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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektromagnet mit Relaiskarte gesteuert, Freilauf


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Autor: Kevin J. (kevin9r)
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Hallo,
ich habe da ein kleines Problem. Ich steuere über einen Raspberry pi 
eine Relaiskarte von Sainsmart an 
(https://www.sainsmart.com/products/16-channel-12v-relay-module). Diese 
habe ich angeschlossen: Relaiskarte 12V bekommt 12V, Relaiskarte 5V vom 
Rpi 3V3, GND an GND. Gpios auf die Eingänge. Ziehe ich einen Gpio Output 
auf 0 zieht das Relais an. Soweit läuft das ganze auch. Die Relaiskarte, 
der Raspberry, der Bildschirm also das gesamte System wird über ein 
Netzteil, 12V 7A gespeist.

Jetzt schließe ich an die Relais kleine Elektrohubmagnete an. Diese 
sollen nur für eine Sekunde anziehen und wieder lösen. Bei 12V zieht ein 
Magnet ca 1,75A. Es ist immer nur ein Magnet gleichzeitig in Betrieb.

Wenn ich jetzt das Relais anziehe ist alles gut. Löse ich das Relais 
verliert der Bildschirm kurzzeitig seine Quelle. Als würde der Rpi 
Spannungstechnisch einbrechen oder ähnliches. Wenn ich die Spannung mit 
einem Multimeter an dem Raspberry messe, passiert der Fehler nicht und 
die Spannung liegt konstant bei 5,49V. Schließe ich das Multimeter ab, 
wieder das selbe. Passiert aber nicht immer. Mal ja, mal nein.

Hat jemand ne Idee? Induktionsspannung beim Abfall des Magnetfeldes? 
Aber die Relais trennen die Magnete doch vom Stromkreis? Ich habe keinen 
Freilauf an den Magneten. Diese sind direkt an die Relais angeschlossen.

Vielen Dank.

Autor: georg (Gast)
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Kevin J. schrieb:
> Aber die Relais trennen die Magnete doch vom Stromkreis?

Funken an öffnenden Relaiskontakten durch geschaltete Induktivitäten 
sind eines der beliebtesten Mittel, alle Elektronik im Umkreis zu 
stören. Sei froh wenn der Raspi überhaupt wieder zurück in die Spur 
findet. Und selbst wenn es keine sichtbaren Funken gibt ist der schnelle 
Spannungsanstieg eine Störquelle ersten Ranges.

Georg

Autor: Kevin J. (kevin9r)
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Oh.. Ok. Genügt da eine 1N4007 Diode parallel zur Induktivität?

Autor: Philipp G. (geiserp01)
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besser wäre getrennte Stromversorgung.

Autor: Kevin J. (kevin9r)
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Danke für die Antwort. Das klappt leider praktisch nicht...

Autor: Philipp G. (geiserp01)
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warum?

Autor: Philipp G. (geiserp01)
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Wer und warum verteilt hier mir Negativbewertungen?

Autor: Kevin J. (kevin9r)
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Jetzt müsste ich noch einen Anschluss an das Gehäuse setzen und noch ein 
Netzteil anhängen. Das geht leider nicht. Oder was meinst du mit einer 
getrennten Spannungsversorgung?


Das weiß ich nicht.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Kevin J. schrieb:
> Oh.. Ok. Genügt da eine 1N4007 Diode parallel zur Induktivität?

Das ist anzunehmen. Warum hast du es nicht längst probiert.
Weiter könntest du die Stromversorgungen entkoppeln.

Philipp G. schrieb:
> besser wäre getrennte Stromversorgung.

Quatsch, ein vernünftiger Aufbau mit Freilaufdiode und Entkopplung der 
Versorgung reich völlig. "Besser" geht immer, aber es muss auch einen 
messbaren Vorteil bringen, damit sich das lohnt.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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georg schrieb:

> Funken an öffnenden Relaiskontakten durch geschaltete Induktivitäten
> sind eines der beliebtesten Mittel, alle Elektronik im Umkreis zu
> stören.

Ja, eine Art Mini-EMP:
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetischer_Impuls

Autor: Karl B. (gustav)
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Hi,
laut Doku (rar-Archiv)
haben die Relais nur über Vorwiderstand LEDs parallel liegen.
Die klassischen Freilaufdioden fehlen IMHO.

ciao
gustav

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Kevin J. schrieb:
> Hat jemand ne Idee? Induktionsspannung beim Abfall des Magnetfeldes?

Natürlich.

> Aber die Relais trennen die Magnete doch vom Stromkreis?

Nein, beide (12V Relasi und 12V Hubmagnete) kommen doch aus derselben 
Spannungsquelle (und eventuell seine 5V auch noch per Spannungsregler 
mit verbundener Masse), und Abreissfunken sind Funken, funken also auch 
ohne Kabel irgendwo rein, vor allem in lange Kabel (Antennen).

Natürlich kommt an deine Elektrohubmagnete, da du sie mit Gleichspannung 
ansteuerst, eine Freilaufdiode. Je nach dem wie schnell sie abfallen 
sollen eine normale Diode oder eine 12V Z-Diode in Reihe mit der 
normalen Diode.

Ob das schon reicht ? Unklar, es gibt ja trotzdem einen rasend schnellen 
Spannungsanstieg von 0V auf 12.7V (oder 24.7V). Du hast also gelernt: 
man muss Schaltungen störsicher aufbauen, das ist was EMV fordert, und 
man kann das lernen. Vor allem: Kurze Kabel, Masse als Sternpunkt, 
parallel führen (sogar verdrillen) von Leitungen die den Strom hin und 
Strom zurück führen, kleine Ferritkerne um gestörte Leitungen (man 
erinnere sich an den Knubbel um viele PC Kabel).

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kevin J. schrieb:
> Induktionsspannung beim Abfall des Magnetfeldes?
Der Funke, der beim Öffnen des Relaiskontakts entsteht, hat 
hochfrequente Signalanteile, die quer über die Schaltung koppeln.

> Hat jemand ne Idee?
Ungünstige Verdrahtung könnte das Ganze noch verschlechtern...

Philipp G. schrieb:
> besser wäre getrennte Stromversorgung.
Ich würde schon gleich gar kein Relais nehmen, wenn ich keine 
Poztentialtrennung brauche. Dann reicht ein Mosfet locker zum Schalten 
aus und man kann die Schaltflanken besser definieren...

Philipp G. schrieb:
> Wer und warum verteilt hier mir Negativbewertungen?
Denk mal drüber nach: es könnte sein, dass es Leute gibt, die NICHT 
deiner Meinung sind. Zu Recht. Denn der obige Funke stört, auch wenn die 
Versorgungen getrennt sind.
(am Rande: ich habe nicht auf "nicht lesenswert" gedrückt...)

Autor: georg (Gast)
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Karl B. schrieb:
> Die klassischen Freilaufdioden fehlen IMHO.

Was heisst da klassisch, bei Anschluss an Wechselstrom wären sie nicht 
gerade sinnvoll. Da dürfen also keine sein, allenfalls könnte zur 
allgemeinen Verwendung ein Snubber-Netzwerk oder VDR an den Ausgang, 
aber das ist bei so einer Billigstware illusorisch.

Schaltet man Induktivitäten, muss man also Freilaufdioden o.ä. selbst 
vorsehen.

Georg

Autor: Karl B. (gustav)
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georg schrieb:
> Was heisst da klassisch, bei Anschluss an Wechselstrom wären sie nicht
> gerade sinnvoll. Da dürfen also keine sein,

Hi,
woraus schließt Du das?
Schau Dir einmal das Schaltbild an.

Die Relaiskarte selbst hat keinerlei Maßnahmen gegen Relaisspulen- 
induktionsspannungsunterdrückung.
Oder das bereitgestellte Schaltbild ist falsch.

https://www.sainsmart.com/zen/documents/20-018-103/16-relay.rar

R9 und L9 sind LED mit Vorwiderstand  in Durchlassrichtung

ciao
gustav

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Autor: Philipp G. (geiserp01)
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Lothar M. schrieb:
> Denk mal drüber nach: es könnte sein, dass es Leute gibt, die NICHT
> deiner Meinung sind. Zu Recht. Denn der obige Funke stört, auch wenn die
> Versorgungen getrennt sind.

Schon klar, aber von demjenigen erwarte ich lieber eine Antwort.

> deiner Meinung sind. Zu Recht. Denn der obige Funke stört, auch wenn die
> Versorgungen getrennt sind.

Wenn Du meinst, es wird doch daraus hinauslaufen. Dann designt man die 
Versorgung so, dass der Funke eben nicht stört.

: Bearbeitet durch User
Autor: Mr.Mainfold (Gast)
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klarm reicht die Diode.
Eine extra Stromversorgung ist natürlich!! Quatsch.

Autor: Mr.Mainfold (Gast)
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Fehler sind hier üblicherweise...fehlende Diode oder ein Problem mit der 
Resetschaltung.
Beides ist gut in den Griff zu bekommen

Autor: georg (Gast)
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Karl B. schrieb:
> georg schrieb:
>> Was heisst da klassisch, bei Anschluss an Wechselstrom wären sie nicht
>> gerade sinnvoll. Da dürfen also keine sein,
>
> Hi,
> woraus schließt Du das?
> Schau Dir einmal das Schaltbild an.

Dann überleg dir doch mal sorgfältig, was passiert, wenn du mit dem 
Relais 230V 50 Hz von der Steckdose schalten willst, und da ist eine 
Diode parallel. Vielleicht hilft notfalls ein Simulator.

Georg

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Mr.Mainfold schrieb:

> klarm reicht die Diode.
> Eine extra Stromversorgung ist natürlich!! Quatsch.

Es gibt viele mögliche Lösungen, um ein solches Problem zu lösen.
Welche da die Beste ist, kann man meist nur vor Ort entscheiden.

Autor: Karl B. (gustav)
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georg schrieb:
> Dann überleg dir doch mal sorgfältig, was passiert, wenn du mit dem
> Relais 230V 50 Hz von der Steckdose schalten willst,

Hi,
meine Aussage bezieht sich nicht auf den Schaltkontakt selbst, sondern 
darauf, dass das Bord von vorne herein auf der Ansteuerseite einen 
"Designfehler" hat.
Die Freilaufdiode antiparallel zu den Relaisspulen ist nicht vorgesehen.
Da liegt bereits der Hase im Pfeffer.
Beitrag "Re: Elektromagnet mit Relaiskarte gesteuert, Freilauf"
Was an den Kontakten geschaltet wird, interessiert mich zunächst nicht.
Mir reicht schon eine fehlende Freilaufdiode, um ggf. eine Fehlfunktion 
auszulösen.

ciao
gustav

P.S.:
Änderungsvorschlag im angehängten Bildchen

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Autor: georg (Gast)
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Karl B. schrieb:
> Die Freilaufdiode antiparallel zu den Relaisspulen ist nicht vorgesehen.
> Da liegt bereits der Hase im Pfeffer.

Kann sein, weiss man aber nicht, der TO hält ja geheim, was sich hinter 
"Relais0" usw. verbirgt. Ist da z.B. ein ULN2803 o.ä. sind da die 
Freilaufdioden drin. Aber das werden wir wohl nie erfahren...

Georg

Autor: Karl B. (gustav)
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georg schrieb:
> Ist da z.B. ein ULN2803 o.ä. sind da die
> Freilaufdioden drin. Aber das werden wir wohl nie erfahren...

Ok,
das Bild vom Hersteller ist derart unscharf, so dass man keine 
Typenbezeichnung erkennen kann. Nehmen wir einmal an, die Dioden wären 
schon drin, dann käme es jetzt auf die weitere Beschaltung an.
Und auch auf die Wechselstrom-Effektor-Schaltseite, die von @Georg schon 
angesprochen wurde.

Als Schaltungsidee-Vorlage würde ich einen Remote-"Switch" nehmen.
Also, per Netzwerk kleinere Geräte netzversorgungsmäßig an- und 
abschalten.
Die Snubber über die Relaiskontakte werden da vermieden, um zu 
verhindern, dass Geräte mit geringer Leistungsaufnahme schon laufen.
Dafür sitzt vor und hinter dem Kontakt von L nach N ein Snubber.
Dann die Leitungsführung im Gerät selbst. etc.

ciao
gustav

P.S.:
So etwas:
https://www.reichelt.nl/www.reichelt.de/Messen-Steuern-Regeln/LAN-VALUEIP19-8/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=5828&ARTICLE=115245

: Bearbeitet durch User
Autor: Kevin J. (kevin9r)
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georg schrieb:
> Karl B. schrieb:
>> Die Freilaufdiode antiparallel zu den Relaisspulen ist nicht vorgesehen.
>> Da liegt bereits der Hase im Pfeffer.
>
> Kann sein, weiss man aber nicht, der TO hält ja geheim, was sich hinter
> "Relais0" usw. verbirgt. Ist da z.B. ein ULN2803 o.ä. sind da die
> Freilaufdioden drin. Aber das werden wir wohl nie erfahren...
>
> Georg


Hallo, das Board ist doch korrekt aufgebaut. Die Relais sind an einen 
ULN2803 angeschlossen und betrieben. Der ULN2803 hat doch intern 
Freilaufdioden für die Relais oder?

Setze jetzt Dioden an die Magnete und schaue ob das Problem 
verschwindet.

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