Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rechteck- statt Sinus-Wechselspannung möglich?


von Ben B. (fataldiskerror)


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Hallo Forum,

ich habe eine kurze, wahrscheinlich recht einfache Frage, bzw möchte ich 
mich rückversichern. Ich habe ein Magnetventil zur Gartenbewässerung 
gekauft - zumindest ist das mein Anwendungsfall. dieses Ventil schaltet 
bei 24V AC und braucht irgendwas um die 600mA, wenn ich mich recht 
erinnere (Datenblatt gerade eben nicht zur Hand). Nun habe ich nur 24V 
DC (und 5V DC) parat. Damit schaltet das Ventil zwar, aber Stimmen im 
Netz sagen, es würde sich über die Zeit magnetisieren. Keine Ahnung ob 
das stimmt oder ob die Spule einfach nicht für 24V DC über längere Zeit 
ausgelegt ist. Jedenfalls dachte ich mir, ich könnte könnte ja einfach 
eine Rechteckspannung "bauen" - der Spule sollte es ja egal sein, ob sie 
Sinus- oder Rechteck-Spannung bekommt. Ist das richtig?
Ich würde sonst über die 5V mit einem µC (Arduino oder ESP - den brauch 
ich eh für die Steuerlogik und Sensoren) 50Hz erzeugen und damit MOSFETs 
ansteuern, die die 24V AC Rechteck erzeugen.

Klingt der Plan nach einem tauglichen Plan? Hättet ihr ggf einen Tipp 
für passende MOSFETs? Ich bin leider zu 99,99% in der digitalen Welt 
unterwegs (also µC und reine Software/Mobile Apps) und mache höchstens 
mal etwas mit DC Motoren o.ä., nie mit AC...

Bin für jede Hilfe dankbar.

Viele Grüße
Ben

: Bearbeitet durch User
von tc (Gast)


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von Teo D. (teoderix)


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"Magnetisieren".... KA, kann schon sein.

Rechteck bei ner Spule ist kein Problem. Nur könnte die Induktivität 
sehr niedrig sein, was wiederum einen zu hohen Strom bedingt. Also 
lieber die Frequenz erhöhen (500-1k?), oder besser gleich die 
Induktivität messen und ein wenig rechen.

von HildeK (Gast)


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Ob das mit dem Magentisieren so stimmt, weiß ich auch nicht, aber wenn 
das vermieden werden muss, dann solltest du nicht 24V DC ein- und 
ausschalten sondern tatsächlich umpolen.

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Wenn das Ventil aufmagnetisiert, dann sofort und nicht erst nach 
längerer Zeit. Was aber bei Gleichspannung passiert: wegen dem fehlenden 
Blindwiderstand wird bei 24VDC ein deutlich höherer Strom fließen.
Dem könnte man entgegenwirken mit einem Vorwiderstand (schade um die 
verheizte Energie), oder besser, indem die Treiberstufe mit angepasster 
PWM angesteuert wird (Freilaufdiode nicht vergessen), so dass etwa der 
gleiche Strom durch die Spule fließt, wie bei Wechselspannung.

Beitrag #5886929 wurde vom Autor gelöscht.
von Ben B. (fataldiskerror)


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HildeK schrieb:
> Ob das mit dem Magentisieren so stimmt, weiß ich auch nicht, aber wenn
> das vermieden werden muss, dann solltest du nicht 24V DC ein- und
> ausschalten sondern tatsächlich umpolen.

Das wäre tatsächlich auch mein Plan.

Schlagt mich jetzt nicht wenn ich frage: ist der Wert "24V AC" eine 
Spitze-Spitze-Spannung oder eine Spitze-Nulldurchgang-Spannung? Sorry, 
bei AC bin ich echt (!!!) dumm...

von Teo D. (teoderix)


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Ben B. schrieb:
> Schlagt mich jetzt nicht wenn ich frage: ist der Wert "24V AC" eine
> Spitze-Spitze-Spannung oder eine Spitze-Nulldurchgang-Spannung?

Das ist der Effektivwert. Spitze wäre das mal sqr(2), SS dann natürlich 
das Doppelte.

von Ben B. (fataldiskerror)


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Ingo W. schrieb:
> Wenn das Ventil aufmagnetisiert, dann sofort und nicht erst nach
> längerer Zeit. Was aber bei Gleichspannung passiert: wegen dem fehlenden
> Blindwiderstand wird bei 24VDC ein deutlich höherer Strom fließen.
> Dem könnte man entgegenwirken mit einem Vorwiderstand (schade um die
> verheizte Energie), oder besser, indem die Treiberstufe mit angepasster
> PWM angesteuert wird (Freilaufdiode nicht vergessen), so dass etwa der
> gleiche Strom durch die Spule fließt, wie bei Wechselspannung.

Hmmm, du meinst also die PWM auf ein MOSFET geben, 24V DC an das MOSFET 
und dann das PWM-Verhältniss so einstellen, dass ich 600mA durch die 
Spule jage? Plus Freilaufdiode über die Anschlüsse der Spule...
Die Frequens der PWM liegt an Pin 5 & 6 meines Wissens nach bei 980 HZ, 
darauf habe ich je keinen weiteren Einfluss.

von anna lytika (Gast)


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Ben B. schrieb:

> Nun habe ich nur 24V
> DC (und 5V DC) parat. Damit schaltet das Ventil zwar, aber Stimmen im
> Netz sagen, es würde sich über die Zeit magnetisieren. Keine Ahnung ob
> das stimmt oder ob die Spule einfach nicht für 24V DC über längere Zeit
> ausgelegt ist.

Bei Gardena 24V-Bewässerungsventilen scheint beides der Fall zu sein. 
Lassen sich zwar auch mit 12V DC betätigen, schließt dann aber manchmal 
erst mit bis zu 10 Sekunden Verzögerung.

> Jedenfalls dachte ich mir, ich könnte könnte ja einfach
> eine Rechteckspannung "bauen" - der Spule sollte es ja egal sein, ob sie
> Sinus- oder Rechteck-Spannung bekommt. Ist das richtig?

Gardena Ventile funktionieren damit einwandfrei. Warscheinlich wirds bei 
deinem Geheimventil auch klappen.

> Ich würde sonst über die 5V mit einem µC (Arduino oder ESP - den brauch
> ich eh für die Steuerlogik und Sensoren) 50Hz erzeugen...

Man könnte für die Signalerzeugung auch einen PC mit Soundkarte 
verwenden...:-)

> ...und damit MOSFETs
> ansteuern, die die 24V AC Rechteck erzeugen.
> Klingt der Plan nach einem tauglichen Plan?

Ja. Läuft bei mir.

> Hättet ihr ggf einen Tipp
> für passende MOSFETs?

MOSFETs? Hier wollen immer alle MOSFETs...
Du brauchst eine Vollbrücke. Bei mir die Dinger von Pollin:

https://www.pollin.de/p/tle4202b-sts-b57928-101044

Als 2A Motortreiber sind die nicht wirklich gut zu gebrauchen, zu viel 
Spannungsabfall und Wärme. Aber für meine Gardena-Ventile (ja, ich hab 
halt nichts anderes) wie geschaffen!

> Ich bin leider zu 99,99% in der digitalen Welt
> unterwegs (also µC und reine Software/Mobile Apps)

Machste mir ne Äpp, damit ichs mit telefongesteuert regnen lassen kann?

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Ben B. schrieb:
> Hmmm, du meinst also die PWM auf ein MOSFET geben, 24V DC an das MOSFET
> und dann das PWM-Verhältniss so einstellen, dass ich 600mA durch die
> Spule jage? Plus Freilaufdiode über die Anschlüsse der Spule...
> Die Frequens der PWM liegt an Pin 5 & 6 meines Wissens nach bei 980 HZ,
> darauf habe ich je keinen weiteren Einfluss.

Genau so meinte ich es. Und den Strom direkt an der Spule messen, denn 
bei 50% PWM wird die Hälfte des Stromes durch die Freilaufdiode fließen. 
Die Frequenz passt auch, hoffentlich nicht zu laut zu hören.

von Ben B. (fataldiskerror)


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Teo D. schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> Schlagt mich jetzt nicht wenn ich frage: ist der Wert "24V AC" eine
>> Spitze-Spitze-Spannung oder eine Spitze-Nulldurchgang-Spannung?
>
> Das ist der Effektivwert. Spitze wäre das mal sqr(2), SS dann natürlich
> das Doppelte.

Okay, das sind dann pi*Daumen 33V bzw 66V. Wenn ich Recheck durch an/aus 
erzeuge hätte ich viel zu wenig Spannung (24V SS), vertausche ich aber 
die Polarität, dann habe ich nur etwas zu wenig Spannung (48V SS). 
Richtig gedacht? Bitte nicht schlagen, wenn ich die Dinge nun vollends 
durcheinander bringe ;-)
Und so ganz penibel wird die Spule schon nicht sein, die soll bloß ein 
Ventil öffnen. Solenoid.

von polygon (Gast)


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Ben B. schrieb:
> der Spule sollte es ja egal sein, ob sie
> Sinus- oder Rechteck-Spannung bekommt. Ist das richtig?

Inwiefern? Wenn das Magnetventil wirklich bei 24V AC schaltet, ja dann 
könnte auch Rechteck funktionieren. Deiner Ansteuerungselektronik ist es 
zwar nicht egal, aber mach mal und lerne.

> Ich würde sonst über die 5V mit einem µC (Arduino oder ESP - den brauch
> ich eh für die Steuerlogik und Sensoren) 50Hz erzeugen und damit MOSFETs
> ansteuern, die die 24V AC Rechteck erzeugen.
>
> Klingt der Plan nach einem tauglichen Plan?

Das klingt nach überhaupt keinem Plan. Aber wie gesagt: Bau es mal auf 
und frag dann, warum es kaputt geht.

von Ben B. (fataldiskerror)


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anna lytika schrieb:
> Machste mir ne Äpp, damit ichs mit telefongesteuert regnen lassen kann?

Eine App steht am Ende des Plans. Das "Geheimventil" ist einfach ein 
05/15-Ventil, das nicht so viel kostet wie Gardena. Kostete ~15€. Ich 
finde, Gardena vertreibt ihren ganzen Steuer-Krams viel zu teuer für ein 
wenig µC-Krams.

von Ben B. (fataldiskerror)


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polygon schrieb:
> Inwiefern? Wenn das Magnetventil wirklich bei 24V AC schaltet, ja dann
> könnte auch Rechteck funktionieren. Deiner Ansteuerungselektronik ist es
> zwar nicht egal, aber mach mal und lerne.
>
> Das klingt nach überhaupt keinem Plan. Aber wie gesagt: Bau es mal auf
> und frag dann, warum es kaputt geht.

Überhaupt nicht hilfreich. Aber solche Kommentare gibt es ja leider 
immer. Dann behalte dein tolles Wissen halt für dich und überlasse es 
den anderen mir ein wenig weiter zu helfen und mir etwas beizubringen. 
Aber dann spare dir auch gleich die Zeit und Bytes überhaupt etwas zu 
schreiben.

von Wolfgang (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Okay, das sind dann pi*Daumen 33V bzw 66V. Wenn ich Recheck durch an/aus
> erzeuge hätte ich viel zu wenig Spannung (24V SS), vertausche ich aber
> die Polarität, dann habe ich nur etwas zu wenig Spannung (48V SS).

Magnetventile entwickeln ihre Kraft auf Grund des fließenden Stromes. 
Die 600mA sind also das, was du einstellen musst. Jeder halbwegs moderne 
Schrittmotortreiber mit Mikroschrittsteuerung erzeugt einen passablen 
sinusförmigen Strom für unter 1€, z.B. 
https://www.ebay.com/itm/221921771119

von hinz (Gast)


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Bereits die erste Antwort hatte das Problem erledigt.

von Ben B. (fataldiskerror)


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hinz schrieb:
> Bereits die erste Antwort hatte das Problem erledigt.

Das habe ich mir parallel angeschaut und lese beim Einsatzgebiet zwar 
"Magnetventile", aber auch "Gleichstrommotor". Da auf meinem Ventil nun 
"24V AC" steht, bin ich mir nicht sicher, ob das so funktioniert. Warum 
das überhaupt AC sein muss ist mir ein Rätsel (außer das ich bei DC 
scheinbar halt eine Treiberstufe brauche). Ich habe hier irgendwo auch 
H-Brücken rumliegen. Wenn ich die finde, schau ich mal was das für 
Kollegen sind.

von HildeK (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Okay, das sind dann pi*Daumen 33V bzw 66V. Wenn ich Recheck durch an/aus
> erzeuge hätte ich viel zu wenig Spannung (24V SS), vertausche ich aber
> die Polarität, dann habe ich nur etwas zu wenig Spannung (48V SS).
> Richtig gedacht? Bitte nicht schlagen, wenn ich die Dinge nun vollends
> durcheinander bringe ;-)

Dich schlägt niemand :-)!
Beim Rechteck ist das was anderes, als oben mit √2 angegeben wurde.
Diese Effektivwertrechnung gilt nur bei sinusförmigen Signalen.
( ≙ Betrag der Fläche unter einer Periode)

Beim Rechteck ist der Effektivwert gleich dem Spitzenwert.
Du bräuchtest also nur ±24V.

von hinz (Gast)


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HildeK schrieb:
> Beim Rechteck ist der Effektivwert gleich dem Spitzenwert.
> Du bräuchtest also nur ±24V.

Und deshalb reicht L298 o.ä. völlig aus.

von polygon (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Überhaupt nicht hilfreich. Aber solche Kommentare gibt es ja leider
> immer. Dann behalte dein tolles Wissen halt für dich und überlasse es
> den anderen mir ein wenig weiter zu helfen und mir etwas beizubringen.
> Aber dann spare dir auch gleich die Zeit und Bytes überhaupt etwas zu
> schreiben.

Dann nerv halt nicht. Angenommen, du wärst Experte für Kerfusion, und 
jemand sagt: Ich hab eine Tiefkühltruhe für Supraleitung und ein 
Kupferrohr für den Stellerator und will meine eigene Energie machen, was 
erklärst du ihm dann?
Leute einfach mal scheitern lassen bringt alle weiter. Du lernst etwas 
dazu oder gibst auf, und wir haben unsere Ruhe. Freut mich, geholfen zu 
haben.

von Ben B. (fataldiskerror)


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hinz schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Beim Rechteck ist der Effektivwert gleich dem Spitzenwert.
>> Du bräuchtest also nur ±24V.
>
> Und deshalb reicht L298 o.ä. völlig aus.

Und irgendwer (nicht ich) voted diese Beiträge runter, statt zu sagen, 
was ggf nicht richtig damit ist. Schade!

Beitrag #5886992 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Ben B. (fataldiskerror)


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hinz schrieb:
> Und deshalb reicht L298 o.ä. völlig aus.

gesucht, gefunden (nachdem ich alle Schubladen durchsucht hatte, lag das 
gesuchte Kästchen natürlich auf dem Schreibtisch unter vielen Zetteln, 
hehe).
Und es ist tatsächlich ein L298! Genauer gesagt ein L298N NW, fertig auf 
Platine aufgebaut. Suche jetzt noch das Datenblatt und schaue dann mal, 
ob das Kerlchen für mich funktioniert.

Vielen Dank schon mal bis hier hin allen Helfern!

Beitrag #5887008 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5887013 wurde von einem Moderator gelöscht.
von karadur (Gast)


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Man könte auch mal testen bei welcher Gleichspannung die 600mA fließen.

Das Ventil soll ja nicht stellen, sondern Ein/Aus.

von Ben B. (fataldiskerror)


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karadur schrieb:
> Man könte auch mal testen bei welcher Gleichspannung die 600mA fließen.
>
> Das Ventil soll ja nicht stellen, sondern Ein/Aus.

Das habe ich tatsächlich auch gerade auf einigen Solenoid-Seiten 
gelesen. AC-Solenoids sollen mit DC-Spannung gehen, bei geringerer 
Spannung und gleichem Strom, umgekehrt aber wohl nicht. Da bei mir 
ersteres der Fall ist werde ich einfach auch das mal testen und messen!

Guter zusätzlicher Impuls, danke!

Beitrag #5887054 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jolli (Gast)


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Bei der Angabe 24 V AC darf man vom Effekttivwert ausgehen.

Diesen Effektivwert liefert eine nullsymmetrische sinusförmige
Spannung mit den min-/max-Werten von 1,4142 * 24 V = +/-34 V,
oder eine nullsymmetrische Rechteckspannung von +/-24 V.

Für einfache Fragen gibt es manchmal einfache Antworten!

von Teo D. (teoderix)


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Jolli schrieb:
> Für einfache Fragen gibt es manchmal einfache Antworten!

Ich glaube die war zu einfach!
Hast du da nicht einen Protagonisten vergessen?!

von GEKU (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Also lieber die Frequenz erhöhen (500-1k?)

Aber Vorsicht,  mit höher Frequenz werden auch die Wirbelstromverluste 
größer und sich damit das Ventil stärker erwärmen.
Bei Gleichstrom wird der Strom fürs Schalten vernutlich kleiner sein. 
Vielleicht reicht beim Abschalten ein Entmagnetsierungstrom aus.



Die Entmagnetisierung kann durch einen abklingenden Wechselstrom 
erfolgen.
Kann auch stufenförmig mit wechselnder Polarität bis zu einer 
unkritischen Restmagnetisierung  erfolgen.

Siehe Hysteresekurven-Familie  beim  Entmagnetisieren :

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Entmagnetisierung

Wichtig wären die Daten der Spule:

- Induktivität
- Widerstand
- Strom bei dem das Ventil schließt
- Strom bei dem das Ventil wieder öffnet

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