Verbraucher 2 zu schalten.

Noch besser wäre etwas mit Hysterese.


Viele Grüße

von Martin K. (Gast)


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Simon Pfeffer schrieb:

> Schwellenwert (14,4V, wenn die Batterie voll ist) auf einen anderen
> Verbraucher schält.
Schmitt-Trigger, Komparator
> Gibt es so etwas? (am besten fertig zu kaufen)
schau mal Conrad, Reichelt, Pollin...
> Also bei Spannungen kleiner als 14,4 V auf Verbraucher 1 und bei größer
> als 14,4 auf Verbraucher 2 zu schalten.
>
> Noch besser wäre etwas mit Hysterese.
Hysterese wird zwingend erforderlich sein, vermutlich auch 
Zeitverzögerung, damit das Teil nicht wiederholt hin- u. herschaltet.
Gehe ich Recht in der Annahme, dass es sich um einen Bleiakku mit 12V 
Nennspannung handelt?
Welche Leistung (oder Strom) haben max. Verbraucher 1 und Verbraucher 2 
?

von Simon P. (pfeffer2004)


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erstmal vielen Dank für die Antwort.

Bei Conrad und Reichelt habe ich schon geschaut aber mein Problem ist, 
dass nicht genau weiß was ich suchen soll (welcher begriff)


Ja genau es handelt sich um einen Bleiakku. Wenn er voll ist, soll der 
Solarstrom anders gebraucht werden.

Ströme sind max 10A bei rund 17V Leerlaufspannung. Wenn die Schaltung 
etwas mehr vertragen würde wäre es kein Fehler.

von Stefan F. (Gast)


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Das kann man mit einem Relais und einem TL431 realisieren. Im Prinzip 
so:
1
            Spule
2
+ o---+------XXXXX----+
3
      |               |
4
      +-------|<|-----+
5
      |      1N4148   |
6
     |~|              |
7
     |_| 12k       ___|___
8
      |           |       |
9
      +-----------| TL431 |
10
      |           |_______|
11
     |~|              |
12
     |_| 1k           |
13
      |               |
14
- o---+---------------+

Der Chip enthält einen Komparator und eine 2,5V Referenz Spannung. Wenn 
die Spannung am Eingang über 2,5V ist, schaltet er das Relais an.

Um die Spannung genau justieren zu können, schlage ich vor, anstelle des 
12k Widerstandes einen mit 10k und ein Trimmpoti mit 4,7k in Reihe zu 
schalten.

Wenn Du eine Verzögerung einbauen willst, dann schalte einen Kondensator 
parallel zum 1k Widerstand. Ich würde es erstmal mit 100µF versuchen. 
Wenn mehr Verzögerung gewpnscht ist, dann halt einen größeren nehmen.

von Simon P. (pfeffer2004)


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Vielen Dank für die Antwort und den tollen Plan.

Leider habe ich noch nie eine Schaltung gebaut. Schaut aber auf den 
ersten Blick gar nicht so schwer aus. Denke das könnte ich mal 
versuchen, auch als Elektronik Laie.

Was für eine Spule könnte man nehmen?

Wo liegen dann genau die 14,4V an?

und was für ein Relais soll ich nehmen und wie das genau anschließen.


Sorry für die vielen Fragen, aber bin (noch) ein Anfänger.

von Martin K. (Gast)


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Simon Pfeffer schrieb:

> Was für eine Spule könnte man nehmen?
Das ist die Spule des Relais
> Wo liegen dann genau die 14,4V an?
an - und +
> und was für ein Relais soll ich nehmen und wie das genau anschließen.
12V-Relais mit einem Wechsel-Kontakt 10A

von Simon P. (pfeffer2004)


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Vielen Dank für die Tipps. Also anstatt der Spule einfach das Relais 
verbauen?

 Ich werde mir die Bauteile mal besorgen und testen. Bei Fragen werde 
ich auf euch zurück kommen.

Hoffe das ist in Ordnung.

: Bearbeitet durch User
von Martin K. (Gast)


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Da der TL431 max. 100mA kann, muss der Spulenwiderstand mindestens 120 
Ohm betragen.

von Simon P. (pfeffer2004)


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also relais mit mindestens 120ohm suchen. Besser etwas mehr

von Simon P. (pfeffer2004)


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von Dietrich L. (dietrichl)


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Simon Pfeffer schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 260866728331

Das hat aber nur 90 Ohm Spulenwiderstand.

> Ebay-Artikel Nr. 311077710452

Das kann aber nur 8A bei DC.

Das Relais
http://www.reichelt.de/Miniaturrelais/FIN-36-11-12V/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=42374&GROUPID=3292&artnr=FIN+36.11+12V
kann 10A bis 30V DC und hat einen Spulenwiderstand von 400 Ohm.

Wenn man den Kontakt mit dem max. Strom belastet, geht das auf Kosten 
der Lebensdauer. Wenn man also hohe Schaltspiele braucht, sollte man den 
Kontakt überdimensionieren.
Allerdings brauchen die üblichen 12V-Hochstromrelais fürs Auto meisten 
zu viel Spulenstrom. In dem Fall bräuchte man noch einen zusätzlichen 
Treibertransistor, da der TL431 das nicht kann.

Gruß Dietrich

von Stefan F. (Gast)


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Hallo Simon,
answcheinend fällt es Dir schon schwer, ein geeignetes Relais zu finden. 
Also 100% unbekannte Bauteile, und 100% keine Ahnung von 
Schaltungstechnik. Das ist ein bisschen viel auf einmal.

Ich denke, du solltest doch besser nach einer fertigen Schaltung suchen.

von Harald W. (wilhelms)


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Simon Pfeffer schrieb:

> Ich bräuchte einen Schalter/Schaltung die bei einem bestimmten
> Schwellenwert (14,4V, wenn die Batterie voll ist) auf einen anderen
> Verbraucher schält.
>
> Gibt es so etwas? (am besten fertig zu kaufen)

Fertig zu kaufen gibt es sog. Spannungswächter oder Solarregler,
die bei der von Dir gewünschten Spannung schalten (nicht "schält").
Die dort verwendeten Relais haben oft schon einen Umschaltkontakt,
bzw. man kann sie gegen ein passendes Relais tauschen. Du brauchst
also nur ein solches Fertigmodul für Deine Zwecke leicht zu modi-
fizieren.
Gruss
Harald

von Simon P. (pfeffer2004)


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kann jemand mal ein Beispiellink senden. Ich weiß gar nicht genau was 
ich suchen muss.

von Dietrich L. (dietrichl)


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@Simon Pfeffer:
Ich hätte noch folgende Idee:
http://de.wikipedia.org/wiki/Batterietrennrelais#Elektronische_Batterietrennrelais

Das ist ein Relais, das bei einer bestimmten Spannung ein- und einer 
anderen wieder ausschaltet. Ob die Schaltpunkte passen (eventuell 
einstellbar / veränderbar?) und das Ganze in Deiner Umgebung anwendbar 
ist, habe ich nicht näher durchdacht.

Bei der Google-Suche nach "Batterietrennrelais" habe ich auch folgendes 
gefunden:
http://www.conrad.de/ce/de/product/190095/Kemo-Batteriewaechter-12-V-Baustein-12-VDC
Vielleicht geht das auch.

Gruß Dietrich

von Simon P. (pfeffer2004)


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Ich habe jetzt versucht die Schaltung von oben zu bauen
1
            Spule
2
+ o---+------XXXXX----+
3
      |               |
4
      +-------|<|-----+
5
      |      1N4148   |
6
     |~|              |
7
     |_| 12k       ___|___
8
      |           |       |
9
      +-----------| TL431 |
10
      |           |_______|
11
     |~|              |
12
     |_| 1k           |
13
      |               |
14
- o---+---------------+


Doch irgendwie funktioniert das bei mir nicht. Weiß nicht was ich falsch 
gemacht habe. Zum Testen habe eine volle 12V Batterie (13,1V) genommen.

Sobald ich die Spannung angeschlossen habe, hat das Relais geschaltet. 
So weit so gut. Als ich dann an dem Poti gedreht habe hat es auch 
irgendwann (ganz am Anschlag) ausgeschaltet.

Nun habe ich mal den oberen Widerstand (12kOhm) ganz herausgezogen und 
es war immer noch gleich. Also bringt der mir gar nichts. Das kann ja 
nicht sein. Habe ich irgendetwas vertauscht. Habe mal noch ein Bild 
hochgeladen, vllt kann man daran ja was erkennen. Leider etwas wild 
gesteckt:( Erste Schaltung überhaupt, extra so ein Board gekauft ;)

Wäre über Hilfe sehr dankbar.

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Simon Pfeffer schrieb:
> Habe ich irgendetwas vertauscht.

Wenn ich auf Deinem Bild richtig sehe, hast Du die Anschlüsse des TL431 
vertauscht. Siehe http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf
Das Gehäuse TO-92 ist dort von oben gezeichnet (Top View). Danach ist
1
             ___
2
           /     \
3
          | o o o |
4
           ------- 
5
          Ref   Kathode
6
             Anode
Entsprechend müsste bei Dir
- an "Ref" (links) die Widerstände,
- an "Anode" (Mitte) die Masse (-) und
- an "Kathode (rechts) das Relais.

Gruß Dietrich

PS: Wo geht eigentlich die blaue Leitung hin? Ich vermisse da den 
(-)-Anschluss.

: Bearbeitet durch User
von Simon P. (pfeffer2004)


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Hallo Dietrich,

vielen Dank für den Tipp. Nun läuft es wunderbar :)
Hatte die Anschlüsse vertauscht.

PS: Das Massekabel lag da nur hatte keine Bedeutung.

von Simon P. (pfeffer2004)


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Wie bekomme ich jetzt die provisorische Schaltung am Besten auf eine 
kleine Platte (oder Platine)?

von Stefan F. (Gast)


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Durch Löten.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Stefan us schrieb:
> Durch Löten.

... auf z.B. einer Lochrasterplatine.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan us schrieb:

> Durch Löten.

Kinder betet, Vater lötet. :-)

von Simon P. (pfeffer2004)


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Habe mir jetzt mal Eagle Freeversion heruntergeladen und ein Layout 
erstellt.

Habe es dann so gelötet und funktioniert leider nicht. Was habe ich 
falsch geplant. Kann jemand von euch Experten mal kurz drauf schauen.

Vielen Dank.

von jonas biensack (Gast)


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Poste mal bitte den Schaltplan, da scheint doch einiges falsch 
übernommen /geroutet worden. Im übrigen, warum verschwendest du soviel 
Platz? Die Schaltung würde auch auf ein viertel der Fläche passen und 
kostet dann auch nur noch soviel...

Gruß Jonas

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dietrich L. schrieb:
> Wenn ich auf Deinem Bild richtig sehe, hast Du die Anschlüsse des TL431
> vertauscht.

Dito. Diesmal hast du Anode und Kathode am VR1 vertauscht. Schreib dir 
ruhig + und - mal mit auf die Platine, dann kommst du weniger 
durcheinander.

von Simon P. (pfeffer2004)


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hier der Schaltplan

von Simon P. (pfeffer2004)


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jonas biensack schrieb:
> Poste mal bitte den Schaltplan, da scheint doch einiges falsch
> übernommen /geroutet worden. Im übrigen, warum verschwendest du soviel
> Platz? Die Schaltung würde auch auf ein viertel der Fläche passen und
> kostet dann auch nur noch soviel...
>
> Gruß Jonas

Wo kann man sich dann die Platinen machen lassen?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Matthias Sch. schrieb:
> Diesmal hast du Anode und Kathode am VR1 vertauscht.

Nee, ist doch richtig. Vllt. hast du den TL431 putt gemacht?

von jonas biensack (Gast)


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>Wo kann man sich dann die Platinen machen lassen?

http://www.mikrocontroller.net/articles/Platinenhersteller

Gruß Jonas

von Stefan F. (Gast)


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Wenn es keine Massenproduktion werdne soll, kann man auch Lochraster 
Platinen nehmen und die Verbindungen mit verzinntem oder versilbertem 
Draht herstellen. Das ist dann in der Regel billiger und schneller, als 
Platinen fertigen zu lassen.

von Gustav (Gast)


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Welchen Transistor muss ich nehmen wenn ich das ganze für 30Volt bauen 
will. Maximale Eingangsspannung 42V.

Die Diode sollte das so packen.

von Stefan F. (Gast)


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Der TL-431 ist kein Transistor, sondern ein Mikrochip. Er eignet sich 
bis maximal 36 Volt.

40 Volt ist für den Chip zu viel, und es ist für Laien auch zu 
gefährlich. Daher lass die Schaltung bitte von einem ausgebildeten 
Fachmann entwickeln und installieren.

von Michael Ohlhorst (Gast)


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Ein Problem ist aber, das die 14,4 Volt einige Zeit anliegen sollten 
damit der Akku voll ist. bei sofortiger Umschaltung ist Dein Akku 
vielleicht nicht einmal zu 70% gefüllt.

mfG
Michael

von Ker S. (ker_s)


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Hallo,
Ich möchte das gleiche bei 24,6-24,8V (2 Autobatterien) machen, könnt 
ihr mir sagen, was ich da ändern muss? Hab bei der Schaltung oben von 
Stefanus F. die Datenblätter durchstöbert und gesehen, dass der TL431 
und die Diode 1N4148 bis 75V bzw 36V arbeiten. Aber was muss ich bei den 
Widerständen beachten? Darf ich da einfach x2 Machen? Lg und Danke.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ker S. schrieb:
> Aber was muss ich bei den
> Widerständen beachten? Darf ich da einfach x2 Machen?

Die Schaltung aus
Beitrag "Re: Schalter der bei einer bestimmten Spannung schaltet"
ist geeignet, der 12k Widerstand sollte durch 18k ersetzt werden und der 
1k Widerstand sollte ein Trimmpoti sein, am besten ein 
Präzisionstrimmer. Das Relais darf minimal 250Ohm Spulenwiderstand 
haben, kleiner überlastet den TL431.
Bei 2,5V am REF Eingang und darüber schaltet der TL431 durch. Der 
Trimmer wird also so eingestellt, das bei der gewünschten Spannung das 
Relais gerade anzieht bzw. abfällt.
Hat das Relais einen geringeren Spulenwiderstand, muss der TL431 durch 
einen PNP Transistor mit Basisvorwiderstand  unterstützt werden.

von Ker S. (ker_s)


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Danke für die Antwort, dass hilft mir sehr weiter.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Upps, da ist ein winziger Rundungsfehler bei mir :-P Du brauchst ja 
praktisch einen 10:1 Spannungsteiler (24:2,5), es ist also sinnvoll, den 
1k Trimmer durch einen 2,2k oder 3,3k zu ersetzen. Der 18k Widerstand im 
oberen Zweig bleibt.

von hinz (Gast)


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Keine Hysterese nötig?

von Ker S. (ker_s)


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Ok, danke. Für die Hysterese werde ich den Rat mit dem Kondensator 
beherzigen. Sofern 100uF zur Schaltung passen.

von hinz (Gast)


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Ker S. schrieb:
> Für die Hysterese werde ich den Rat mit dem Kondensator
> beherzigen. Sofern 100uF zur Schaltung passen.

Der bringt keine Hysterese.

von Ker S. (ker_s)


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Achso, jetzt hab ich erst verstanden. Ich werde mir das 
Schmitt-Trigger-System heute mal genauer ansehen, wenn ich zu Hause bin. 
Danke vielmals. Gibt es Komparatoren die schon eine Hysterese 
mitbringen? Entschuldigt bitte die komischen Fragen. Ich bin hinter das 
Prinzip des Komparators noch nicht 100% dahintergekommen. Ich verstehe 
was er tut aber ich könnte keine Schaltung durchrechnen.

von hinz (Gast)


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Der TL431 ist kein Komparator.

Wenn du dem Hysterese beibringen willst, dann musst du seine Kathode 
über einen Transistor invertiert auf seinen Eingang rückkoppeln. Also 
z.B. BC547 und zwei Widerstände.

von Ker S. (ker_s)


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Ok, das ist jetzt genug Input für heute Abend. Wenn mir google nicht 
weiterhelfen kann, würde ich mich nochmals melden. Vielen Dank.

von Stefan F. (Gast)


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Der TL431 hat keine Hysterese, aber das Relais.

Wenn die grösse der Hysterese nicht auf ganz bestimmte Werte einstellbar 
sein muss, sollte das Relais genügen.

von hinz (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Der TL431 hat keine Hysterese, aber das Relais.
>
> Wenn die grösse der Hysterese nicht auf ganz bestimmte Werte einstellbar
> sein muss, sollte das Relais genügen.

Das gibt verdammt wenig Hysterese, nur wenige 10mV.

von Stefan F. (Gast)


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hinz schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Der TL431 hat keine Hysterese, aber das Relais.
>>
>> Wenn die grösse der Hysterese nicht auf ganz bestimmte Werte einstellbar
>> sein muss, sollte das Relais genügen.
>
> Das gibt verdammt wenig Hysterese, nur wenige 10mV.

Ja wahrscheinlich. Deswegen finde ich deine Rückfrage

> Keine Hysterese nötig?

gut und wichtig.

von MichaElektro (Gast)


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Ich würde gern diese Invertierung mittels BC547 einbauen, kann mir aber 
die Schaltung dazu nicht vorstellen.

von Stefan F. (Gast)


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MichaElektro schrieb:
> Ich würde gern diese Invertierung mittels BC547 einbauen

Auf welche Schaltung beziehst du dich und wo willst du das benutzen? Mir 
ist nicht klar, welche Anforderungen zu beachten sind.

von MichaElektro (Gast)


Angehängte Dateien:

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Es bezog sich auf den Kommentar von Hinz vom 23.03.:
Wenn du dem Hysterese beibringen willst, dann musst du seine Kathode 
über einen Transistor invertiert auf seinen Eingang rückkoppeln. Also 
z.B. BC547 und zwei Widerstände.

Ich bin noch der blutige Anfänger und versuche mit diesen Angaben vor 
dem TL431 die Invertierung zu realisieren.
Es bezieht sich auf die Schaltung von Simon P 30.11.2014, siehe Anhang.

von Stefan F. (Gast)


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Ach so, dann warten wir mal die Antwort von hinz ab.

Ich habe zwar eine Idee, wie man das machen kann, aber keine praktische 
Erfahrung mit diesem Fall. Ich dachte erst, du wolltest eventuell den 
Ausgang invertieren, so dass das Relais umgekehrt schaltet.

von Dominik (Gast)


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Hallo, genau das Teil benötige ich auch. Da Handwerklich 0 Ahnung, gerne 
fertig gegen €€€. Wer kann mir das liefern? Können Sie mir eines 
bauen??? (wie bei Ihnen geht es um ÜBER-Ladeschutz und nicht um Schutz 
gegen ENTladung)

von Stefan F. (Gast)


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Dominik schrieb:
> genau das Teil benötige ich auch

Fange dazu bitte einen eigenen Thread an und beschrieb genau, was du 
brauchst.

Irgend ein Relais das bei irgendeiner Spannung irgendwie schaltet, ist 
nämlich zum scheitern verurteilt. Das wird dir niemand so bauen wollen.

Wenn dir die Anforderungen im Detail nicht klar sind, wirst du 
vielleicht damit glücklich: 
https://de.aliexpress.com/item/4000548855755.html

von MaWin (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> wirst du vielleicht damit glücklich

Ohne Digitalanzeige

https://m.de.aliexpress.com/item/1005001463265064.html

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