Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais / 12V Signal


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von Thomas (Gast)


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Hallo,

habe nun einen fertigen Plan meiner Schaltung (ja, ich bin vielleicht 
nicht der beste Zeichner, hoffentlich ist er durchblickbar :-) ....

Meine Schaltung wird mit einer 12V Spannung versorgt, mittels LD1117V33 
senke ich die Spannung zusätzlich auf 3.3V (zur Versorgung vom Arduino 
Mega 2560).

Am Pin 6 vom Microcontroller möchte ich ein Finder Relais schalten 
(40.51.0.12.000), dieser benötigt bis zu 650mW.

Der Pin 3 wird als INPUT am Arduino konfiguriert. Sobald auf der 12V 
Leitung ein Signal anliegt, schaltet sich PIN 3 (mit ingegrierten 
PullUP) auf LOW, ansonsten auf HIGH (wenn auf 12V Signalleitung nichts 
anliegt).
Muss ich beim Optokoppler vor auf Anode noch einen Pulldown (10k) 
Widerstand anlegen? Die Signalleitung kennt nur den Zustand HIGH, oder 
eben es ist gar keine Spannung angelegt (auch nicht gegen Ground 
gepollt).

Kann ich noch irgendwie den Stromverbauch reduzieren (es werden mehrere 
Relais geschalten werden sowie mehrere 12V Signal- Eingänge).

lG

: Verschoben durch Admin
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Muss ich beim Optokoppler vor auf Anode noch einen Pulldown (10k)
> Widerstand anlegen?

Nö, die LED hört von alleine auf zu leuchten.

> Kann ich noch irgendwie den Stromverbauch reduzieren

- LED's weglassen.
- Relais durch sparsamere ersetzen.

von Thomas (Gast)


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In einem Punkt bin ich mir unsicher, und zwar die Errechnung des 
Vorwiderstands für den Optokoppler:

Im Datenblatt ist zu lesen: "Input forward voltage" mit If=20mA, 1,2V

(12V-1,2V)/0,02A = 540Ohm.

Nur wen ich einen 2k2Ohm einsetze, funktioniert die Schaltung ebenso. 
Ist mein Vorwiderstand richtig?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ja alles richtig.

Entscheident ist, daß der Transistor des Kopplers den Eingang des µC auf 
Low ziehen kann. Rechne mal aus, wieviel Strom dazu nötig ist. Ich 
schätze knapp unter 1mA.

Im Datenblatt findest du wie hoch der Übertragungsfaktor des 
Optokopplers mindestens ist. Zum Beispiel 200%. Das bedeutet, daß der 
Optokoppler bei 1mA LED Strom 2mA durch den Transistor fließen lässt.

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Kann ich noch irgendwie den Stromverbauch reduzieren (es werden mehrere
> Relais geschalten werden sowie mehrere 12V Signal- Eingänge).

a) bistabile Relais verwenden
b) Stromaufnahme der Relais nach dem anziehen verringern, Stichwort: 
Haltespannung

von Thomas (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> b) Stromaufnahme der Relais nach dem anziehen verringern, Stichwort:
> Haltespannung

Hallo,

wenn ich mir das Relais 40.51.0.12.000 anschaue, so habe ich folgende 
Angaben:
Spule:
- Bemessungsleistung: 0,650W
- Haltepannung: 0,4Un

Zum anziehen des Relais werden 0,650Watt benötigt. Bei 12V wären das 
0,0541A.
Nur aus den 0,4Un werde ich nicht schau, was genau beudetet das? Wie 
groß müsste der Widerstand vor dem Relais sein?

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> b) Stromaufnahme der Relais nach dem anziehen verringern, Stichwort:
>> Haltespannung
>
> Hallo,
>
> wenn ich mir das Relais 40.51.0.12.000 anschaue, so habe ich folgende
> Angaben:
> Spule:
> - Bemessungsleistung: 0,650W
> - Haltepannung: 0,4Un
>
> Zum anziehen des Relais werden 0,650Watt benötigt. Bei 12V wären das
> 0,0541A.
> Nur aus den 0,4Un werde ich nicht schau, was genau beudetet das? Wie
> groß müsste der Widerstand vor dem Relais sein?

Hallo Thomas,

0,4 Un bedeutet 12 Volt * 0,4 bzw. 40% der Nennspannung (12Volt), also 
4,8 Volt. Ich würde zur Sicherheit etwas über dem Wert bleiben. Wenn Du 
dem Relais 6 Volt gibst wäre der Vorwiderstand genauso groß wie der 
Spulenwiderstand von dem Relais. Andere Werte müsste man einfach 
berechnen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> 0,4 Un bedeutet 12 Volt * 0,4 bzw. 40% der Nennspannung (12Volt), also
> 4,8 Volt. Ich würde zur Sicherheit etwas über dem Wert bleiben. Wenn Du
> dem Relais 6 Volt gibst wäre der Vorwiderstand genauso groß wie der
> Spulenwiderstand von dem Relais. Andere Werte müsste man einfach
> berechnen.

Wahrscheinlich denke ich nun komplett falsch,,.....

Die Spiele hat eine Leistung von 0,650mW, das sind bei 12V -> 0,0541A, 
das ergibt einen Widerstand von 221Ohm. Somit wenn ich 221Ohm anlege, 
liegen auf der Spiele 6V... (oder :I? ...)

Nach dem Vorwiderstand sollte ich einen Kondenstator einbauen, damit die 
Spule beim Anziehen die volle Leistung hat, oder?

von Thomas (Gast)


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Thomas schrieb:
> Die Spiele hat eine Leistung von

Die Spule hat eine Leistung von .....

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Wahrscheinlich denke ich nun komplett falsch,,.....
>
> Die Spule hat eine Leistung von 0,650mW, das sind bei 12V -> 0,0541A,
> das ergibt einen Widerstand von 221Ohm. Somit wenn ich 221Ohm anlege,
> liegen auf der Spiele 6V... (oder :I? ...)
>
> Nach dem Vorwiderstand sollte ich einen Kondenstator einbauen, damit die
> Spule beim Anziehen die volle Leistung hat, oder?

Zum Teil...

Ja, wenn Du zur Spule einen Widerstand von 220 Ohm in Serie schaltest 
fließt nur noch der halbe Strom. Die aufgenommene Leistung halbiert sich 
auch.

Ein Kondensator hinter (oder auch vor) dem Widerstand funktioniert 
nicht. Das Relais zieht, wenn überhaupt, nur kurz an. Der Kondensator 
lädt sich auf, und es fließt kein Strom mehr.

Also, der C muss parallel zum R. Die Variante kann funktionieren, ich 
habe es so noch nicht umgesetzt.

Ich würde 2 Transistoren verwenden. Einer zum Einschalten, der andere 
zum Halten. Diese Variante benötigt leider auch 2 Pins am uC.

Eine weitere Variante wäre ein Relais mit einem zusätzlichen Öffner.
Der überbrückt den Vorwiderstand beim Einschalten des Relais. Danach 
wird der Strom durch den Vorwiderstand begrenzt.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (Gast)


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Zum Thema Kondensator und Widerstand habe ich folgendes gefunden:
http://www.reuk.co.uk/wordpress/electric-circuit/reducing-relay-power-consumption/

Werde ich mal testen.

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