Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Low-Side PWM-Ansteuerung eines Magnetventils durch Relais


von Raphael O. (sodex)


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Hallo community,
ich habe ein kleines Problem und weiß nicht weiter. Ich steuere mittels 
PWM-Signal ein Relais an. 
(https://docs.rs-online.com/6e2d/0900766b81472911.pdf)
Dieses Relais soll ein Magnetventil steuern.

Das habe ich auch laut Datenblatt richtig angeschlossen, aber die 
Schaltung reagiert folgendermaßen:
Bis zu einem bestimmten PWM-Tastverhältnis schaltet nichts, und danach 
gleich die ganze Spannung. Also Mittelwerte sind nicht möglich.

Da ich eine Hardware steuern will, kann das ziemlich gefährlich werden 
und weiß nicht, warum das so passiert.

Kann mir da jemand weiterhelfen?

Vielen Dank
Raphael

von Teo D. (teoderix)


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Ein Relais kennt nur An o. Aus! Was erwartest du?

von Hört sich gut an (Gast)


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Das Relais kommt nicht hinterher, nehm einen nChannel mosfet.

von Falk B. (falk)


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Raphael O. schrieb:
> Hallo community,
> ich habe ein kleines Problem und weiß nicht weiter. Ich steuere mittels
> PWM-Signal ein Relais an.
> (https://docs.rs-online.com/6e2d/0900766b81472911.pdf)

Ein Halbleiterrelais.

> Dieses Relais soll ein Magnetventil steuern.

Und was soll das?

> Das habe ich auch laut Datenblatt richtig angeschlossen, aber die
> Schaltung reagiert folgendermaßen:
> Bis zu einem bestimmten PWM-Tastverhältnis schaltet nichts, und danach
> gleich die ganze Spannung. Also Mittelwerte sind nicht möglich.

Wie sollte es auch? Wie kommst du auf die komische Idee, dein 
Halbleiterrelais würde die PWM durchreichen?

> Da ich eine Hardware steuern will, kann das ziemlich gefährlich werden
> und weiß nicht, warum das so passiert.

Du musst dein Magnetventil direkt mit einem Transistor ansteuern, dann 
funktioniert das auch mit der PWM.

Relais mit Logik ansteuern

von Raphael O. (sodex)


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Mit so schnellen Antworten habe ich nicht gerechnet.
Danke dafür.

Wie sollte dann die Schaltung mit dem nChannel aussehen?

Danke für eure Hilfe!

von Falk B. (falk)


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Raphael O. schrieb:
> Wie sollte dann die Schaltung mit dem nChannel aussehen?

Schon mal die blauen Wörter angeclickt?

von Matthias L. (Gast)


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>Dieses Relais soll ein Magnetventil steuern.

Was für ein Magnetventil? Kann das überhaupt PWM?

von Markus -. (mrmccrash)


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Wenn man das Datenblatt liest, steht dort für die "Output 
Specifications" eine Zeile "Maximum PWM (Hz): 500". Geht man davon aus, 
dass das Relais richtig gepolt, mit mindestens 5V Speisung und maximal 
500Hz PWM angesteuert wird, sollte die PWM auch am Ausgang wieder 
sichtbar sein.

Ist denn eine Schutzdiode über dem Magnetventil eingebaut?

Kann das Magnetventil überhaupt per PWM gesteuert werden (Datenblatt?)?

von Raphael O. (sodex)


Angehängte Dateien:

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Das wär das Datenblatt vom Ventil

von Falk B. (falk)


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Naja, wo liegt das Problem? Kleiner MOSFET, Freilaufdiode, fertig. Im 
Datenblatt stehen 120 Hz PWM-Frequenz. Vermutlich funktionieren auch die 
490Hz vom Arduino. Ein IRLZ34N ist dein Freund + ne 1N5822 als 
Freilaufdiode.

von Wolfgang (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Ein Relais kennt nur An o. Aus! Was erwartest du?

Bei einem SSR, bei dem unter Output Specifications angegeben ist, 
"maximum PWM 500 Hz", könnte man erwarten, dass es im 500Hz Takt ein- 
und ausschalten kann. Falls der TO allerdings irgendeins aus der Ecke 
EDxxB5 and EDxxE5 erwischt hat - who knows - kann das natürlich nicht 
funktionieren.

Zur Steuerung einer induktiven Last mit dem SSR darf man die bei der ED 
Serie  erforderliche externe Freilaufdiode nicht vergessen (s. 
Datenblatt)

Hört sich gut an schrieb:
> Das Relais kommt nicht hinterher, nehm einen nChannel mosfet.

Woher weisst du das? 500Hz sollte es bei richtigem SSR-Typ gehen. Kommt 
natürlich drauf an, mit welcher PWM-Frequenz es der TO versucht hat.

Damit so ein Ventil vernünftig im Proportionalbetrieb arbeitet, sollte 
man allerdings den Strom regeln.

von Wolfgang (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Im Datenblatt stehen 120 Hz PWM-Frequenz. Vermutlich funktionieren
> auch die 490Hz vom Arduino.

Diese angegebenen 120 Hz werden auf die mechanischen Eigenschaften des 
Ventils abgestimmt sein, damit das Ventil im Proportionalbetrieb nicht 
hakt.
Da sollte man sich also schon mal die Mühe machen und die PWM-Frequenz 
passend einzustellen oder sich hinterher nicht über schlechte 
Laufeigenschaften des Ventils (Haken beim Verstellen) wundern.

von Falk B. (falk)


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Wolfgang schrieb:
> Diese angegebenen 120 Hz werden auf die mechanischen Eigenschaften des
> Ventils abgestimmt sein, damit das Ventil im Proportionalbetrieb nicht
> hakt.
> Da sollte man sich also schon mal die Mühe machen und die PWM-Frequenz
> passend einzustellen oder sich hinterher nicht über schlechte
> Laufeigenschaften des Ventils (Haken beim Verstellen) wundern.

Glaub ich nicht. Eine höhere PWM-Frequenz führt zu weniger Stromripple, 
sonst nix. Man könnte das Ding auch mit einer linearen Stromquelle 
ansteuern, dann gibt es gar keine PWM-Frequenz und null Stromripple, 
also meilenweit von 120Hz weg. Die 120 Hz sind wahrscheinlich eher so 
gemeint, daß sie halt ausreichend sind. Mehr schadet nicht, ist aber 
auch nicht nötig. Haken und Ruckeln gibt es eher bei deutlich zu 
niedriger PWM-Frequenz, hier vielleicht alles unter 10Hz, wenn gleich 
der Effekt wahrscheinlich schon bei 50Hz sichtbar wird.

von AC↯DC (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Falls der TO allerdings irgendeins aus der Ecke
> EDxxB5 and EDxxE5 erwischt hat - who knows - kann das
> natürlich nicht funktionieren.

Auch bei denen steht übrigens "Maximum PWM (Hz) 500"(?).

Imho merkwürdig, daß auch noch exakt gleiche Turn-On/Off
Zeiten bei allen Typen (DC sowie AC angesteuert) stehen.


Ich kann mir keinen Reim darauf machen, denke daß das so
nicht stimmen kann - könnte mich bitte jemand erleuchten?

von Anja (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Die 120 Hz sind wahrscheinlich eher so
> gemeint, daß sie halt ausreichend sind. Mehr schadet nicht, ist aber
> auch nicht nötig.

Schon mal was vom "slip stick" Effekt gehört?

Bei 120 Hz Frequenz vermeidest Du daß du künstlich "dithern" mußt um die 
Ventilposition einzustellen da der Ripple groß genug ist um immer in 
Gleitreibung zu bleiben. DC oder höhere Frequenzen helfen da nicht viel.

Gruß Anja

von Wolfgang (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Glaub ich nicht. Eine höhere PWM-Frequenz führt zu weniger Stromripple,
> sonst nix.

Eben - das Ventil brauch aber die Stromripple, damit der Kolben 
schwimmt, d.h. immer in der Gleitreibung ist. Sonst kommt es zu den 
Hakern.

von Anja (Gast)


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Raphael O. schrieb:
> Kann mir da jemand weiterhelfen?

Hallo,

Der übliche Weg so ein Ventil stromgeregelt zu betreiben ist in einem 5V 
System z.B. mittels eines AD8202 für die Stromerfassung.
Siehe auch Figure 2 im Datenblatt.

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8202.pdf

Die Endstufe ist im Normalfall ein geschützter FET mit 
Diagnosemöglichkeit (schließlich muß im Falle eines Fehlers über 
zusätzliche Maßnahmen der sichere Zustand erreicht werden).

https://www.st.com/resource/en/datasheet/vnp10n07.pdf

Natürlich braucht so eine Stromregelung einen entsprechenden 
Regelalgorithmus der innerhalb einer PWM-Periode den Mittelwert des 
Stromes aufintegriert.


Raphael O. schrieb:
> Da ich eine Hardware steuern will, kann das ziemlich gefährlich werden

Ich fürchte bei Deinem Kenntnisstand solltest Du einen fertigen Regler 
verwenden bei dem auch entsprechende Sicherheitsabschaltungen vorhanden 
sind.

Gruß Anja

von Wolfgang (Gast)


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AC↯DC schrieb:
> Auch bei denen steht übrigens "Maximum PWM (Hz) 500"(?).

Und wie interpretierst du dann die General Notes 4) "PW M does not apply 
to EDxxB5 and EDxxE5"

von AC↯DC (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Und wie interpretierst du dann die General Notes 4)
> "PWM does not apply to EDxxB5 and EDxxE5"

(übersehen - keine Ahnung wie)

Akut aufgetretene, hoffentlich selten wiederkehrende Blind-


AC↯DC schrieb:
> Auch bei denen steht übrigens "Maximum PWM (Hz) 500"(?).

("falsch gesehen" - und auch noch "Stunk gemacht")

und Blödheit meinerseits - sorry.

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