Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Reed-Relais mit Schaltspannung 2,5V?


von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Hallöchen!

Für eine neue Kleinserie eines Gerätes, das bei Bestrahlung/CT/MRT zum 
Einsatz kommt, suche ich ein Reed-Relais mit sehr geringer 
Ansprechspannung. Das Relais muss keine großen Lasten schalten, es soll 
einfach nur einen komplett und sauber galvanisch getrennten 
Signalausgang liefern (5-10mA bei vielleicht 12V, wenn überhaupt).

Da die akkubetriebene Elektronik in einem Kunststoffgehäuse und das 
gesamte Gerät mit möglichst geringem Metallanteil aufgebaut werden soll, 
fiel die Wahl auf eine LiFePo-Einzelzelle (eben alles möglichst robust), 
die ohne Spannungsregelung einen Tiny mit extrem geringer Taktfrequenz 
versorgt.

Einen schaltenden Spannungswandler etc. möchte ich aufgrund der 
EMV-Problematik - wenn es irgendwie geht - vermeiden. Abschirmbleche 
jeder Art etc. sind nicht zulässig.

Nun läuft die Entladekurve eines LiFePo ja von 3,65V bis 2,5V und alles 
lässt sich wohl recht problemlos mit der Einzelzelle betreiben ...

... bis auf das Relais ;-)

Gibt es Hersteller, die für solch geringe Spannungen liefern?

Irgendwie finde ich nur 5V-Typen bzw. SMD-Typen mit 3V, die aber 
indiskutable Isolationsspannungen haben. Wäre Selbstbau mit Spule und 
Reedkontakt eventuell eine Lösung? Die Stomaufnahme ist nicht so 
problematisch, da der Schaltausgang nur in Ausnahmefällen (signalisiert 
Störung) anspricht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Route_66 H. (route_66)


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Chris D. schrieb:
> Gibt es Hersteller, die für solch geringe Spannungen liefern?

Photomos-Relais von Panasonic z.B.

von TestX (Gast)


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Wäre an der Stelle ein Optokoppler nicht besser geeignet ?

von Route_66 H. (route_66)


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TestX schrieb:
> Wäre an der Stelle ein Optokoppler nicht besser geeignet ?

Ein Photomos ist ein Optokoppler mit einer speziellen Schaltstufe!

von TestX (Gast)


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Der Post war an den TO gerichtet nicht an dich, sry!

von npn (Gast)


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TestX schrieb:
> Der Post war an den TO gerichtet nicht an dich, sry!

Das kommt davon, wenn man nicht schreibt, auf was sich das Geschriebene 
bezieht. Dafür gibt es die Zitat-Funktion :-)

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Ja, Optokoppler wäre schön - is aber leider nicht. Kunde will einen 
stromlosen Kontakt.

PhotoMOS sieht ganz interessant aus. Schöne Sache, kannte ich noch gar 
nicht :-)

Muss ich mal mit dem Kunden abklären.


Wenn es gar nicht anders geht, müsste ich wohl in den sauren Apfel 
beissen und 2xLiFePo einsetzen. Dann hätte ich minimal 5V, maximal 7,3V. 
Mit LowDrop-Regler auch machbar.

Aber wie sieht das bei LiFePo mit Balancing bei Reihenschaltung aus?

: Bearbeitet durch Moderator
von Andrew T. (marsufant)


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Chris D. schrieb:
> mit 3V, die aber
> indiskutable Isolationsspannungen haben.

3V Spulenspannung zieht auch noch zuverlässig
bei 1,8V @ 25 Grad C Temperatur an.

Allerdings wäre es hilfreich, welche Uiso Du brauchst und du dies hier 
sagst...sonst kann man dir nur schlecht helfen.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Andrew T. schrieb:
> Chris D. schrieb:
>> mit 3V, die aber
>> indiskutable Isolationsspannungen haben.
>
> 3V Spulenspannung zieht auch noch zuverlässig
> bei 1,8V @ 25 Grad C Temperatur an.

Jepp, bei 5V-Reed finde ich bei Meder 2,6V als Minimalspannung. Das wäre 
aber bei fast entladener (Einzel-)Zelle dann sehr auf Kante gestrickt 
;-)

> Allerdings wäre es hilfreich, welche Uiso Du brauchst und du dies hier
> sagst...sonst kann man dir nur schlecht helfen.

Stimmt ;-)

Min. 3kV ist Kundenvorgabe.

von Arno H. (arno_h)


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Chris D. schrieb:
> Hallöchen!
>
>... Wäre Selbstbau mit Spule und
> Reedkontakt eventuell eine Lösung? Die Stomaufnahme ist nicht so
> problematisch, da der Schaltausgang nur in Ausnahmefällen (signalisiert
> Störung) anspricht.

Natürlich geht das, eventuell den Reedkontakt (mit möglichst kleiner 
Ansprecherregung) noch ein wenig mit einem kleinen Magneten vorgespannt.
Die früher üblichen Schleifenrelais in Telefonanlagen haben zwar kleine 
Ansprechspannungen, benötigen meines Wissens zuviel Strom.

Arno

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Arno H. schrieb:
> Die früher üblichen Schleifenrelais in Telefonanlagen haben zwar kleine
> Ansprechspannungen, benötigen meines Wissens zuviel Strom.

Zwischen 20mA und 30mA, wobei beide Spulen in Reihe geschaltet waren.
Diese Relais dürften aber mittlerweile (für Neugeräte) schlecht zu 
beschaffen sein.

von m.n. (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Jepp, bei 5V-Reed finde ich bei Meder 2,6V als Minimalspannung. Das wäre
> aber bei fast entladener (Einzel-)Zelle dann sehr auf Kante gestrickt
> ;-)

Beim Einschalten kann man eine zusätzliche, negative Spannung per 
Kondensator auf die Spule geben, wenn die Schaltfrequenz nicht zu hoch 
ist. Damit zieht es zuverlässig an.
Ein Spulenende wird nach Vcc geschaltet und das andere kurzeitig mit 
-Vcc angesteuert.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
> Wäre Selbstbau mit Spule und
> Reedkontakt eventuell eine Lösung?

Da Du Selbstbau erwähnst:

könnte man einem vorhandenen Reed mit bereits klaren Eigenschaften
nicht einen kleinen Magneten "aufpflanzen",
der quasi vormagnetisierend wirkt?

Also wenn ein 5V Typ bei den 2,5V noch nicht anzieht,
es dann mit dem aufgesetzten Magnet dann doch tut?
Da müsste man allerdings sehen,
ob der nach Abfall der Spannung nicht hängen bleibt.

von Thomas M. (langhaarrocker)


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Chris D. schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Chris D. schrieb:
>>> mit 3V, die aber
>>> indiskutable Isolationsspannungen haben.
>>
>> 3V Spulenspannung zieht auch noch zuverlässig
>> bei 1,8V @ 25 Grad C Temperatur an.
>
> Jepp, bei 5V-Reed finde ich bei Meder 2,6V als Minimalspannung. Das wäre
> aber bei fast entladener (Einzel-)Zelle dann sehr auf Kante gestrickt

Aber ist es nicht auch zu sehr auf Kante gestrickt den Akku bis knapp 
zur Tiefentladeschwelle leer zu lutschen? Insbesondere unter 
Berücksichtigung, dass genau dann bei quasi leerem Akku auch noch ein 
stromhungriges Relais geschaltet werden soll? Vielleicht ist es da 
ohnehin gesünder die Minimalspannung nicht auf Kante auszulegen?

von Andrew T. (marsufant)


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Chris D. schrieb:
> Min. 3kV ist Kundenvorgabe.



2,5 kV surge:
https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/761934.pdf

4kV rms / 10kV surge
Panasonic DK Relais


immer contact/coil.

Thomas M. schrieb:
> Aber ist es nicht auch zu sehr auf Kante gestrickt den Akku bis knapp
> zur Tiefentladeschwelle leer zu lutschen?

nein, DAS ist
requirements engeneering  :-)

: Bearbeitet durch User
von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas M. schrieb:
> Aber ist es nicht auch zu sehr auf Kante gestrickt den Akku bis knapp
> zur Tiefentladeschwelle leer zu lutschen? Insbesondere unter
> Berücksichtigung, dass genau dann bei quasi leerem Akku auch noch ein
> stromhungriges Relais geschaltet werden soll? Vielleicht ist es da
> ohnehin gesünder die Minimalspannung nicht auf Kante auszulegen?

Ich hab bisher noch nichts mit LiFePos gemacht, aber in allen 
Datenblättern sind die 2,5V als Endspannung angegeben.

Ich hab mir gerade nochmal die Endladekurven angeguckt. Vermutlich ist 
es doch besser, nur bis 3,0V zu entladen, da es danach dann doch stark 
bergab geht und die nutzbare Restkapazität eh gering wäre.

Damit wären 5V-Reed-Relais dann wieder im Rennen :-)

Ansonsten ist die Lösung von m.n. auch interessant.

Irgendwelche Magneten sind wohl eher suboptimal bei MRT-Einsatz ;-)

von Jörg R. (solar77)


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Wie wäre es denn mit einem kleinen bistabilem Relais? Dann würde der 
Akku nur für die Zeit des Umschaltens belastet?

von Falk B. (falk)


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Spannungsverdoppler mit Kondensatoren und Schottkydioden?

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
> eher suboptimal bei MRT-Einsatz

also Medizintechnik und selbstbau schliesst sich auch aus,
ausser Du bist da in de "Rolle" eingetragen und Du darfst so tun.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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● J-A V. schrieb:
> Chris D. schrieb:
>> eher suboptimal bei MRT-Einsatz
>
> also Medizintechnik und selbstbau schliesst sich auch aus,
> ausser Du bist da in de "Rolle" eingetragen und Du darfst so tun.

Dadurch, dass diese Geräte nicht direkt mit den Patienten in Kontakt 
kommen, gelten da andere, nicht ganz so strenge Richtlinien.

Davon abgesehen: ich bin nicht in der "Rolle" eingetragen, aber mein 
(langjähriger) Kunde. Der übernimmt den ganzen Schrift-, Prüf- und 
Papierkrams. Klappte bisher einwandfrei (ich bin ja nicht wahnsinnig 
;-).

Ich hab gerade bei Meder das SIL03-1A72-71D gefunden, leider nur mit 
250VDC Breakdown :-/

Ich denke, es wird eine Lösung wie von m.n./Falk angedeutet werden.

von Andrew T. (marsufant)


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Chris D. schrieb:
> Ich hab gerade bei Meder das SIL03-1A72-71D gefunden, leider nur mit
> 250VDC Breakdown :-/

[] Du hast den Hinweis oben gelesen?

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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@Andrew: Ja, aber nicht verinnerlicht, da Kundenanruf dazwischenkam :-/

Die sehen sehr gut aus - besten Dank für den Link.

Irgendwie hatte ich bei Kleinstpannungen nur Reed auf dem Schirm.

von Werner H. (werner45)


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Ein Reedkontat spricht bei einer definierten Amperewindungszahl an 
(Magnetfeld).
Für kleinere Spannungen muß man halt dickeren Draht als Spule um den 
Reedkontakt wickeln, damit der Drahtwiderstand kleiner wird und der 
Strom somit größer.

Reedkontakte kann man auch gut als Überstrommelder verwenden, je nach 
der Anzahl der Windungen drumherum.

Gruß   -   Werner

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
> Irgendwelche Magneten sind wohl eher suboptimal bei MRT-Einsatz

Was macht dessen Magnetfeld mit dem Reed?

von 2 Cent (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Irgendwelche Magneten sind wohl eher suboptimal bei MRT-Einsatz ;-)

● J-A V. schrieb:
> Was macht dessen Magnetfeld mit dem Reed?
Jepp, das frage ich mich auch. Abschirmbleche (E/MU) sind wohl nicht 
erlaubt wegen dem extrem starken Magnetfeld? Was wird dann wohl mit dem 
(Massenreichen) LiFePo passieren?

Nur als Denkanstoss. HTH

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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2 Cent schrieb:
> Chris D. schrieb:
>> Irgendwelche Magneten sind wohl eher suboptimal bei MRT-Einsatz ;-)
>
> ● J-A V. schrieb:
>> Was macht dessen Magnetfeld mit dem Reed?
> Jepp, das frage ich mich auch. Abschirmbleche (E/MU) sind wohl nicht
> erlaubt wegen dem extrem starken Magnetfeld? Was wird dann wohl mit dem
> (Massenreichen) LiFePo passieren?
>
> Nur als Denkanstoss. HTH

Ja, ist schon klar. Ganz vermeiden lässt sich Metall natürlich nicht - 
aber die Signatur soll so gering wie möglich ausfallen. Richtig böse 
sind so Dinge wie mu-Metall.

Das wird noch einige Tests erfordern :-)

von Henrik V. (henrik_v)


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Wenn die (ferromagnetische) Metallbelastung gering bleiben soll:
Stromversorgung und Sensorsignal über Lichtleiter?
Klingt erstmal komisch, aber kleine Solarzellen/Photodioden mit 
Lichtleiter versorgt, liefern für kleine µC schon genug Saft.

Wird bei einigen E/H Feldsonden so realisiert...

Oder:
Der Kunde will ja auch eine Kupferleitung an den Schaltausgang legen, da 
könnte man auch Stromversorgung und Signal über ein dünnes 
Kupferpäarchen schicken und ein zweites Kästle hat dann Saft und 
Schaltausgang.

Bei den Kosten für die Freigabe spielen die Hardwarekosten wohl eher 
eine untergeordnete Rolle..

von Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)


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Sofern Du bzgl. EMV keinen Streß hast, könntest Du einen LTC3221EDC-5 
einsetzen - eine geregelte Charge pump mit EN-pin, die 5V liefert (EMV, 
weil das Ding Strom-Bursts verursachen kann).

Das Relais schaltest Du dann über einen Low-Side-MOSFET (damit zuvor die 
Spg. sauber aufgebaut werden kann).

Zwecks Energieersparnis würde ich dann ein Relais mit Latch-Funktion 
verwenden, sowas wie das da (3.3kV Iso):

https://www.cynergy3.com/sites/default/files/FRS22000%202016.pdf

Das Teil kann bis 20V schalten, also für deine 12V perfekt geeignet; der 
Spulenstrom beträgt ca. 17mA - das reicht.


Oder die da ab 4kV Iso (ohne Latch-Funktion, bei Digikey sofort 
verfügbar):
https://www.cynergy3.com/sites/default/files/S1%20Series%202016.pdf
https://www.cynergy3.com/sites/default/files/S8%28UL%29%20series%202016%20%28with%20Versions%29.pdf

von Peter D. (peda)


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Chris D. schrieb:
> Ja, Optokoppler wäre schön - is aber leider nicht. Kunde will einen
> stromlosen Kontakt.

AQY412

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Chris D. schrieb:
> Nun läuft die Entladekurve eines LiFePo ja von 3,65V bis 2,5V und alles
> lässt sich wohl recht problemlos mit der Einzelzelle betreiben ...

die 3,65V Ladeschlußspannung haben meine Zellen ca. für 10min nach 
Entnahme aus dem Ladegerät, dann sind auch ohne jede Last bei 3,34V. 
Unter 3V sind sie prraktisch entladen, es geht ab 3,1V steil bergab.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
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