Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Projekt: Arduino UNO und Schaltung - Spannungsspitzen- / einbrüche? Sporadische Fehlauslösungen


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von Lars B. (lars_b208)


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Hallo liebe Community. Dies ist mein erster Post bei euch und ich hoffe, 
dass ich meine Problematik einigermaßen gut darstellen kann.

Im Anhang ist ein grob gezeichnetes Schaltbild.

Derzeit arbeite ich an einem Projekt mit
- einem Arduino UNO
- einem 4-Wege Relaisboard für 230V~ Verbraucher (5V=)
- 2 Infrarotsensoren (5V=)
- 2 Pumpen (230V~) und
- 2 Wegeventilen (230V~).

Das ganze Projekt wird über ein Industriekabel 3-Adrig mit 230V~ 
(L/N/PE) versorgt.
L und N werden dabei durch einen Fehlerstromschutzschalter geführt:
https://www.reichelt.de/fehlerstromschutz-schalter-25-a-30-ma-2-polig-fi-3312-6-p155564.html?&nbc=1&trstct=lsbght_sldr::242811

PE vom Kabel geht direkt an einen Verteilerblock, an den die PE meiner 
Verbraucher angeschlossen werden. Weitergehend führt ein zusätzliches 
Kabel vom Verteilerblock an den Masseanschluss des Steuergehäuses.

Meinen Arduino Versorge ich mit 12V= durch ein Schaltnetzteil:
https://www.reichelt.de/schaltnetzteil-hutschiene-15-w-12-v-1-25-a-mw-hdr-15-12-p202991.html

5V+ und GND zwacke ich direkt vom Arduino ab und lege diese auf je einen 
Verteilerblock. Von diesen Verteilerblöcken aus werden meine beiden 
Sensoren, sowie mein Relaisboard mit Spannung und GND versorgt.

Funktion:

Es gibt 2 Pumpenkreise. Jeder dieser Kreise kann separat betätigt 
werden. Die IR-Sensoren dienen dabei lediglich als Auslöser für den 
jeweiligen Pumpenkreislauf:

1. Hand wird vor IR-Sensor gehalten
2. Pumpenkreis läuft für eine bestimmte Zeit (Pumpe 230V~) und schaltet 
wieder ab
3. nach Ablauf der Pumpenlaufzeit wird eine Druckentlastung geschaltet 
(2/2-Wegeventil 230V~) und wieder abgeschaltet
4. eine Zwangspause läuft ab und der Kreis kann erneut betätigt werden
1. .......

Pumpe: 
https://www.keller-pumpen-shop.de/Typ+VI+4-5+mm+-+Schwingkolbenpumpe+-0-6l-min-+19+bar-+230V-+FPM-Anschlusskabel.htm
Ventil: 
https://www.landefeld.de/artikel/de/22-wege-magnetventil-g-18-stromlos-geschlossen-nc-fkm/M%20218%20230V?param_1=%5B%5D

Die Steuerung und das Programm dazu läuft ohne Probleme, solange die 
230~ nicht scharf sind. Anhand des Relaisboard kann ich durch dessen 
LED´s alles nachvollziehen.




Was jetzt allerdings Probleme bereitet ist der 230V~ Kreis! Sobald ich 
die 230V~ scharf schalte, kommt es zu massiven Problemen. Ein 
Pumpenkreis wird ausgelöst, die Pumpe läuft an, die Druckentlastung 
schaltet. Allerdings wird jetzt DIREKT der jeweilige andere Pumpenkreis 
betätigt und es scheint so, als wäre die komplette Steuerung 
verselbstständigt.

Ebenfalls ist mir durch Zufall aufgefallen, dass es zu diversen 
Auslösungen kommt, wenn andere Geräte (Beispiel Lötkolben) an der selben 
Kabeltrommel wie mein Projekt ein- und ausgeschaltet werden.

Dies ist ein riesiges Problem, da es teilweise auch schon dazu gekommen 
ist, dass alle Relais betätigt sind und auch betätigt BLEIBEN!

Spannungsspitzen? Spannungseinbrüche? Ich bin kein Elektrik- / 
Elektronikexperte und bitte hier freundlichst um euren Rat und eure 
Hilfe.

Ich habe schon mit RC-Gliedern an den einzelnen Relais gearbeitet. Keine 
Besserung.
Die Idee, dass eventuell die Sensoren Probleme verursachen konnte ich 
damit ausschließen, in dem ich die IR-Sensoren durch normale Taster (mit 
Software-Entprellung) getauscht und getestet habe.
Ein Austausch gegen 4 hochwertigere Relais (Finder) hat ebenfalls keine 
Besserung gebracht.

Aktuell warte ich auf einen Trenntransformator und neue 
Entstörkondensatoren um diese zu testen.


Was habt ihr für Ideen oder Lösungen? Hattet ihr bereits ähnliche 
Erfahrungen und konntet diese beseitigen?

Ich bedanke mich vorab schonmal für eure Hilfe!

Mit freunldichen Grüßen,
Lars

: Bearbeitet durch User
von kenny (Gast)


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Lars B. schrieb:
> 5V+ und GND zwacke ich direkt vom Arduino ab und lege diese auf je einen
> Verteilerblock. Von diesen Verteilerblöcken aus werden meine beiden
> Sensoren, sowie mein Relaisboard mit Spannung und GND versorgt.

Schlechte Idee, der Regler auf dem Arduino Board ist nicht für solche 
Lasten ausgelegt. Ich persönlich würde die komplette Schaltung mit einem 
MEanwell Netzteil versorgen (230V AC/ 5V DC).

Verlink mal bitte die Sensoren und das Relais Board.

von W.P. (Gast)


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Lars B. schrieb:
> Meinen Arduino Versorge ich mit 12V= durch ein Schaltnetzteil:
>
> 5V+ und GND zwacke ich direkt vom Arduino ab und lege diese auf je einen
> Verteilerblock.

Ich vermute, das hält der kleine 5V-Regler am Uno nicht (lange) aus. Von 
12 auf 5 Volt wird er, allein für den Uno, schon gut ausgelastet. Besser 
direkt mit 5 Volt versorgen (USB oder 5V-Pin).

von M. K. (schuk0)


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Deine Idee den Neutralleiter zu schalten ist hoffentlich ein schlechter 
Scherz!

Bau das mit 24V Geräten und lass die Finger von Netzspannung... Du hast 
offensichtlich keine Ahnung davon.

von Wahrn Hinweisss (Gast)


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von Peter D. (peda)


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Du schaltest induktive Lasten, das gibt massig Störimpulse beim 
Abschalten. Schalte mal je einen Varistor 275V parallel zu den 
Kontakten.

Und verlege die Niedervoltkreise möglichst weit getrennt von den 230V 
Leitungen.

von OldMan (Gast)


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Als erstes solltest Du mit Relais L schalten und nicht den 
Neutralleiter.
Besorge Dir für die Relaisausgänge MOVs, bspw. V250L40B (General 
Electric) oder vergleichbare.
Diese verbindest Du parallel zum Schaltkontakt der Relais. Die MOVs 
dämpfen die Spannungsspitzen beim abschalten der Motoren / Ventile.
Wenn jetzt gleich wieder ein paar Besserwisser um die Ecke kommen und 
sagen MOVs wären dazu ungeeignet, ignoriere das. Bevor ein MOV stirbt, 
geht vorher der Motor kaputt.
Ganz schlecht ist die Tatsache, dass Du die 5V vom Arduino nimmst. 
Besser wäre ein 5V Netzteil für alles. Den Arduino kann man auch direkt 
mit 5V speisen.
Die 230VAC und die Logik, sollten so weit wie möglich räumlich getrennt 
von einander sein. Zumindest sich nicht kreuzen. Ein Netzfilter vor dem 
Netzteil, falls es keinen eigenen hat, ist auch kein Fehler. Das Gehäuse 
vom Netzteil sollte auf PE liegen.
Am 5V Ausgang des Netzteils parallel eine Schutzdiode zu installieren, 
hilft auch gegen negative Transienten (bspw. eine 1N4007). Ring an +.

von Einhart P. (einhart)


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Mit der Software kann auch einiges gegen kurze Störungen getan werden. 
Wenn die Sensorik nicht sehr zeitkritisch ist, dann frage die Eingänge 
mehrfach ab. Erst wenn der Zustand z.B. fünf- oder zehnmal unverändert 
gelesen wurde die entsprechende Aktion ausführen.

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