Taster Schaltung mit Bistabilem Relais funktioniert nur ohne Verbraucher

OP #6911036
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Hallo Zusammen,
ich habe ein kleines Problem mit meiner Schaltung und komme einfach 
nicht darauf woran es liegt.

Ich habe eine Schaltung um ein Bistabiles Relais mit einem einfachen 
Taster hin und her zu schalten. Das Ganze wollte ich ohne IC 
realisieren, daher benötigt es ein Bistabiles Relais mit 2 Wechslern und 
zwei Spulen (Schrack/Te rt424f24)

Folgende Schaltung:
https://i.stack.imgur.com/55fWk.gif
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29.1
  1N4148       +24V        1N4148
      +--|>|--+       |       +--|<|--+
      |       |       O       |       |
      |      Rel...../.......Rel      |
      |       |     O   O     |       |
      |       |     |   |     |       |
      +-------(-2k2-(---+     |       |
      |       |     |         |       |
      |       |     +-----2k2-(-------+
      |       |               |       |
      |       +-------+-------+       |
      |               |               |
     22uF          Taster            22uF
      |               |               |
     GND             GND             GND

Im Gegensatz du den vorgeschlagenen Schaltungen nutze ich jedoch die 
1N4148, statt 1N4004 Diode. (Hatte ich schon da)

Mein Problem ist folgendes: Wenn ich meine Schaltung komplett ohne 
Verbraucher betreibe funktioniert alles einwandfrei und ich kann auch 
sehr schnell hin und her schalten.
Wenn ich meine Verbraucher anschließe klappt das umschalten nur sehr 
unzuverlässig und das Relais bleibt in der für Verbraucher 
eingeschalteten Position (Ich kann sie also nicht mehr ausschalten).

Habt ihr eine Idee woran das liegen könnte?

Danke euch schon im Voraus!
Gast #6911214
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oszi40 schrieb:
> Robin S. schrieb:
>
>> Verbraucher anschließe klappt das umschalten nur sehr
>> unzuverlässig und das Relais bleibt in der für Verbraucher
>> eingeschalteten Position
>
> Mal Spannung gemessen? j/n
> Zum Einschalten braucht ein Relais MEHR Spannung als nur zum halten.

Er hat doch ein bistabiles Relais!
Gast #6911224
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H. H. schrieb:
>> Zum Einschalten braucht ein Relais MEHR Spannung als nur zum halten.
> Er hat doch ein bistabiles Relais!

Richtig. Das hat 2 Wicklungen. Wenn jedoch seine Last die Speisespannung 
in die Knie zwingt, konnte könnte der Strom für die 2 Wicklung zum 
zurückschalten etwas zu knapp sein?
Angehängte Dateien:
Gast #6911381
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Auf die 1N4148 fällt Licht. Der Diodensperrstrom lädt den Kondensator. 
Beide Kondensatoren sind geladen. Relais schaltet beim Tastendruck 
nicht, da beide Spulen bestromt werden. Taste ist noch gedrückt. 
Kondensatoren bleiben entladen. Erst ein Loslassen und Wiederdrücken 
führt zu einem Schaltvorgang.
OP #6912096
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Die Verbraucher

Lothar M. schrieb:
> Robin S. schrieb:
>> Wenn ich meine Verbraucher anschließe
> Welche(n) Verbraucher schließt du da wo an? Strom? Spannung?
>
>> und das Relais bleibt in der für Verbraucher eingeschalteten Position
> Klebt der Verbraucherkontakt? Das passiert z.B. bei kapazitiven Lasten
> und üblichen AgNi-Kontakten recht schnell...

Die Verbraucher beziehen 24V und haben die gleiche Stromquelle wie das 
Relais.
Ich habe so das Gefühl dass es "klebt".
Am Anfang ist es nur sehr unzuverlässig und nach einer gewissen Zeit 
schaltet es garnicht mehr.

Die Verbraucher ziehen nicht viel, maximal 0,5A. Ich müsste mal messen 
wie es sich direkt beim Einschalten verhält. Habe allerdings nur ein 
langsames Multimeter.

Außerdem werde ich mal die 1N4004 testen. Muss ich allerdings bestellen.
Danke für eure Tipps!
Gast #6912131
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H. H. schrieb:
> Noname schrieb:
>> Parallel zu den 22uF-Kondensatoren sollten Entladewiderstände
>> sein.
>
> Du hast die Schaltung nicht verstanden.

Ich denke Noname hat hier Recht. Bei der aktuellen Schaltung ist nicht 
gewährleistet, daß der 'inaktive' Kondensator wirklich leer ist. Wenn er 
über den Taster nicht vollständig entladen wurde, oder durch den 
Diodensperrstrom wieder aufgeladen wird, dann wird beim nächsten 
Tastendruck ein Strom durch beide Spulen fließen.

Jeweils einen 47 kOhm Widerstand parallel zu den C's, und damit testen. 
Das sollte auch mit den 1N4848 funktionieren.
OP #6918648
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Spannung bricht nicht wirklich ein bei Last, die Schaltung funktioniert 
jedoch schon ohne Last nicht. Gemessen habe ich 0,3A Ohne Last

Wobei ich Spannungs- und Stromspitzen gerade beim Einschaltung mit 
meinem Multimeter schlecht messen kann.

Die Diode 1N4004 hat keine Besserung gebracht. Auch ein Widerstand 
parallel zu den Kondensatoren hat leider nichts gebracht (Hatte jedoch 
nur 5,6Kohm da)

Eine Sache noch, und das ist mir etwas peinlich dass es mir nicht gleich 
eingefallen ist: Die Stromquelle bringt eigentlich 28V, wobei das Relai 
ja für 24V gemacht ist. Könnte es daran liegen? Meiner Meinung nach 
sollte das Relais die 28V locker abkönnen.
Gast #6918704
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Robin S. schrieb:
> Die Diode 1N4004 hat keine Besserung gebracht.

Das hätte ich auch nicht erwartet, eine Lichtempfindlichkeit in 
Sperrichtung halte ich für Unfug.

Mal gucken: Zwei verschiedene 1N4148 in Sperrichtung bei 40 Volt ans 
Labornetzteil. Ich kann keinen Strom messen - mein Fluke löst maximal 
10nA auf. Zum Test 3,9 MOhm drauf, ja, das Meßgerät funktioniert.

Das ASCII-Schaltbild ... na ja. Nehme ich mal den richtigen Plan von 
https://i.stack.imgur.com/55fWk.gif, den kann ich verstehen. Ich hoffe, 
Du hast die beiden Dioden passend umgebaut!

> Auch ein Widerstand parallel zu den Kondensatoren
> hat leider nichts gebracht (Hatte jedoch nur 5,6Kohm da)

Doch, der muß die Situation deutlich verschlechtern, der Elko kommt auf 
nur noch 17 Volt. Sein Job ist doch, die Energie für die Relaisspule zu 
liefern, nachdem der Umschaltkontakt abgehoben hat.
Gast #6918757
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Robin S. schrieb:
> Die Diode 1N4004 hat keine Besserung gebracht. Auch ein Widerstand
> parallel zu den Kondensatoren hat leider nichts gebracht (Hatte jedoch
> nur 5,6Kohm da)

5,6kOhm anstelle von 47kOhm sind natürlich viel zu wenig. Die bilden mit 
den 2,2kOhm einen Spannungsteiler und ziehen die Spannung zu weit 
herunter. Im Moment bist du doch noch am testen, da kann man dann auch 
mal nicht vorhandene Widerstandswerte auch durch 
Parallel-/Reihenschaltung erzeugen.

Aber ich denke die Ursache deines Problems liegt an anderer Stelle. 
Deine Schaltplanvorlage passt nicht 1:1 zu deinem gewählten Relais.

http://datasheet.octopart.com/RT424F12-Tyco-Electronics-datasheet-8828449.pdf

Das Datenblatt zeigt, daß der gemeinsame Anschluss der beiden Spulen 
nicht nach GND, sondern an Plus der Versorgung gelegt werden muss. Die 
Polarität muss bei bistabilen Relais stimmen, sonst funktionieren sie 
nicht richtig.

Für dich bedeutet das, du musst polaritätsmäßig alles herumdrehen. Wo in 
deinem Schaltplan GND steht, muss +24(28)Volt angelegt werden, und der 
Umschaltkontakt liegt dann auf GND. Natürlich müssen dann auch die 
Dioden und die Elkos herumgedreht werden.

Am besten du erstellst einen neuen Schaltplan (kann ja auch eine 
abfotografierte Handzeichnung sein), auf dem die Relaisanschlüsse 
entsprechend den Bezeichnungen im Datenblatt gekennzeichnet sind, und 
auf dem auch die Polarität der Elkos erkennbar ist.

Das Relais will mindestens 30 Millisekunden lang die Schaltspannung 
sehen. Da ist die Kombination von 2,2kOhm und 22uF sehr auf Kante 
gestrickt. Eventuell musst du deshalb noch die 2,2kOhm verringern, oder 
die 22uF erhöhen. Aber du kannst es ja erst mal mit den vorhandenen 
Werten versuchen.

> Eine Sache noch, und das ist mir etwas peinlich dass es mir nicht gleich
> eingefallen ist: Die Stromquelle bringt eigentlich 28V, wobei das Relai
> ja für 24V gemacht ist. Könnte es daran liegen? Meiner Meinung nach
> sollte das Relais die 28V locker abkönnen.

Ja, das sollte kein Problem sein.
Gast #6918782
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Karsten schrieb:
> Das Relais will mindestens 30 Millisekunden lang die Schaltspannung
> sehen. Da ist die Kombination von 2,2kOhm und 22uF sehr auf Kante
> gestrickt.

Die hat eine Zeitkonstante von 48ms, bei spätestens 200ms ist der Elko 
randvoll. Sein Relais hat 886 Ohm, macht 20ms Entladung - vielleicht 
tatsächlich etwas knapp.

> Eventuell musst du deshalb noch die 2,2kOhm verringern,

Bloß nicht. Sobald der Kontakt umgeschaltet hat, gibt es Strom auf die 
Gegenseite und damit eine Konkurrenzsituation zwischen Set / Reset.

Man kann einen größeren Elko versuchen.

Eine andere Variante wäre, ein Relais zu finden, was von sich aus 
umschaltet, nennt sich Folgeschalter. Ich habe keine Ahnung, ob es sowas 
in dieser mechanisch kleinen Bauform gibt.
Gast #6918801
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Manfred schrieb:
> Karsten schrieb:
>> Das Relais will mindestens 30 Millisekunden lang die Schaltspannung
>> sehen. Da ist die Kombination von 2,2kOhm und 22uF sehr auf Kante
>> gestrickt.
>
> Die hat eine Zeitkonstante von 48ms, bei spätestens 200ms ist der Elko
> randvoll. Sein Relais hat 886 Ohm, macht 20ms Entladung - vielleicht
> tatsächlich etwas knapp.
>
>> Eventuell musst du deshalb noch die 2,2kOhm verringern,
>
> Bloß nicht. Sobald der Kontakt umgeschaltet hat, gibt es Strom auf die
> Gegenseite und damit eine Konkurrenzsituation zwischen Set / Reset.

Ja, da hast du natürlich recht, diesen Aspekt habe ich glatt übersehen.
OP #6918897
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Manfred schrieb:
> Du hast die beiden Dioden passend umgebaut!

Inwiefern?
Meine Schaltung ist wie in dem ASCII Bildchen.

Karsten schrieb:
> Das Datenblatt zeigt, daß der gemeinsame Anschluss der beiden Spulen
> nicht nach GND, sondern an Plus der Versorgung gelegt werden muss. Die
> Polarität muss bei bistabilen Relais stimmen, sonst funktionieren sie
> nicht richtig.

Das ist natürlich ein sehr guter Hinweis, ich dachte immer dass bei 
Spulen wie in Relais (wenn keine Diode verbaut) die Polarität keien 
Rolle Spielt.
Dass Bistabile Relais hier eine Sonderstellung haben wusste ich nicht.
Könnte definitiv mein Problem sein.

Manfred schrieb:
> Man kann einen größeren Elko versuchen.
Auch guter Hinweis, danke euch. Den Konsensator würde ich erstmal auf 
47uF vergrößern.

Macht ein Widerstand nun parallel zum Kondensator Sinn? Eigentlich 
müsste es doch auch so tun.
Ich habe das Schaltbild mal angepasst (Siehe Anhang)
Nun mit Korrekter Polarität am Relais. Die Widerstände parallel zum 
Kondensator habe ich noch nicht drin. Meint ihr das passt?
Angehängte Dateien:
Gast #6919104
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Robin S. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Man kann einen größeren Elko versuchen.
> Auch guter Hinweis, danke euch. Den Konsensator würde ich erstmal auf
> 47uF vergrößern.
>
> Macht ein Widerstand nun parallel zum Kondensator Sinn? Eigentlich
> müsste es doch auch so tun.
> Ich habe das Schaltbild mal angepasst (Siehe Anhang)
> Nun mit Korrekter Polarität am Relais. Die Widerstände parallel zum
> Kondensator habe ich noch nicht drin. Meint ihr das passt?

Versuch es erst mal ohne die Parallelwiderstände, die kann man später 
immer noch ergänzen.

In deinem neuen Schaltbild ist die Polarität der Elkos nicht richtig 
gezeichnet. Der Minuspol des Elkos geht an Widerstand und Diode. Es ist 
auch nicht für jeden erkennbar, daß der offene Anschluss der Elkos an 
+24V hängt. Entweder schreibst du das überall hin, oder du verbindest 
alles mit einer 24V Linie.

Außerdem gibt es in deinem neuen Schaltplan meiner Meinung nach noch ein 
Problem. A1 ist laut Datenblatt der Resetanschluss, und die gezeichnete 
Kontaktstellung entspricht dem Zustand nach einem Reset. Wenn du nun den 
Taster betätigst, fließt der Strom von A3 nach A1, also durch die 
Resetspule.  Somit wird nur die aktuelle Stellung zementiert und nicht 
umgeschaltet. Ich denke die Anschlüsse an Pin 12 und Pin 14 müssten 
getauscht werden.
#6919109
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Robin S. schrieb:
> ich dachte immer dass bei
> Spulen wie in Relais (wenn keine Diode verbaut) die Polarität keien
> Rolle Spielt.
> Dass Bistabile Relais hier eine Sonderstellung haben wusste ich nicht.

Zu deinem Verständnis:
Das Relais ist deshalb bistabil, weil da ein Permanentmagnet eingebaut 
ist, der das Relais im Ein-Zustand halten kann. Im Aus-Zustand ist das 
Permanent-Magnetfeld nicht ausreichend zum Einschalten, reicht aber zum 
Halten. Daher ist die Richtung des Magnetfeldes der Spule entscheident: 
die eine Richtung unterstützt das Feld des Permanent-Magneten, die 
andere hebt es auf.
Gast #6919169
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Robin S. schrieb:
> Folgende Schaltung:

Wenn ich mir über die Schaltung Gedanken mache:

Es gibt sicher bistabile Relais mit 2 völlig unabhängigen Spulen, aber 
zumeist werden die Spulen auf demselben Kern nur im umgekehrten 
Wicklungssinn aufgebracht sein.

D.h. sie arbeitet wie ein Trafo. Legt man, bei einem Relais dessen 
mittlerer Anschluss an GND liegt, an eine Spule +12V an, wird sich am 
anderen Anschluss -12V zeigen bis die Spule durchmagnetisiert ist.

Das ist bei normalem Betrieb auch kein Problem, der Transistor, der 
nicht eingeschaltet sondern gesperrt bleibt sieht halt kurzfristig die 
doppelte Spannung. Nur wenn eine Freilaufdiode angebracht ist, die eine 
höhere Spannung verhindert, schliesst sie die andere Spule kurz, was 
Stromaufnahme deutlich erhöht und Wirkung beeinträchtigt.

Diese Schaltung hat genau das Problem: wenn die eine Spule deren Elko 
+12V hat über den Taster am mottleren Anschluss nach GND verbunden wird, 
wird der Spulenanschluss der anderen Spule deren Elko entladen ist also 
0V hat auf -12V gehen wollen, und dann leitet auch deren Diode zu deren 
Elko um ihn auf -12V umzuladen, mangels Ladung reicht es nur bis beide 
Elkos nach Ladungsausgleich 6V haben, der eine +6V der andere -6V, und 
dann der eine über den Spulenwiderstand entladen werden kann.

Das erklärt vielleicht, warum die Schaltung mit diesem Relais schlecht 
bis gar nicht funktioniert, aber nicht den Unterschied zwischen ohne 
Last und mit Last.
OP #6930745
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Woher weiß ich denn ob dieses Relais nun zwei Spulen hat oder nicht?
Also ob ich es für meine Schaltung nehmen kann? Sollte das nicht im 
Datenblatt stehen?

Wie sieht es alternativ mit diesem Panasonic Relais aus?
Panasonic ADJ53024 (2 Form C, 24V)
Zumidnest das Schaubild sieht nach zwei Spulen aus.

https://www3.panasonic.biz/ac/e_download/control/relay/power/catalog/mech_eng_dj.pdf


Oder sollte ich mir lieber eine ganz andere Schaltung überlegen?
Im wingeschalteten Zustand sollte die schaltung absolut keinen Strom 
verbrauchen. Somit kommt normales Relais und Mosfet nicht in Frage
Angehängte Dateien:

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