Forum: Haus & Smart Home Lichttaster Niederspannung


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von Tom (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe vor längerer Zeit eine Schaltung gebaut, mit welcher ich 
divierse Lichtschalter- Taster überwacht habe, ob diese gedückt sind 
oder nicht (und dann entsprechend Aktionen ausgeführt habe.
Dabei verwende ich ganz normale 230V Taster.

Zu den einzelnen Tastern habe ich Leitungen gezogen (Leitungslänge je 
hin und retour bis zu 20m).
Auf den Leitungen habe ich 12V angelegt, mein Arduino Mega 2560 hat auf 
den Input Eingängen überwacht, ob der Schalter gedrückt wurde.
Während der Taster gedrückt wird, wurde etwa 0,02mA auf der 
Tasterleitung gezogen (auf 12V).

Soweit funktionierte meine Testschaltung auch korrekt, nur mit einem 
kleinen Problem. Wenn etwas Staub im Taster war (wegen Baustelle), 
reagierte er nicht mehr. Nachdem ich auf den Schalter 230V angelegt 
hatte, reagierte er auf 12V wieder korrekt.

Da ich nun meine endgültige Schaltung bauen möchte, möchte ich anstatt 
von 12V -> 24V zu den Schaltern verwenden, damit der Staub besser 
"durchbrennt".

Nun meine Frage:
- Wie viel Strom sollte man über den Schalter laufen lassen, um keinen 
Problem mit Staub zu habne? Oder ist hier die Spannung ausschlaggebend?
- Wie schütze ich am besten den Eingang vor zuviel Spannung (wenn zB. 
unabsichtlich 230V angelegt wird)? Kann ich da eine TVS Diode verwenden?

lG

: Verschoben durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Tom schrieb:

> Während der Taster gedrückt wird, wurde etwa 0,02mA auf der
> Tasterleitung gezogen (auf 12V).

Das ist etwas wenig. Versuche es mit etwas 10...50mA. Falls möglich
solltest Du auch die Spannung auf 24V erhöhen. Für die Eingänge des
µCs sollte diese Spannung natürlich auf dessen Ub erniedrigt werden.

von Tom (Gast)


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Harald W. schrieb:
>> Während der Taster gedrückt wird, wurde etwa 0,02mA auf der
>> Tasterleitung gezogen (auf 12V).
>
> Das ist etwas wenig. Versuche es mit etwas 10...50mA. Falls möglich
> solltest Du auch die Spannung auf 24V erhöhen. Für die Eingänge des
> µCs sollte diese Spannung natürlich auf dessen Ub erniedrigt werden.

Oh, wollte eigentlich 2mA schreiben, welche derzeit fließen.

Wie senke ich am besten die Spannung von 24V auf 5V? Mit einem 
Spannungsteiler?
Wie kann ich am besten gegen höhere Spannungen absichern (oder auch 
durch Magnetfeld erzeugte Spannungen). Mit einer TVS Diode?

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Tom schrieb:
> Wie senke ich am besten die Spannung von 24V auf 5V? Mit einem
> Spannungsteiler?

Optokoppler.

von Harald W. (wilhelms)


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Arduino Fanboy D. schrieb:

> Optokoppler.

Das ist übertriebener Aufwand, der mehr schadet als nützt.
Im Zweifel reicht ein hochohmigerb Widerstand vorm Eingang.
Dann begrenzen die Eingangsschutzdioden den Strom. Wer will,
kann zusätzlich noch eine passene Z-Diode parallel zu jedem
Eingang schalten.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Tom schrieb:
>> Wie senke ich am besten die Spannung von 24V auf 5V? Mit einem
>> Spannungsteiler?
> Optokoppler.
Optokoppler nimmt man eigentlich nur, wenn man eine galvanische Trennung 
braucht. Offenbar gehts hier auch ohne.

Tom schrieb:
> damit der Staub besser "durchbrennt".
Das ist nicht "der Staub", sondern "die Oxidschicht", die dir Probleme 
macht.

Harald W. schrieb:
> Tom schrieb:
>> Während der Taster gedrückt wird, wurde etwa 0,02mA auf der
>> Tasterleitung gezogen (auf 12V).
> Das ist etwas wenig. Versuche es mit etwas 10...50mA.
Ich würde behaupten, dass hier der von Anderen gern als 
"Entprellschaltung" missverstandene Parallelkondensator (im Bereich um 
100...470nF) zum Schalter schon ausreicht. Der lädt sich bei offenem 
Schalter auf 12V/24V auf und entlädt sich beim Einschalten schlagartig 
über den Schalterkontakt. Dabei durchschlägt er die Oxidschicht und 
sorgt für Kontaktgabe. Anschließend reichen auch 10mA über den 
Schalterkontakt. Aber mit noch hochohmigeren Signalen (wie die 
bisherigen 20µA) würde ich nicht durchs Haus fahren. Sonst blinken die 
Lampen bei jedem Gewitter so vor sich hin...

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Tom schrieb:
> - Wie schütze ich am besten den Eingang vor zuviel Spannung (wenn zB.
> unabsichtlich 230V angelegt wird)? Kann ich da eine TVS Diode verwenden?

Lothar M. schrieb:
> Optokoppler nimmt man eigentlich nur, wenn man eine galvanische Trennung
> braucht. Offenbar gehts hier auch ohne.

Vielleicht nochmal überdenken?

von Tom (Gast)


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Vielleicht nochmal überdenken?

Nehme ich einen Optokoppler, so zerstöre ich auch aber auch den 
Optokoppler, sollte durch ein magnetfeld oder oder ähnliches höhere 
Spannung anliegen oder?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tom schrieb:
> Nehme ich einen Optokoppler, so zerstöre ich auch aber auch den
> Optokoppler, sollte durch ein magnetfeld oder oder ähnliches höhere
> Spannung anliegen oder?
Ja, weil und wenn du den 12V-Eingang nicht mit vernünftigem Aufwand so 
auslegen kannst, dass er 230V aushält.

Arduino Fanboy D. schrieb:
> Vielleicht nochmal überdenken?
Und zwar am Besten das gesamte Konzept. Denn ich würde da mit dem 
230V-Taster auch 230V tasten und hinterher dann an "der Steuerung" mit 
einem OK an den µC weitergeben. Dann ist die komplette Installation und 
der Steuerungseingang auf 230V ausgelegt. Und es "macht nichts" wenn mal 
einer zufällig 230V auf den Steuerungseingang legt.

OT:
Bei solchen Geschichten immer dran denken: es ist prinzipiell 
wertmindernd, wenn man in sein Haus solche unüblichen 
Mischspannungs-Basteleien einbaut. Denn wenn einer das Haus kauft und 
der herbeizitierte Elektriker die Basteleien nicht nachvollziehen kann, 
dann lässt der neue Besitzer die Verdrahtung neu machen und schickt die 
Rechnung. Denn das ist dann im Grunde ein "versteckter Sachmangel":
1
Sachmangel
2
Ein Sachmangel liegt vor, wenn eine verkaufte Sache
3
    ...
4
nicht eine bei gleichartigen Sachen übliche Beschaffenheit aufweist.
Betonung auf "gleichartig"...

von Route_66 H. (route_66)


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Lothar M. schrieb:
> OT:
> Bei solchen Geschichten immer dran denken: es ist prinzipiell
> wertmindernd, wenn man in sein Haus solche unüblichen
> Mischspannungs-Basteleien einbaut.

Ich habe mein Haus nicht gebaut, um es gewinnbringend zu verkaufen.
Noch meine Kinder und Enkel sollen hier wohnen.

Wenn die undankbaren Erben es verkaufen wollen ist es mir nur recht, 
wenn sie sich keine goldene Nase verdienen!

von Thomas (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde behaupten, dass hier der von Anderen gern als
> "Entprellschaltung" missverstandene Parallelkondensator (im Bereich um
> 100...470nF) zum Schalter schon ausreicht. Der lädt sich bei offenem
> Schalter auf 12V/24V auf und entlädt sich beim Einschalten schlagartig
> über den Schalterkontakt.

Gehört der Kondensator nicht nach dem Schalter? So dass er beim Drücken 
des Tasters sich schlagartig auflädt und sich danach wieder entlädt?

Ich habe einen Schaltplan mit einer Z-Diode gezeichnet. Z-Diode verträgt 
500mW, 5.1V Spannung.

Wäre das so korrekt?
Laut meiner Berechnung sollten so beim Drücken des Tasters 40mA fliesen. 
Nur wie bekomme ich meinen Microcontroller dazu, dass er erst bei 40mA 
auf den Eingang reagiert, und nicht schon vorher?

Es gibt bestimmt bessere Schaltplan- Vorschläge :-) ...

lG

von IoT-Guy (Gast)


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Nur so, bevor hier immer wilder herumtheoretisiert wird.

Ich benutze seit 3 Jahren eine Logo8 in der 24V Version. Dementsprechend 
sind die Taster auch über 24V angebunden. Es handelt sich ebenfalls um 
ganz normale 230V Taster. Auch Staub während der Renovierungsarbeiten 
hatte absolut keine Auswirkungen auf die Funktion der Taster.

Es geht also prinzipiell mit 24V und 230V Taster.

Übrigens hatte ich auch erst einen Eigenbau in Erwägung gezogen, aber in 
Bezug auf die "Elektrikerkompatibilität" habe ich dann eine Logo8 
genommen. Dafür ist dann die Netzwerkanbindung leider sehr speziell, was 
die Integration in die restliche selbstgebaute Hausautomation erschwert.

von Tom (Gast)


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Thomas schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Ich würde behaupten, dass hier der von Anderen gern als
>> "Entprellschaltung" missverstandene Parallelkondensator (im Bereich um
>> 100...470nF) zum Schalter schon ausreicht. Der lädt sich bei offenem
>> Schalter auf 12V/24V auf und entlädt sich beim Einschalten schlagartig
>> über den Schalterkontakt.
>
> Gehört der Kondensator nicht nach dem Schalter? So dass er beim Drücken
> des Tasters sich schlagartig auflädt und sich danach wieder entlädt?
>
> Ich habe einen Schaltplan mit einer Z-Diode gezeichnet. Z-Diode verträgt
> 500mW, 5.1V Spannung.
>
> Wäre das so korrekt?
> Laut meiner Berechnung sollten so beim Drücken des Tasters 40mA fliesen.
> Nur wie bekomme ich meinen Microcontroller dazu, dass er erst bei 40mA
> auf den Eingang reagiert, und nicht schon vorher?
>
> Es gibt bestimmt bessere Schaltplan- Vorschläge :-) ...
>
> lG

Sorry, hatte vergessen, mein Bild anzuhängen...

Oder ist es besser, einen Transistor vor dem Arduino Input zu verwenden, 
damit erst ab einem minimalen Strom den Strom zum Arduino schaltet?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tom schrieb:
> Oder ist es besser, einen Transistor vor dem Arduino Input zu verwenden,
> damit erst ab einem minimalen Strom den Strom zum Arduino schaltet?
Im "Arduino Input" ist schon ein Transistor. Und bei welchem Strom der 
schaltet stellt man mit einem passenden Widerstand ein...

Tom schrieb:
> Sorry, hatte vergessen, mein Bild anzuhängen...
Kann man so machen. Bewirkt im Prinzip das Selbe. Abgesehen davon, dass 
bei dir die Spannungsversorgung kurz "einbrechen" wird, weil ja ein 
leerer kondensator 0V hat und erst noch geladen werden muss.
Als Tipp: mach mal (wie von mir vorgeschlagen) in deiner Schaltung jetzt 
den Kondensator parallel zum Schalter und denk drüber nach, was dann 
passiert...

Das "Problem" mit den falsch aufgeklemmten 230V löst diese Schaltung 
natürlich nicht.

Route 6. schrieb:
> Ich habe mein Haus nicht gebaut, um es gewinnbringend zu verkaufen.
Manche Abläufe und Lebensläufe kann man sich nicht aussuchen. Und im 
Falle des ungeplanten Falles wäre ich an den geminderten 20k€ sicher 
auch noch froh.

von Tom (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Als Tipp: mach mal (wie von mir vorgeschlagen) in deiner Schaltung jetzt
> den Kondensator parallel zum Schalter und denk drüber nach, was dann
> passiert...

1
     |----||-----|
2
-----|           |-------
3
     |---|   ----|
4
         |----

Wahrscheinlich kann man an meiner ASCII Zeichnung nichts erkennen :)... 
Der obere Teil sohl der Kondensator sein, der untere Teil der Schalter.
Wenn ich richtig denke, lädt sich der Kondensator, wenn er geöffnet ist 
und entlädt sich, wenn geschlossen ist.

Mein Problem ist, der Taster ist ein fertiger 230V Taster, und ich kann 
da keinen Kondensator einbauen. Nur vor oder nach dem Taster.

Lothar M. schrieb:
> Im "Arduino Input" ist schon ein Transistor. Und bei welchem Strom der
> schaltet stellt man mit einem passenden Widerstand ein...
Dh. ich mach auf meinen Schaltplan vor dem Arduino Input einfach noch 
einen Widerstand mit entsprechender Größe?

Lothar M. schrieb:
> Das "Problem" mit den falsch aufgeklemmten 230V löst diese Schaltung
> natürlich nicht.

Wenn es dafür keine einfache Lösung gibt, werde ich das vernachlässigen. 
Normalerweise sollte das auch nicht passieren.

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