Hallo, Ich möchte eine Relaisverriegelung elektronisch mit 74er-Logik relisieren. Im beigefügten Schaltplan seht ihr die Schaltung. Leist_Schuetz darf nur einschalten wenn (#Notaus & Schuetz & #Kon_Relais) == 1 ist. Für Kon-Relais entsprechend: (#Notaus & Relais & #Leist_Schuetz) == 1 Dabei soll das jeweils andere Relais erst eine bestimmte Zeit nach Abfallen des anderen anziehen. Hierfür sorgt die Diode, welche eine 1 bei Anziehen eines Relais sofort weiterleitet und das jeweils andere sperrt. Beim Abfallen jedoch wird das Einschalten des anderen Relais für eine bestimmte Zeit verzögert. Ich denk das passt so, jedoch ist fraglich wie gut die 74er-HCT-AND's die kapazitive Belastung beim einschalten vertragen. Die Kapazität ist mit 10u nun auch nicht so groß, außerdem verhindert die Diode dass die Last von 0V aufgeladen wird. Ist es eventuell empfehlenswert noch einen geringen Widerstand z.b. 100Ohm vor Diode||100K zu schalten? Grüße und vielen Dank :)
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Ich hatte das gleiche Problem, 2 Relais durften auf keinen Fall gleichzeitig gezogen sein und beim Umschalten mußten eine Mindestzeit (0,5s) beide Relais abgefallen sein. Außerdem durften keine Dreckeffekte beim Ein- oder Ausschalten der Versorgung auftreten. Ich hab mich daher für eine MC-Lösung entschieden (ATtiny25), da eine Logikschaltung zu aufwendig wurde. Bei jedem Wechsel des Umschaltsignals wurden erst alle Einträge in den Scheduler gelöscht, das abzuschaltende Relais sofort abgeschaltet und für das einzuschaltende Relais das verzögerte Einschalten in den Scheduler gestellt. Das Umschaltsignal wurde außerdem entprellt (4-fach Abtastung mit 10ms), um nicht versehentlich auf Störimpulse zu reagieren.
Hallo, > Matze schrieb: > Im beigefügten Schaltplan seht ihr die Schaltung. ob die funktionell ok ist, habe ich nicht geprüft. Dazu fehlen mir auch Infos. Der Schaltplan sieht aus wie ein Auszug aus einem Gesamtwerk. Ein paar Sachen fallen mir aber auf: - An der Ralaisspule ist kein Freilaufdiode. - Es sind keine Block-C zu sehen - Warum nimmst du 74HCT? Die sind speziell zu TTL-Logig kompatibel und müssen bei niedrigeren Triggerpegeln hauptsächlich mehr Low-Strom bringen, um TTL-Lasten zu treiben. Ich würde eher 74HC nehmen. - Was ist CNF17 für ein Opptokoppler (ist evtl. CNY17 gemeint?) Die Beschaltung mit 4,7k am Eingang und 1k Last am Ausgang erscheint fragwürdig (CTR beachten). Der 1K-Widerstand kann sicher größer sein. Aber es ist auch nicht zu erkennen, welche Spannung da am Eingang hängt und es sind ja nur Werte, die man noch ändern kann. - Statt gepolter Kond. würde ich heute zu MLCC greifen. 10uF oder 22uF sind sind für Spannungen von 10V oder 16V in kleinen Bauformen leicht verfügbar. - Der Basiswiderstand R80=1k bringt einen übertrieben hohen Basisstrom. Mit Stromverst. garantiert größer 100 braucht es nur ca. 1mA, mit Sicherheitsaufschlag meinethalben auch 2mA. - Wenn so etwas im industriellen Umfeld benutzt wird und an den TTL-Eingängen noch Leitungen hängen, dann fehlen Schutzbeschaltungen. Jede kleine Überspannung, die da eingefangen wird, können zur Zerstörung der Eingänge führen. - Überhaupt, scheint mir das ganze Konzept aus Sicht der funktionellen Sicherheit sehr fragwürdig. Ein NOTAUS, welches nicht direkt auf den zu schützenden Stromkreis wirkt oder zumindest für den Zweck zertifizierte Komponenten direkt ansteuert, sondern über empfindliche Schaltungen geht, ist nicht viel wert! Das verkmittelt nur scheinbare Sicherheit. > Ich denk das passt so, jedoch ist fraglich wie gut die 74er-HCT-AND's > die kapazitive Belastung beim einschalten vertragen. > Die Kapazität ist mit 10u nun auch nicht so groß, außerdem verhindert > die Diode dass die Last von 0V aufgeladen wird. Lese das Datenblatt -> Maximum Ratings Das Aufladen ohne Reihenwiderstand ist wie ein Kurzschluß. Das kann zumindest kurzzeitig deutlich über den Max. Ratings liegen. Erfahrungsgemäß wird aber wahrscheinlich nix passieren, weil der Innenwiderstand der Endstufen hoch genug ist. Wäre aber trotzdem blöd, wenn wegen solcher Designfehler doch irgend wann die IC defekt werden. > Ist es eventuell empfehlenswert noch einen geringen Widerstand z.b. > 100Ohm vor Diode||100K zu schalten? Auf alle Fälle. Prüfe dann den max. Strom im Schaltmoment (mit Oszi). Ich empfehle aber ersthaft, das ganze Konzept zu überdenken. Vermutlich hast du viel zu wenig Kenntnisse, um solche Sicherheitsschaltungen zu entwickeln. Dann solltest du besser die Finger davon lassen. Gruß Öletronika
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Jetzt habe ich meinen Text wieder fast ganz gelöscht, alles schon geschrieben... ;) Eine Ergänzung: Der "Kurzschluss", den der entladene Elko am Gatterausgang erzeugt, verhindert das schnelle saubere Schalten des Relais. Der Tip mit dem ATTINY ist sehr gut: weniger Bauteile, vermutlich auch geringere Kosten, und jederzeit leicht anzupassen. Ansonsten könnte man auch auf 555 Grundschaltungen zurückgreifen. Wie auch schon geschrieben: ein Notaus - falls tatsächlich eine sicherheitsrelevante Funktion erwartet wird - muss zusätzlich auch den Verbraucher direkt (elektromechanisch) von der Versorgung abtrennen.
U. M. schrieb: > Statt gepolter Kond. würde ich heute zu MLCC greifen. 10uF oder 22uF > sind sind für Spannungen von 10V oder 16V in kleinen Bauformen leicht > verfügbar. Ja, aber die enorme Temperatur- und Spannungsabhängigkeit der Kapazität bei solchen Kondensatoren berücksichtigen!
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Hallo, > Hp M. schrieb: > Ja, aber die enorme Temperatur- und Spannungsabhängigkeit der Kapazität > bei solchen Kondensatoren berücksichtigen! Ja der Hinweis ist berechtigt, aber die Abhängikeiten ist nicht per Definition "so enorm". Man kann da schon X7R mit Nennspannung 25V und 35V in 1206 bekommen oder auch mit Nennspannung 50V in 1210. https://www.digikey.de/products/de/capacitors/ceramic-capacitors/60?k=10uF+&k=&pkeyword=10uF+&pv14=22&pv14=32&FV=4401a0%2C440005%2C11401c5%2Cmu10%C2%B5F%7C2049%2Cffe0003c%2C380014%2C380016%2C380020&mnonly=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 In dem Einsatzfall mit max. 5V wäre das dann sicher kein Problem mehr. Sehr genau ist das Timming mit der oben gezeigen Schaltung eh nicht. Gruß Öletronika
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Peter D. schrieb: > Ich hab mich daher für eine MC-Lösung entschieden (ATtiny25), da eine > Logikschaltung zu aufwendig wurde. Daran hab ich auch gedacht, doch aus Sicherheitsgründen sollte da keine Software laufen. U. M. schrieb: > - An der Ralaisspule ist kein Freilaufdiode. Da hast du recht :) U. M. schrieb: > - Es sind keine Block-C zu sehen Sind vorhanden, auch für jedes IC, auf der Seite der Spannungsversorgung der IC's U. M. schrieb: > - Was ist CNF17 für ein Opptokoppler (ist evtl. CNY17 gemeint?) > Die Beschaltung mit 4,7k am Eingang und 1k Last am Ausgang erscheint > fragwürdig (CTR beachten). Der 1K-Widerstand kann sicher größer sein. > Aber es ist auch nicht zu erkennen, welche Spannung da am Eingang hängt > und es sind ja nur Werte, die man noch ändern kann. Am Eingang hängen 24V, so sind 4,7K durchaus ok. U. M. schrieb: > - Der Basiswiderstand R80=1k bringt einen übertrieben hohen Basisstrom. > Mit Stromverst. garantiert größer 100 braucht es nur ca. 1mA, mit > Sicherheitsaufschlag meinethalben auch 2mA. Da hast recht, 2,2K würden auch reichen. U. M. schrieb: > - Wenn so etwas im industriellen Umfeld benutzt wird und an den > TTL-Eingängen noch Leitungen hängen, dann fehlen Schutzbeschaltungen. > Jede kleine Überspannung, die da eingefangen wird, können zur Zerstörung > der Eingänge führen. Auch hier hast recht, sie sind ejdoch alle geschützt, außer der auf dem Bild sichtbare Optokoppler. U. M. schrieb: > - Überhaupt, scheint mir das ganze Konzept aus Sicht der funktionellen > Sicherheit sehr fragwürdig. Ein NOTAUS, welches nicht direkt auf den zu > schützenden Stromkreis wirkt oder zumindest für den Zweck zertifizierte > Komponenten direkt ansteuert, sondern über empfindliche Schaltungen > geht, ist nicht viel wert! Das verkmittelt nur scheinbare Sicherheit. Ja, da hast recht, aber der bestehende Notaus kann nur 24 V schalten. Ausreichend für das Mini-relais, welches 5V/5mA Schaltet, kann jedoch das große Relais an 60V mit 8A Einschaltstrom nicht trennen. U. M. schrieb: > Auf alle Fälle. Prüfe dann den max. Strom im Schaltmoment (mit Oszi). OK, vielen Dank, werd ich machen :) Danke auch für alle weiteren Kommentare ;)
Matze schrieb: > U. M. schrieb: >> - Überhaupt, scheint mir das ganze Konzept aus Sicht der funktionellen >> Sicherheit sehr fragwürdig. Ein NOTAUS, welches nicht direkt auf den zu >> schützenden Stromkreis wirkt oder zumindest für den Zweck zertifizierte >> Komponenten direkt ansteuert, sondern über empfindliche Schaltungen >> geht, ist nicht viel wert! Das verkmittelt nur scheinbare Sicherheit. > > Ja, da hast recht, aber der bestehende Notaus kann nur 24 V schalten. > Ausreichend für das Mini-relais, welches 5V/5mA Schaltet, kann jedoch > das große Relais an 60V mit 8A Einschaltstrom nicht trennen. NOTAUS darf generell nicht über eine Logik gehen sondern muß direkt in den zu sichernden Kreis eingreifen. Üblicherweise wird dazu eine NOTAUS-Kette mit Ruhekontakten realisiert. Wenn höhere Schaltströme erforderlich sind dann wird das normalerweise mit elektromechanischen Relais erledigt. Ob da spezielle Anforderungen an die Relais gestellt werden kann ich nicht sagen, könnte es mir aber vorstellen. NOTAUS allein über Logik, so wie Du es willst, ist nicht zulässig.
Matze schrieb: > Daran hab ich auch gedacht, doch aus Sicherheitsgründen sollte da keine > Software laufen. Was passiert im Einschaltmoment, wenn C4 und C18 entladen sind?
Matze schrieb: > Daran hab ich auch gedacht, doch aus Sicherheitsgründen sollte da keine > Software laufen. Es ist nicht einfach, eine Logikschaltung gegen Einschalteffekte, Spannungseinbrüche und Unterspannung zu sichern, da Logik-ICs typisch keinen Poweron-Reset haben. Ich hab schon Logikschaltungen gesehen, wo nach dem Einschalten die Relais klapperten und alle Motoren kurz anruckelten. Bei einem MC mit internem Brownout-Reset sind solche Effekte ausgeschlossen. Man kann auch nach jedem Poweron-Reset eine Wartezeit und einen Plausibilitätstest der Eingangssignale laufen lassen, ehe überhaupt ein Relais ziehen darf. Ich hab mal eine Logiksteuerung (~30 ICs) auf einen MC umgerüstet. Die Zuverlässigkeit und Störsicherheit hat sich dadurch drastisch verbessert.
Zeno schrieb: > NOTAUS darf generell nicht über eine Logik gehen sondern muß direkt in > den zu sichernden Kreis eingreifen. Üblicherweise wird dazu eine > NOTAUS-Kette mit Ruhekontakten realisiert. Wenn höhere Schaltströme > erforderlich sind dann wird das normalerweise mit elektromechanischen > Relais erledigt. Ob da spezielle Anforderungen an die Relais gestellt > werden kann ich nicht sagen, könnte es mir aber vorstellen. NOTAUS > allein über Logik, so wie Du es willst, ist nicht zulässig. Ja, dass finde ich auch, in der bestehenden Schaltung, schaltet der Notaus ein Relais, dieses versorgt einen 7805 mit 24V, desser 5V-Ausgangsspannung geht auf einen Optokoppler, dieser Schaltet einen Transistor, welcher das relais schaltet... Also kann ein Fehlerfall bei Fehlfunktion von (Relais || Optokoppler || Transistor) auftreten. Find ich auch nicht so sicher, die neue Schaltung sollte auf jeden fall sicherer sein, ich hab nun einen 2. Notaus-Stromkreis vorgesehen. Dieser schaltet einen Zweiten Transistor in Reihe direkt mit dem besethenden. Zukünftig kann ein Fehler nur im Fall einer Fehlfunktion von (Transistor) && (2*Optokoppler || 74er-Logik || Transistor) auftreten. Dass sollte wegen dem 2.Strang nur über Transistor schon deutlich sicherer sein.... Aber du hast recht, deine Bedenken kann ich damit nicht zerstreuen. Peter D. schrieb: > Was passiert im Einschaltmoment, wenn C4 und C18 entladen sind? Genau, hier greift die BOD des uC ein und hällt das System im Reset. Peter D. schrieb: > Bei einem MC mit internem Brownout-Reset sind solche Effekte > ausgeschlossen. Man kann auch nach jedem Poweron-Reset eine Wartezeit > und einen Plausibilitätstest der Eingangssignale laufen lassen, ehe > überhaupt ein Relais ziehen darf. Ja, hab ich vor zu realisieren... Vielen Dank!
U. M. (oeletronika) >Ein paar Sachen fallen mir aber auf: >- An der Ralaisspule ist kein Freilaufdiode. >- Es sind keine Block-C zu sehen Da die die CMOS im Schaltplan ohnehin an keine Spannungsquelle angeschlossen sind, erübrigen sich auch Abblock-Cs ;-) >> Ich denk das passt so, jedoch ist fraglich wie gut die 74er-HCT-AND's >> die kapazitive Belastung beim einschalten vertragen. >> Die Kapazität ist mit 10u nun auch nicht so groß, außerdem verhindert >> die Diode dass die Last von 0V aufgeladen wird. >Lese das Datenblatt -> Maximum Ratings >Das Aufladen ohne Reihenwiderstand ist wie ein Kurzschluß. Das kann >zumindest kurzzeitig deutlich über den Max. Ratings liegen. Die HC(T)-Teile sind für paar Sekunden (5s) offiziell kurzschlußfest. S. HCT_User_Guide.pdf (ich glaube, so hies das File wohl mal). BnE (Gast) >Eine Ergänzung: Der "Kurzschluss", den der entladene Elko am >Gatterausgang erzeugt, verhindert das schnelle saubere Schalten des >Relais. So ein HC(T)-Mosfet hat ein paar 10Ohm, und und geht bei ein paar 10mA (irgendwas um die 50mA bei 5V) in den Stromquellenbetrieb über. Wenn wir großzügig mit 100Ohm rechnen, dann haben wir bei 10µF eine RC=1ms. Nach 1ms haben wir also schon rund 2/3 von Ub am C. Dann haben wir ja noch die D in Reihe. D.h., der CMOS-Ausgang wird bis rund 0,6 oder 0,7v noch gar nicht durch den C belastet. Bei dieser Spannung beginnt der T bereits an zu leiten, und dann hat er ja auch noch verstärkende Eigenschaften. D.h., der Relaisstrom kann innerhalb von paar µs voll geliefert werden - so schnell kann das Relais gar nicht mitdenken, wie es vom Strom überrumpelt wird. Ist also diesbezüglich alles im grünen Bereich ...
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