Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PCB Komponenten zur Ansteuerung von Wasserpumpen (Anfänger)


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von M. K. (dermerlin)



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Guten Morgen zusammen,

ich möchte mich mal wieder auf ganz neues Eis begeben und mich an meinen 
eigenen PCBs probieren.
Für mein Projekt möchte ich 2 PCBs erstellen. Ich muss zugeben, dass ich 
blutiger Anfänger bin was sowas angeht.
Ich habe es mal in dieses Forum gepackt, da es irgendwie noch eher um 
den Elektronik-Anteil geht als um die Platine selbst.

Auf dem ersten PCB möchte ich einen ESP8266 und einen Multiplexer sowie 
einen 12V zu 5V Converter aufstecken können.
Der Multiplexer hat insgesamt 16 Ports, wobei jeder Port eine 
Wasserpumpe (12V) anschließen soll.
Das "Basisboard" soll nun 4 (XHB) Konnektoren haben, die jeweils 4 
Pumpen ansteuern.

Und um dieses "Erweiterungsboard" soll es hier gehen.

Dabei war mein Gedanke, dass dieses Board einen 8 Pin Connector hat, wo 
jeweils die Signale vom Multiplexer (3.3V) ankommen,
sowie die 12V und GND vom Hauptboard, welche ich benötige, um die 
Wasserpumpen zu steuern.
2 Pins hätte ich mir erst mal für später offen gehalten.
Falls es wichtig ist: Durch den Aufbau kann aktuell immer nur 1 von den 
16 Pumpen aktiv sein.

Naja in meinem Kopf zumindest ist der Aufbau ganz einfach.
3.3V vom Multiplexer steuern das Relay und an dem Relay selbst hängt 
dann die Wasserpumpe.
Vor jedes Relay sollte noch eine Diode geschaltet werden, wenn ich das 
richtig verstanden habe.

Ich habe mal 3 Bilder angehangen, wie das Ganze bei mir in EasyEDA 
aussieht.

Was ich mich nur Frage:

Wenn ich mir bei Amazon bspw. ein Relay-Board anschaue, dann sind
dort noch Optokoppler, Transistoren usw.
https://www.amazon.de/dp/B07N2Z1DWG/
Brauch ich das alles? Oder würde mein eigenes Board gerade schon 
funktionieren?

Wenn ich es richtig verstanden habe sind die Transitoren dafür da, dass 
ich auch mit niedrigerer Spannung
das Relay schalten kann. Wenn ich mir das Datenblatt von dem Relais 
anschaue, steht dort
"Pull-In Voltage (VDC) = 75% Max"
"Drop-Out Voltage (VDC) = 10% Min"
https://imgaz.staticbg.com/images/upload/2014/05/SKU134902/SKU134902h.jpg.webp
Daraus verstehe ich jetzt, dass wenn das Signal unter 1.2V geht, das 
Relais nicht triggert,
alles über 1.2V bis 9V (75% von 12V) allerdings triggert. Daher würde 
ich hier ja keine Transitoren benötigen.

Kann ich über so einen 8 Pin Konnektor überhaupt 12V dauerhaft laufen 
lassen?
Das Netzteil hat gerade 1 Ampere, ich denke nicht, dass ich über 2 
Ampere hinauskommen werde.

Ist es in Ordnung, wenn sich 12V und 5V immer die Masse teilen?
Teilweise wird auch die Verwendung von MOSFETS genannt. Wäre das auch 
eine Option hier?
Irgendwann möchte ich auch, dass die Wasserpumpen sich in die andere 
Richtung drehen, aber dafür bräuchte ich wohl mehrere Relais pro Pumpe.
Das ist wohl eher ein Thema für später.

Bin für jede Tipps/Hinweise dankbar.

Beste Grüße

Merlin

: Verschoben durch Moderator
von Harald A. (embedded)


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Hat noch keiner geantwortet bis jetzt, merkwürdig… evtl hast Du etwas 
viel Prosa, da muss man ja 3x lesen. Ich füge meine Antworten mal ein.

> Für mein Projekt möchte ich 2 PCBs erstellen. Ich muss zugeben, dass ich
> blutiger Anfänger bin was sowas angeht.
Dafür bist Du ja mal schon ein Stück weit gekommen.

> Dabei war mein Gedanke, dass dieses Board einen 8 Pin Connector hat, wo
> jeweils die Signale vom Multiplexer (3.3V) ankommen,
> sowie die 12V und GND vom Hauptboard, welche ich benötige, um die
> Wasserpumpen zu steuern.

Wieviel Strom benötigen die Pumpen denn? Außerdem wenn Du mal nachmessen 
willst rutscht man mal schnell auf die 12V ab und alles ist hinüber. 
Besser separater Versorgungsstecker.

> Vor jedes Relay sollte noch eine Diode geschaltet werden, wenn ich das
> richtig verstanden habe.
Soweit ja.

> Wenn ich mir bei Amazon bspw. ein Relay-Board anschaue, dann sind
> dort noch Optokoppler, Transistoren usw.
> https://www.amazon.de/dp/B07N2Z1DWG/
> Brauch ich das alles?

Du kannst mit den 3.3V nicht direkt das Relais steuern, Spannung und 
Strom zu niedrig.

> Oder würde mein eigenes Board gerade schon
> funktionieren?
Nein

> Wenn ich es richtig verstanden habe sind die Transitoren dafür da, dass
> ich auch mit niedrigerer Spannung
> das Relay schalten kann.
Genau. Google ähnliche Schaltpläne, da gibt es tausend Beispiele. Auch 
hier unter Grundlagen.

Wenn ich mir das Datenblatt von dem Relais
> anschaue, steht dort
> "Pull-In Voltage (VDC) = 75% Max"
> "Drop-Out Voltage (VDC) = 10% Min"
> https://imgaz.staticbg.com/images/upload/2014/05/SKU134902/SKU134902h.jpg.webp
> Daraus verstehe ich jetzt, dass wenn das Signal unter 1.2V geht, das
> Relais nicht triggert,
> alles über 1.2V bis 9V (75% von 12V) allerdings triggert. Daher würde
> ich hier ja keine Transitoren benötigen.
>
Ich habe es jetzt nicht nachvollzogen, wie Du darauf kommst, aber das 
ist komplett falsch. Gibt auch hier genug Grundlagen, die Dir das 
vermitteln. Das würde hier den Rahmen sprengen.
@Stefan oder Falk, ihr habt doch immer die passenden Links zur Hand)

> Kann ich über so einen 8 Pin Konnektor überhaupt 12V dauerhaft laufen
> lassen?
Kommt auf die Pumpe an.

> Das Netzteil hat gerade 1 Ampere, ich denke nicht, dass ich über 2
> Ampere hinauskommen werde.

Kann sein, dass der Anlaufstrom ein Problem wird. Evtl. Kondensator 
vorsehen.
>
> Ist es in Ordnung, wenn sich 12V und 5V immer die Masse teilen?
Jein, wenn der Strom zu hoch wird kann es Probleme geben.

> Teilweise wird auch die Verwendung von MOSFETS genannt. Wäre das auch
> eine Option hier?
Mach ma mit Relais weiter, das wäre Schritt x.

> Irgendwann möchte ich auch, dass die Wasserpumpen sich in die andere
> Richtung drehen
Rückwärtsdrehende Wasserpumpen, was soll das sein?

> aber dafür bräuchte ich wohl mehrere Relais pro Pumpe.
Ja, je 2.

> Merlin

: Bearbeitet durch User
von Teo (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Hat noch keiner geantwortet bis jetzt, merkwürdig… evtl hast Du etwas
> viel Prosa,

Nö, das wird nur ein Kindergartenprojekt. Der TO hat nicht das geringste 
Technisches-Verständnis, den kannst du nur an die Hand nehmen und Ihm 
jeden Handgriff 'vormachen'. Viel Spaß beim Pumpen multiplexen....

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wenn man Relais verwendet, braucht man keine Optokoppler. Das ist 
doppelt gemoppelt, wie Hosenträger + Gürtel. Irgendein Chinese hat das 
mal mit den billigsten Relais gemacht, die es gibt und seit dem bauen 
das viele Chinesen nach, weil: verkauft sich offenbar gut.

Diese viel zu kleinen Würfel-Relais sind für 230V nicht geeignet. Um 
tödliche Stromschläge zu vermeiden verlangt der VDE eine Isolation auf 
mindestens 2500 Volt bei mobilen Geräten mit Netzstecker und 4000V bei 
fest installierten Geräten. Damit das Ganze funktioniert, müssen auch 
die Leiterbahnen genug Abstand zueinander haben. Überlicherweise 
mindestens 6 mm mit Lackisolierung.

Du hast 12V, also nochmal Glück gehabt. Ich kann es trotzdem nicht 
lassen, immer wieder darauf hinzuweisen.

Weiterhin solltest du darauf achten, dass die Kontakte der Relais zu 
Last passen. Motoren, Heizungen, Lampen und Schaltnetzteile ziehen beim 
Anlaufen typischerweise 5 bis 10x so viel Strom, wie danach. Die 
Kontakte des Relais müssen das aushalten. Diese Relais eignen sich also 
nur für recht kleine Pumpen.

Die übliche Ansteuerung eines Relais per Mikrocontroller ist im Artikel 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Schaltstufe_f.C3.BCr_kleine_Lasten 
gezeigt und erklärt.

> "Pull-In Voltage (VDC) = 75% Max"

Bedeutet: erst ab 75% der Nennspannung (9V) zieht es sicher an.

> "Drop-Out Voltage (VDC) = 10% Min"

Bedeutet: Unterhalb von 10% der Nennspannung (1,2V) fällt es sicher ab.
Dazwischen ist der verbotene Bereich, denn man nicht nutzen soll.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (dermerlin)


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@Harald:
Danke für deine Antwort.
Ich werde mir das alles noch mal genauer anschauen.
Mit den Relais das habe ich auch mittlerweile herausfinden können.
Ich kann ja auch einfach 3V Relais nehmen, dann müsste ich nur schauen, 
dass genug Strom ankommt. Weiß garnicht wie ich darauf gekommen bin, 
dass ich ein 12V Relais nehmen muss, nur weil 12V dranhängen.

Bzgl. den Strom über die Pins laufen zu lassen:
Dann werde ich mal schauen, wie viel Strom über die Kabel geht, meiner 
Recherche nach müsste es ein AWG24 Kabel aber zumindest über kurze 
Distanzen tun. Muss ich nur noch herausfinden, ob das PCB das auch 
mitmachen würde.

Auch das mit dem Kondensator werde ich mir mal anschauen, auch wenn das 
Austauschen des Netzteils kein Problem wäre.

"Rückwärtsdrehende Wasserpumpen, was soll das sein?"
Es sind peristaltische Pumpen, also quasi hängt nur ein Motor daran und 
wenn ich die Polarität ändere, drehen diese sich in die andere Richtung 
und pumpen somit auch in die andere Richtung.

Vielen Dank für deine Hilfe.

@Stefan
Auch danke für den Hinweis.
Das hatte mich auch sehr gewundert mit den Relais.
Okay, dann kann ich den Optokoppler erst mal weglassen und werde mir den 
Artikel von dir anschauen.
Die Motoren ziehen gerade mal 350mA, das sollten also auch die einfachen 
Relais aushalten. Sollte ich mein Netzteil wohl nur noch etwas höher 
ansetzen als 1A. Aber das hat Harald ja auch schon in etwa gesagt.

Und @Teo:
Schön, dass du denkst dass es nur ein Kindergartenprojekt ist.
Es ist ja wohl nicht so, als wenn ich hier ein riesen Projekt starten 
möchte. Weiß nicht was solche Müll-Kommentare sollen. Vermutlich noch 
ausgeloggt um "anonym" den Kommentar zu schreiben.
Viel Spaß beim weiter Threads durchstöbern nur um anonym 
drunterzuschreiben,
dass deiner Meinung nach die Leute zu doof sind und keine Hilfe verdient 
haben.

von Harald A. (embedded)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Diese viel zu kleinen Würfel-Relais sind für 230V nicht geeignet.

Er hat ja 12V hier, aber nur so am Rande: vlt. haben die Chinesen genau 
deshalb noch einen Optokoppler gesetzt, quasi so als “Verantwortung” dem 
Leben gegenüber.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M. K. schrieb:
> Ich kann ja auch einfach 3V Relais nehmen, dann müsste ich nur schauen,
> dass genug Strom ankommt. Weiß garnicht wie ich darauf gekommen bin,
> dass ich ein 12V Relais nehmen muss, nur weil 12V dranhängen.

Das liegt doch nahe. Zum einen gibt es nur wenige 3V Relais, zum Anderen 
nimmt man vorzugsweise eine Spannung, die schon da ist.

Und dass die Stromstärke bei den 3V Relais ein Knackpunkt ist, hast du 
ja schon selbst erkannt.

von Harald A. (embedded)


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M. K. schrieb:
> Ich kann ja auch einfach 3V Relais nehmen

Du brauchst trotzdem einen Transistor, der Portpin kann den Strom nicht 
treiben.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M. K. schrieb:
> Die Motoren ziehen gerade mal 350mA, das sollten also
> auch die einfachen Relais aushalten.

Ja OK. Wobei ich überhaupt keine Relais verwenden würde, sondern die 
Motoren direkt an die Transistoren hängen würde. Zum Beispiel IRLZ44N, 
die halten einiges aus und kosten weniger als die Relais.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Man kann aber schon dazu sagen, das die Boards mit Optokoppler und 
Relais nicht schaden. Ein Optokoppler ist eben so einfach wie eine LED 
anzusteuern und deswegen auch vom kleinsten MC auf dem Markt zu 
betreiben.
Und bei den Preisen für fertige 4/8/12 Kanal Boards muss man wirklich 
überlegen, ob man sowas selber fertigen will, vor allem, wenn es 
wirklich nur um 12V geht.

Allerdings macht mich der 'Multiplexer' stutzig, denn der kann zwar 
momentan ein Signal routen, aber nichts davon zwischenspeichern. Zeig 
doch bitte mal den Ausgang des Controllers, mit dem die Relais 
angesteuert werden sollen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Matthias S. schrieb:
> Ein Optokoppler ist eben so einfach wie eine LED
> anzusteuern und deswegen auch vom kleinsten MC auf dem Markt zu
> betreiben.

Nur blöd, dass die meisten dieser Boards noch eine weitere LED dazu in 
Reihe haben und deswegen nicht für 3,3V geeignet sind. Dann fängt man 
schon wieder zu tricksen an, was nicht Sinn der Sache war.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Ein Optokoppler ist eben so einfach wie eine LED
>> anzusteuern und deswegen auch vom kleinsten MC auf dem Markt zu
>> betreiben.
>
> Nur blöd, dass die meisten dieser Boards noch eine weitere LED dazu in
> Reihe haben und deswegen nicht für 3,3V geeignet sind. Dann fängt man
> schon wieder zu tricksen an, was nicht Sinn der Sache war.

Naja, wenn das wirklich so ist, ersetzt man die LED durch eine 
Drahtbrücke oder setzt einen Lötzinnklecks drauf. Der TE ist ja sogar 
bereit, sich eine Platine machen zu lassen, da ist so eine kleine 
Manipulation ja was für die Sonntagsschule.

von PittyJ (Gast)


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Bevor ich mir eine Platine designe, würde ich doch erst einmal einen 
Brettaufbau zusammenstecken. Es reicht ja dann auch nur 1 Relais.
Dann könnte man sehen ob es schaltet, und die Spannungen/Ströme 
durchmessen.
Erst wenn die Bauteile feststehen, dann kommt in Schritt 2 eine PCB.

Macht man das heute nicht mehr so?

von Michael B. (laberkopp)


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M. K. schrieb:
> Oder würde mein eigenes Board gerade schon funktionieren?

Nein.

Du wirst vor allen Dingen eine Funkentstörung brauchen, also Snubber an 
den Relaiskontakten,

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25.1

und eben die schon genannte Stromverstärkung damit ein schwacher 
Multiplexerausgang auch ein stromfressendes Relais steuern kann, also 
einen Transistor.

Zudem ist die Leitungsführung der Relaisversorgungsspannung interessant 
damit ein schaltendes Relais nicht den uC stört.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25.2

Matthias S. schrieb:
> Man kann aber schon dazu sagen, das die Boards mit Optokoppler und
> Relais nicht schaden.

So ein Optokoppler braucht halt erheblich mehr Strom als ein 
Transistor-Gate.

Harald A. schrieb:
> vlt. haben die Chinesen genau
> deshalb noch einen Optokoppler gesetzt, quasi so als “Verantwortung” dem
> Leben gegenüber.

Schwachsinn. Daher verwenden sie wohl auch die unsäglichen Songle Relais 
die 230V~ nicht ausreichend von SELF isolieren.... und verbinden Masse 
vor dem Optokoppler mit Masse nach dem Optokoppler damit der Optokoppler 
auch garantiert nicht galvanisch trennt.

M. K. schrieb:
> nur weil 12V dranhängen

Keine 230V~, nur 12V= ? Dann interessiert dich die Isolierfähigkeit 
nicht.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wobei ich überhaupt keine Relais verwenden würde, sondern die
> Motoren direkt an die Transistoren hängen würde.

Es sei denn, sie sollen:

M. K. schrieb:
> Es sind peristaltische Pumpen, also quasi hängt nur ein Motor daran und
> wenn ich die Polarität ändere, drehen diese sich in die andere Richtung
> und pumpen somit auch in die andere Richtung.

vorwärts und rückwärts drehen. Dann nimmt man wohl besser einen RZ7886 
o.ä.

Aber eine Entstörung, nun statt Snubber am Relais bzw. Brückentreiber 
lieber direkt am Motor, ist auch bei 12V Motoren zu empfehlen:
1
                 +--47uH--+---+---+
2
                 |        |   |   |
3
                 |        | 47nF  |
4
 ----------------+        |   |   |
5
verdrillte Zuleitung    47nF  +--(M)
6
 ----------------+        |   |   |
7
                 |        | 47nF  |
8
                 |        |   |   |
9
                 +--47uH--+---+---+

von Harald A. (embedded)


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Michael B. schrieb:
> Schwachsinn

Hach, für deine stets gewählte und liebenswerte Wortwahl lieben dich die 
Leute in diesem Forum. Weiter so.

von Axel (Gast)


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Harald A. schrieb:
> vlt. haben die Chinesen genau deshalb noch einen Optokoppler gesetzt,
> quasi so als “Verantwortung” dem Leben gegenüber.

der dann auch die 2500 / 4000 nicht aushält?

von Helge (Gast)


Angehängte Dateien:

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Es sollen also nur kleine Wasserpumpen mit 12V und 1A betrieben werden? 
- Noch dazu von der gleichen Versorgung wie die Steuerseite?

Dann ist galvanische Trennung mit Relais überflüssig. Das läßt sich mit 
Transistoren einfach aufbauen. Plus der Pumpen und die 12V 
zusammenschalten. Minus der Pumpen mit bipolaren Transistoren wie 
2SC2655 oder mit Mosfets schalten. Beispiel für bipolare Transistoren im 
Bild.

Die 8 Kontakte vom Stecker ausnutzen: Rel1  Rel2  Rel3  Rel4  GND / 
GND / +12 / +12 auflegen. Wenn sowas paar mal gesteckt wird, werden die 
Kontakte schlechter und tragen den Strom schlechter.

von M. K. (dermerlin)


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Oh, jetzt geht es auf einmal richtig los.
Das muss ich mir erst einmal alles genau anschauen.

Einmal zur genauen Aufklärung, welche Teile ich verwenden möchte:

1x 5V ESP8266 NodeMCU: https://www.amazon.de/dp/B074Q2WM1Y/
16x 12V Peristaltische Pumpe (verbraucht etwa 350mA): 
https://www.amazon.de/dp/B07YWY29XL
1x 5V CD74HC4067 16-Kanal Analog Digital Multiplexer: 
https://www.amazon.de/dp/B06Y1L95GK/
1x 12V -> 5V Step Down Modul: https://www.amazon.de/dp/B07MMD6M6P

FALLS es mit Relais sein sollte würde ich die
3V Songle Relais nehmen: Ebay-Artikel Nr. 393198930882

Zu Beginn habe ich ein 12V Netzteil, das ich an das 12V->5V Modul 
anschließe. So habe ich 5V für meinen ESP8266 und theoretisch
dann die 12V für meine Pumpen. Ein größeres Netzteil zu nehmen ist kein 
Problem.
Es läuft immer nur eine Pumpe gleichzeitig.
Die Pumpen können auch gut und gerne mal 10 Minuten am Stück laufen, 
falls das noch wichtig ist.

Der ESP8266 gibt über einen Pin das Signal ON an den Multiplexer, der 
dieses Signal an die entsprechende Pumpe weitergibt.
Beim Multiplexer gehen als Signal etwa 3,3V mit (max) 12mA aus. Hierfür 
brauche ich dann den Transistor.
(@Matthias S.: Es soll nichts zwischengespeichert werden, der Controller 
gibt das Signal "ON" über einen Pin und sagt über 4 weitere Pins, welche 
Pumpe der 16 angesteuert werden soll.
Wenn das Signal aufhört, soll die Pumpe auch sofort ausgehen.)

Jetzt sind wir wieder bei den Transistoren, Mosfets, Snubbern, 
Brückentreibern.
Hier geht die Meinung scheinbar ja öfter stark auseinander.

@PittyJ: Es geht auch eher um die Komponenten, ich wollte nur sagen, was 
das längerfristige Ziel für mich sein soll.
Ich dachte es ist nur einfacher zu erklären, wenn ich schon irgendwelche 
Bilder/Plänge hochlade, damit sich die Leute es besser vorstellen 
können.
Von einer PCB bin ich noch sehr weit entfernt.

So jetzt muss ich mir aber erst einmal die ganzen genannten Komponenten 
hier genauer anschauen und die Pros/Cons durchlesen.
Vielen Dank schon einmal für die ganzen Anregungen.

Noch ein kleiner Nachtrag wozu das Ganze:
Derzeit verwende ich ein fertiges Board mit 8 Relais, wovon ich derzeit 
4 verwende. Das ist aktuell aber schon ein unglaubliches Kabelchaos, 
dass ich auf die Idee gekommen bin eventuell ein kleines Board zu 
entwickeln, welches diesen Kabelsalat verhindern könnte.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Anstelle des analog Multiplexers scheint mir ein TPIC6B595 viel 
sinnvoller. Daran kannst du die 12V Relais direkt (ohne Transistor) 
anschließen und gleichzeitig nutzen. Außerdem kannst du beliebig viele 
dieser IC verketten um auf mehr Ausgänge zu kommen.

Einziger Haken ist: Das IC will 5V Signalpegel sehen, du brauchst also 
einen kleinen Pegelwandler zwischen dem NodeMCU und diesem IC.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (dermerlin)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Anstelle des analog Multiplexers scheint mir ein TPIC6B595 viel
> sinnvoller. Daran kannst du die 12V Relais direkt (ohne Transistor)
> anschließen und gleichzeitig nutzen. Außerdem kannst du beliebig viele
> dieser IC verketten um auf mehr Ausgänge zu kommen.
>
> Einziger Haken ist: Das IC will 5V Signalpegel sehen, du brauchst also
> einen kleinen Pegelwandler zwischen dem NodeMCU und diesem IC.

Wow, das sieht fantastisch aus.
Ehrlichgesagt habe ich mich schon gefragt, warum es so umständlich ist 
mit dem analogen Multiplexer.
Durch den Hinweis bin ich gerade auf dieses Projekt gestoßen:
https://forum.arduino.cc/t/auto-grow-project-basic-current-questions/473981

Das muss ich noch mal genauer nachschauen, aber der TPIC6B595 gibt 
maximal 80mA pro Pin aus. Der TPIC6A595 kann scheinbar sogar bis 350ma 
pro Pin, das würde dann ja schon für die Pumpen komplett reichen, dann 
bräuchte ich gar keine Relais mehr?

Mit dem kleinen Pegelwandler wäre ja kein Problem. Mal eine gewagte 
Frage mit meinem absoluten Anfängerwissen: Könnte ich auch einen MOSFET 
nehmen und an mein Board einfach die 4 Signale, 5V, 12V übergeben und 
mit den Signalen dann über das Mosfet die 5V an dem TPIC6A595 schalten?
Falls ja, gäbe es hier Vorteile/Nachteile?

Vielen Dank für den Tipp!
Werde mir dann dieses Arduino Projekt auch noch einmal komplett 
anschauen

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M. K. schrieb:
> Der TPIC6A595 kann scheinbar sogar bis 350ma pro Pin

Vorsicht, denn die Summe aller Ströme ist auch begrenzt. Du kannst da 
nicht einfach alle Ausgänge gleichzeitig voll belasten.

Und bedenke, dass Motoren beim Anlaufen 5 bis 10x so viel Strom 
aufnehmen.

M. K. schrieb:
> Könnte ich auch einen MOSFET
> nehmen und an mein Board einfach die 4 Signale, 5V, 12V übergeben und
> mit den Signalen dann über das Mosfet die 5V an dem TPIC6A595 schalten?

Zeichne das mal, samt Signalquelle.

: Bearbeitet durch User
von Christian F. (christian_f476)


Angehängte Dateien:

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Der ULN2803 kann direkt mit 3.3V die Relais ansteuern und in der Summe 
(!) 500mA liefern, man kann bei dem auch zwei Pfade zusammenschalten.
Das Teil kostet 50cent oder so.

Daran dann Print-Relais' mit 12vdc Spulen Spannung, auch etwa 50cent.

Zu den Zwischenspannungen und Optokopplern gibt es eigentlich nichts zu 
sagen da die unnötig sind.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mir ist noch ein Chip dafür eingefallen. Der TPIC2810 kann per I²C Bus 
mit 3,3V angesteuert werden und treibt die Relais direkt an.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (dermerlin)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Zeichne das mal, samt Signalquelle.

Ich muss mir erst einmal die Chips usw. anschauen.
Hoffe, dass ich morgen etwas Zeit finde und werde dann mal ein Tool 
raussuchen und das Ganze zeichnen.

Christian F. schrieb:
> Der ULN2803 kann direkt mit 3.3V die Relais ansteuern und in der Summe
> (!) 500mA liefern, man kann bei dem auch zwei Pfade zusammenschalten.
> Das Teil kostet 50cent oder so.

Danke, den werde ich mir auch mal anschauen!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M. K. schrieb:
> werde dann mal ein Tool raussuchen

Zum Beispiel KiCad. Oder Stift, Papier und Fotokamera.

von MaWin (Gast)


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M. K. schrieb:
> Ehrlichgesagt habe ich mich schon gefragt, warum es so umständlich ist
> mit dem analogen Multiplexer.

ANALOGE Multiplexer zur Ansteuerung von Pumpenmotoren ?

Da bist du ja völlig falsch abgebogen.

TPIC2801 oder TPIC6x595 sind allerdings ebenso wie ULN2803 
unterdimensioniert für 350mA (Nennstrom) Pumpen, denn wie schon 
geschrieben brauchen die leicht mal das 10-fache, also 3.5A im 
Anlaufmoment, und die Elektronik soll das Anlaufen ja überstehen.

Einzelne MOSFETs wie IRL6244 schaffen das aber leicht, wenn es nicht um 
umpolen der Motoren zur Drehrichtung- also Pumprichtungsumkehr geht.

Aber dir fehlt am ESP die nötige Anzahl von Ausgängen, also brauchst du 
Portexpander von seriell auf parallel, die könnten natürlich auch gleich 
aus 3.3V satte 12V zur Gate-Ansteuerung von normalen MOSFETs machen.

Also entweder 74HC595 bei den 3.3V ansteuerbaren IRL6244, oder LED 
Konstantstromtreiber die statt der LED einen 1k Widerstand nach 13V 
haben steuern das Gate eines (BUZ10 Uralt-MOSFET für Grobmotorische).

von Christian F. (christian_f476)


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MaWin schrieb:
> TPIC2801 oder TPIC6x595 sind allerdings ebenso wie ULN2803
> unterdimensioniert für 350mA (Nennstrom) Pumpen,

Deswegen sind die ja auch für die Relais die der TO verwenden möchte.

von Noname (Gast)


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Toshiba DC Motor Driver TB67H451FNG(O,EL)

von Helge (Gast)


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Es gibt einen Baustein, der ist für das hier gut passend: SPI, 4 Kanäle 
mit 2,3A, incl. Schutzdioden. 4 davon auf eine Platine, fertig.
https://www.ti.com/product/DRV8804

von M. K. (dermerlin)


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Erst einmal vielen Dank für eure ganzen Tipps/Hinweise usw.
Ich habe mich quasi den halben Tag jetzt nur mit Transistoren verwendet 
und verschiedenste Optionen einmal durchgespielt.

Die, die mir am einleuchtendsten schien mir im Endeffekt die Lösung mit 
Mosfets anstatt Relais zu sein.

Ich habe jetzt ein paar IRLZ44N bestellt.
Mit diesen werde ich einmal versuchen die Motoren (mit einem 2k 
Widerstand) anzusteuern und die Motoren noch einmal mit einer 1N4004 
Diode "abzusichern".

Es war eigentlich nie der Plan auf biegen und brechen Relais zu 
verwenden, ich dachte einfach es gab keine andere sinnvolle Möglichkeit.

Ich habe mir wirklich jede vorgeschlagene Komponente angeschaut und habe 
eine Menge gelernt. Vielen Dank dafür.

Jetzt werde ich es aber erst einmal mit diesen Mosfets probieren.
Ein riesen Vorteil ist natürlich auch, dass diese noch viel 
platzsparender sind.

von Harald A. (embedded)


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M. K. schrieb:
> Jetzt werde ich es aber erst einmal mit diesen Mosfets probieren.
> Ein riesen Vorteil ist natürlich auch, dass diese noch viel
> platzsparender sind.

Wenn Du damit eine H-Brücke (Vorwärts/Rückwärts) aufbauen willst wird es 
allerdings eine Spur komplizierter. Machbar, aber erfordert schon etwas 
mehr Know-How als eine simple Relaisumschaltung.

von Helge (Gast)


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M. K. schrieb:
> mit einer 1N4004 Diode "abzusichern"

Die sind eher zu langsam. UF400x oder SB120 oder sowas ist schneller.

https://www.vishay.com/docs/88755/uf4001.pdf

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Helge schrieb:
>> mit einer 1N4004 Diode "abzusichern"
> Die sind eher zu langsam.

Stimmt für PWM. Ich glaube aber dass der TO die Motoren nur ein/aus 
schalten wollte. Sonst hätte ich auch von den 2kΩ Widerständen vor den 
Gates der MOSFET abgeraten bzw. 220Ω empfohlen.

Also dieses Transistoren neu waren, wurden sie oft Power-MOSFET genannt. 
Ist das noch aktuell oder macht man sich damit lächerlich?

von M. K. (dermerlin)


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Harald A. schrieb:
> Wenn Du damit eine H-Brücke (Vorwärts/Rückwärts) aufbauen willst wird es
> allerdings eine Spur komplizierter. Machbar, aber erfordert schon etwas
> mehr Know-How als eine simple Relaisumschaltung.

Ja, das habe ich schon gesehen, soll aber auch eher ein längerfristiges 
Ziel sein. Ich habe zumindest schon Lösungen gesehen, die haben dann 4 
von den Mosfets verwendet. Wenn ich dann noch 2 Transistoren dazunehme 
zum schalten und die doppelte Anzahl an Pins zur Ansteuerung habe, 
sollte das aber auch möglich sein.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stimmt für PWM. Ich glaube aber dass der TO die Motoren nur ein/aus
> schalten wollte. Sonst hätte ich auch von den 2kΩ Widerständen vor den
> Gates der MOSFET abgeraten bzw. 220Ω empfohlen.
>
> Also dieses Transistoren neu waren, wurden sie oft Power-MOSFET genannt.
> Ist das noch aktuell oder macht man sich damit lächerlich?

Genau, es geht rein um das ein-/ausschalten. Die Geschwindigkeit der 
Motoren muss nicht angepasst werden und wird vermutlich auch für diesen 
Fall niemals wichtig sein.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wie war das mit der Dreh-Richtung. Wolltest du sie ändern können? Dann 
brauchst du Relais oder H-Brücken.

Siehe 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf

Kapitel 3.5.2
Kapitel 8.1.4

von M. K. (dermerlin)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wie war das mit der Dreh-Richtung. Wolltest du sie ändern können? Dann
> brauchst du Relais oder H-Brücken.
>
> Siehe
> 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
>
> Kapitel 3.5.2
> Kapitel 8.1.4

Sehr gute Lektüre, danke. Ich gehe davon aus, dass das deine Seite ist? 
Wirklich sehr gute Arbeit. Die PDF werde ich demnächst einmal komplett 
durchgehen.
Aktuell muss ich sie noch nicht ändern können. Ich will ja zumindest 
erst einmal etwas kleiner anfangen, möchte dies aber später irgendwann 
nachrüsten.

Ich habe noch nach weiteren Optionen geschaut um meinen Multiplexer 
auszutauschen. Du hattest einmal den TPIC6A595 angesprochen. Diesen 
müsste ich ja mit einem 5V Signal versorgen.

Gerade bin ich noch auf den MCP23017 
(https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/20001952c.pdf) 
gestoßen.
Quasi ein 16-Port IO-Expander. Diesen sollte ich direkt mit 3.3V 
betreiben können und hätte direkt 16-Ports anstatt den 8 vom TPIC6A595.
Hier würde ich mir auch noch den extra Transistor oder den Pegelwandler 
sparen und könnte über die Mosfets direkt die Motoren ansteuern.
Auch könnte ich hier mehrere MCP23017 aneinanderschalten um theoretisch 
noch mehr Ports zu bekommen.

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