Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais-Treiber Denkfehler?


von Michael M. (webster)


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Moin,

ich will mit meinem ESP32 ein Relais ansteuern und dafür mit einem 
Hig-Level arbeiten. Soweit nichts ungewöhnliches.

Ich möchte mir Bastelarbeit ersparen, und habe bei Pollin einen 
Relaiskarten-Bausatz (für sehr kleines Geld) entdeckt: 
https://www.pollin.de/p/bausatz-relaiskarte-k1-810044

Lt. Schaltplan wird für Ansteuerung und Betriebsspannung eine gemeinsame 
Masse benutzt, was mir nicht so gut gefällt.

Ich denke, das kann man leicht umgehen, indem man dem Optokoppler von 
der "Haupt-Masse" trennt.

Es wäre schön, wenn Ihr mal auf den angehängten Schaltplan schaut, und 
mir sagen könntet ob das so okay wäre oder ob ich doch einen Denkfehler 
mache.

Gruß und Danke, Michael

: Bearbeitet durch User
von Georg M. (g_m)


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Michael M. schrieb:
> Lt. Schaltplan wird für Ansteuerung und Betriebsspannung eine gemeinsame
> Masse benutzt, was mir nicht so gut gefällt.

Ja, das ist ein Fehler.

Die galvanische Trennung ist die Hauptaufgabe eines Optokopplers.

von Michael M. (webster)


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Hallo Georg,

ja, das dachte ich mir auch, das im Original-Desing keine echte 
galvanische Trennung stattfindet.

Deshalb meine Ännderung. Frage ist, ob ich das dann so machen kann?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Georg M. schrieb:
> Die galvanische Trennung ist die Hauptaufgabe eines Optokopplers.
Sie kann aber auch vom Relais übernommen werden...

von Michael M. (webster)


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Hallo Lothar,

ja, die Trennung durch das Relais findet natürlich statt, doch es 
besteht dann keine Trennung zwischen ESP32 und Spannungsversorgung 
Relaiskarte. Ich habe da Bedenken wg. evtl. unterschiedlicher 
Potentiale.

von (prx) A. K. (prx)


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Georg M. schrieb:
> Die galvanische Trennung ist die Hauptaufgabe eines Optokopplers.

Früher. Hier dient er als jedoch als Pegelwandler zur Ansteuerung eines 
High Side Switch. Diese Funktion ist in den letzten Jahren sehr beliebt 
geworden. Praktisch alle China-Relaiskarten verwenden Optokoppler, sind 
aber nicht zur galvanischen Trennung beschaltet, obwohl der Steuerstrom 
dadurch erheblich größer ist als nötig.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Manche Relaiskarten enthalten schon ab Werk einen Jumper, um genau diese 
Trennung der beiden Schaltkreise vorzunehmen.

Beachte, dass diese Relais für 230V ungeeignet sind. Der VDE forder eine 
Isolation auf 2500V bei beweglichen Geräten, bzw. 4000V bei festen 
Installationen. Die kleinen Würfel-Relais isolieren nur auf 1000V.

von Wolfgang (Gast)


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(prx) A. K. schrieb:
> Praktisch alle China-Relaiskarten verwenden Optokoppler, sind
> aber nicht zur galvanischen Trennung beschaltet, obwohl der Steuerstrom
> dadurch erheblich größer ist als nötig.

Bei 30mA für die Relais kommt es auf die 3mA für die Ansteuerung auch 
nicht mehr an. Der ESP wird es verkraften.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn die Optokoppler immer zweipolig herausgeführt wären, wie der TO es 
vor hat, könnte man sie wahlweise LOW-Side oder HIGH-Side ansteuern. 
Doch leider haben die Hersteller auch das verbockt.

Ich verstehe gar nicht, warum dieser Müll immer noch so produziert wird. 
Die Fehler sind seit mehr als 10 Jahren bekannt.

von Georg M. (g_m)


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(prx) A. K. schrieb:
> Hier dient er als jedoch als Pegelwandler zur Ansteuerung eines
> High Side Switch. Diese Funktion ist in den letzten Jahren sehr beliebt
> geworden.

OK, verstanden.

von H. H. (Gast)


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Eh eine merkwürdige Schaltung.

von (prx) A. K. (prx)


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H. H. schrieb:
> Eh eine merkwürdige Schaltung.

Auch bei den sonst üblichen Relais-Karten habe ich den Eindruck, dass 
jemand auf einer irren Menge an Optokopplern sitzt, die als Sondermüll 
zu entsorgen zu teuer wäre. In 99% der Anwendungen sind die einfach nur 
Unfug. Hier hat jemand noch eins drauf gesetzt, der wohl noch nie eine 
Emitterschaltung gesehen hat.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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(prx) A. K. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Eh eine merkwürdige Schaltung.
>
> Auch bei den sonst üblichen Relais-Karten habe ich den Eindruck, dass
> jemand auf einer irren Menge an Optokopplern sitzt, die als Sondermüll
> zu entsorgen zu teuer wäre. In 99% der Anwendungen sind die einfach nur
> Unfug. Hier hat jemand noch eins drauf gesetzt, der wohl noch nie eine
> Emitterschaltung gesehen hat.

Oder hat nicht verstanden, dass man auf zwei der Widerstände verzichten 
kann, bei der Kollektorschaltung.

von Content B. (Firma: Da) (contentblocker_da)


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Das Schaltbild wurde von einem unserer Komilitonen als Spaß für einen 
Auftrag vor zig Jahren gezeichnet und dann irgendwann von irgendwelchen 
unterbelichteten Pseudoelektroniker kopiert. Da er für seine Arbeit 
nicht bezahlt wurde hat er das auch nie richtig gestellt. Auch auf die 
Frage warum der Transistor warm wird kam dann die Antwort von ihm: das 
ist so vorgesehen um den Temperaturbereich der Schaltung auf -60°C zu 
bringen und somit für Automotive sowie Luft & Raumfahrtsicher zu machen. 
Würde mich nicht wundern wenn die Kopierchinesen das so in der 
Raumstation verbaut haben. Die Schaltung ist einfach nur Unfug!

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Content B. schrieb:
> Das Schaltbild wurde von einem unserer Komilitonen als Spaß für einen
> Auftrag vor zig Jahren gezeichnet

Signetics 25120!

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar M. schrieb:
> Georg M. schrieb:
>> Die galvanische Trennung ist die Hauptaufgabe eines Optokopplers.
> Sie kann aber auch vom Relais übernommen werden...

Die Leute die das Relais "aus Sicherheitsgründen" lieber galvanisch 
getrennt ansteuern, verwenden sicher auch Gürtel und Hosenträger.

Da machste nix dran. Einfach den Kopf schütteln und gehen.

von Georg M. (g_m)


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Axel S. schrieb:
> Die Leute die das Relais "aus Sicherheitsgründen" lieber galvanisch
> getrennt ansteuern, verwenden sicher auch Gürtel und Hosenträger.

Es können nicht nur zwei isolierte Stromkreise sein, sondern sogar drei.
Z.B.: 3.3VDC, 48VDC und 400VAC

von BlaBla (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Es wäre schön, wenn Ihr mal auf den angehängten Schaltplan schaut, und
> mir sagen könntet ob das so okay wäre oder ob ich doch einen Denkfehler
> mache.

Die Modifikation ist okay.

von Michael M. (webster)


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BlaBla schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Es wäre schön, wenn Ihr mal auf den angehängten Schaltplan schaut, und
>> mir sagen könntet ob das so okay wäre oder ob ich doch einen Denkfehler
>> mache.
>
> Die Modifikation ist okay.

DANKE Dir!

von Karl B. (gustav)


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H. H. schrieb:
> Eh eine merkwürdige Schaltung.

Wie hoch ist der Leckstrom des OK eigentlich? Der Transistor leitet doch 
bei der niederohmigen Dimensionierung ständig (ein bisschen).
Wenn schon so, dann bitte noch einen R nach GND.
So eine ähnliche Schaltung führe bei mir zu einem Hitzetod des 
Transistors.
Lösung:
Relais in den Kollektorkreis. Und Ruhe ist's.

ciao
gustav

von H. H. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Wie hoch ist der Leckstrom des OK eigentlich?

Hättest du im Datenblatt nachgesehen, wärst du ein Philosoph geblieben.

von Karl B. (gustav)


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Da steht nur OK1
sonst nichts. Egal schon ein paar nA reichen schon, um dem Transistor in 
einen ungünstigen Kennlinienbereich zu schieben.

ciao
gustav

von H. H. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Da steht nur OK1
> sonst nichts. Egal schon ein paar nA reichen schon, um dem Transistor in
> einen ungünstigen Kennlinienbereich zu schieben.

Unfähigkeit und Ahnungslosigkeit in einer Person.

von Wolfgang (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Da steht nur OK1

Dann lies mal weiter in der Spalte "Wert": Optokoppler SFH617

von Karl B. (gustav)


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Die Spannung am OK ist "unten" Ube. "Oben" durch den niederohmigen 
Widerstand bestimmt. In der Summe also liegt nahezu Versorgungsspannung 
am OK an. Dann fließt dort ein Reststrom.
Der reicht schon, um den Transistor leicht zu öffnen.
Das soll er nicht.
Er soll definiert schalten. Und sonst nichts.

ciao
gustav

von H. H. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Die Spannung am OK ist "unten" Ube. "Oben" durch den niederohmigen
> Widerstand bestimmt. In der Summe also liegt nahezu Versorgungsspannung
> am OK an. Dann fließt dort ein Reststrom.
> Der reicht schon, um den Transistor leicht zu öffnen.
> Das soll er nicht.
> Er soll definiert schalten. Und sonst nichts.

Du solltest deinen Schreibdurchfall behandeln lassen.

von Wolfgang (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Die Spannung am OK ist "unten" Ube.

Dann ist doch alles gut. Das Relais schaltet unterhalb von 5% der 
Nennspannung sicher ab.

von Karl B. (gustav)


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Wolfgang schrieb:
> Dann ist doch alles gut. Das Relais schaltet unterhalb von 5% der
> Nennspannung sicher ab.

Hi,
das ist nicht die Frage gewesen, ab welcher Spannung Relais abfällt oder 
anzieht.
Die Frage tauchte auf, wieso der Transistor warm wird.
Es ist ein BC547B.
Fazit:
(prx) A. K. schrieb:
> Hier hat jemand noch eins drauf gesetzt, der wohl noch nie eine
> Emitterschaltung gesehen hat.

Content B. schrieb:
> Das Schaltbild wurde von einem unserer Komilitonen als Spaß für einen
> Auftrag vor zig Jahren gezeichnet und dann irgendwann von irgendwelchen
> unterbelichteten Pseudoelektroniker kopiert. Da er für seine Arbeit
> nicht bezahlt wurde hat er das auch nie richtig gestellt. Auch auf die
> Frage warum der Transistor warm wird kam dann die Antwort von ihm: das
> ist so vorgesehen um den Temperaturbereich der Schaltung auf -60°C zu
> bringen

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Du verwechselst da wohl was.

Keineswegs.

von Manfred (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Beachte, dass diese Relais für 230V ungeeignet sind.
> ...
> Die kleinen Würfel-Relais isolieren nur auf 1000V.

Stefans Posting-Automat hat wieder zugeschlagen: Das Wort Relais wurde 
detektiert und der Standardtext abgesondert.

Axel S. schrieb:
> Die Leute die das Relais "aus Sicherheitsgründen" lieber galvanisch
> getrennt ansteuern, verwenden sicher auch Gürtel und Hosenträger.

Sie könnten auch einen Grund dafür haben, bei getrennten 
Stromversorgungen und / oder längeren Leitungswegen macht das mitunter 
Sinn.

Karl B. schrieb:
> Die Frage tauchte auf, wieso der Transistor warm wird.

Es gibt keinen Grund für ihn, warm zu werden.

Karl B. schrieb:
> So eine ähnliche Schaltung führe bei mir zu einem Hitzetod des
> Transistors.

Wenn Du sie dimensioniert hast, wundert das niemanden.

von Karl B. (gustav)


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Manfred schrieb:
> Wenn Du sie dimensioniert hast, wundert das niemanden

Nein, der Hersteller vom Toaster.

Aber zurück zum Thema.
Bilder sagen mehr als tausend Worte.
Was findet sich so in den Wundertüten aus dem fernen Morgenland:
Ahhh, ein Dämmerungsschalter.. Ohhh
BtW:
Der gezeigte Dämmerungsschalter käme bei mir nur mit 
zwischengeschaltetem extra 8V Relais ( 8V vom Klingeltrafo) an die 
Treppenhausbeleuchtung.
Jetzt seid Ihr dran.

ciao
gustav

von Georg M. (g_m)


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Wie macht man solche Fotos?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Georg M. schrieb:
> Wie macht man solche Fotos?

* dick Vaseline auf die Optik schmieren
* den Filter "Weichzeichner" benutzen

oder am einfachsten

* den Fokusbereich verlassen (aka Makroaufnahme mit ungeeignetem Gerät)

von Andre (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Jetzt seid Ihr dran.

Laut der Beschreibung ist es Müll. Laut Forenberichten ist es Müll. Laut 
gesundem Menschenverstand ist es Müll.
Du kaufst es trotzdem. Und beschwerst dich über den Müll im Forum.

Einfache Frage: Wieso?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael M. schrieb:
> Es wäre schön, wenn Ihr mal auf den angehängten Schaltplan schaut, und
> mir sagen könntet ob das so okay wäre oder ob ich doch einen Denkfehler
> mache.
Ersetz den R2 noch durch eine Brücke, dann ist das für diesen kleinen 
Ausschnitt ok (die ungeschickte Verwendung der Kollektorschaltung stört 
da mal nicht weiter).
Aber diese Potentialtrennungs-Idee ist wieder hinfällig, wenn du 
irgendwo in deiner Schaltung die beiden GND wieder miteinander 
verbindest. Z.B. weil du mit einem nichtisolierten DCDC die 
Logikversorgung aus der "Betriebsspannung" erzeugst.

Karl B. schrieb:
> Wenn schon so, dann bitte noch einen R nach GND.
Wenn schon so, dann zwischen B und E des Transistors.

Karl B. schrieb:
> Der gezeigte Dämmerungsschalter käme bei mir nur mit
> zwischengeschaltetem extra 8V Relais ( 8V vom Klingeltrafo) an die
> Treppenhausbeleuchtung.
Warum?
Der Dämmerungsschalter hat doch eigentlich gar kein Bauteil, das du von 
aussen berühren kannst.
Denn auch wenn die Freistellung des einen Pins da offenbar versehentlich 
arg ungeschickt ausgefallen ist: im Grunde kann man ohne Weiteres die 
gesamte Leiterplatte unter Spannung setzen, wenn sie in ein 
zugriffssicheres Gehäuse eingebaut wird.
Das muss man sogar, weil schon das Relais die nötigen 
Sicherheitsabstände nicht einhält.

> Jetzt seid Ihr dran.
Mach mal zwischendurch eines der USB-Netzteile auf, an die du dein 
500€-Handy anschließt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Der gezeigte Dämmerungsschalter käme bei mir nur mit
> zwischengeschaltetem extra 8V Relais ( 8V vom Klingeltrafo) an die
> Treppenhausbeleuchtung.

Und ich denke, genau is es gedacht. Diese Relais vertragen sowieso nur 
ganz kleine Lasten. Die angeblichen 10A sind in der Praxis mit so vielen 
Bedingungen verbunden, dass du froh sein kannst, wenn sie für eine 
Modelleisenbahn taugen.

von Michael M. (webster)


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Hallo Lothar,

schön, dass Du das nochmals alles so zusammengefasst hast!

Als ich diesen Post verfasste ahnte ich nicht, welche - z.T. agressive - 
Welle ich lostrete. Dabei schien es so trivial ...

Nun wird es dann doch noch etwas werden mit dem Teil. Mein 
Hauptbeweggrund war, dass es komplett nur € 2,99 kostet. Dafür bekommt 
man sonst kaum die Teile nebst Platinen-Bastelei.

Ich bin mal gespannt, was das hier wird, wenn ich demnächst evtl. mal 
mit einem - für mich - echten Projekt komme. ;-)
(ESP32 + GPIO I2C-Erweiterung (16 Kanal) + 2 x ULN2003a + Relais + 
einfacher USV-Funktion ... alles auf einer Platine.)

Schöne Grüße aus Hamburg

Michael

PS. Ach ja, ... klar sorge ich für echte Trennung der 
Versorgungsspannungen :)

Und für alle: Geschaltet werden nur 24V, 300-400 mA, (induktiv Last)


Lothar M. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Es wäre schön, wenn Ihr mal auf den angehängten Schaltplan schaut, und
>> mir sagen könntet ob das so okay wäre oder ob ich doch einen Denkfehler
>> mache.
> Ersetz den R2 noch durch eine Brücke, dann ist das für diesen kleinen
> Ausschnitt ok (die ungeschickte Verwendung der Kollektorschaltung stört
> da mal nicht weiter).
> Aber diese Potentialtrennungs-Idee ist wieder hinfällig, wenn du
> irgendwo in deiner Schaltung die beiden GND wieder miteinander
> verbindest. Z.B. weil du mit einem nichtisolierten DCDC die
> Logikversorgung aus der "Betriebsspannung" erzeugst.
>
> Karl B. schrieb:
>> Wenn schon so, dann bitte noch einen R nach GND.
> Wenn schon so, dann zwischen B und E des Transistors.
>
> Karl B. schrieb:
>> Der gezeigte Dämmerungsschalter käme bei mir nur mit
>> zwischengeschaltetem extra 8V Relais ( 8V vom Klingeltrafo) an die
>> Treppenhausbeleuchtung.
> Warum?
> Der Dämmerungsschalter hat doch eigentlich gar kein Bauteil, das du von
> aussen berühren kannst.
> Denn auch wenn die Freistellung des einen Pins da offenbar versehentlich
> arg ungeschickt ausgefallen ist: im Grunde kann man ohne Weiteres die
> gesamte Leiterplatte unter Spannung setzen, wenn sie in ein
> zugriffssicheres Gehäuse eingebaut wird.
> Das muss man sogar, weil schon das Relais die nötigen
> Sicherheitsabstände nicht einhält.
>
>> Jetzt seid Ihr dran.
> Mach mal zwischendurch eines der USB-Netzteile auf, an die du dein
> 500€-Handy anschließt.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Georg M. schrieb:
> Wie macht man solche Fotos?

Das Rätsel hatte ich heute: Ich habe einer Dame meine Kompaktkamera in 
die Hand gegeben, keines der 5 Bilder ist korrekt fokussiert. Das 
gelingt mir einfach nicht, es war eine problemlose Umgebung.

Für den gustav-Chaoten frage ich eher, warum man sich den Müll nicht 
ansieht, bevor man ihn ins Forum lädt!

Lothar M. schrieb:
> Ersetz den R2 noch durch eine Brücke,

hhinz hat den Plan mit Werten versehen, am R2 33R fallen kurz über 500mV 
ab, tut nicht weh. Der Sinn von R2 erschließt sich mir allerdings nicht. 
Wenn da noch ein Elko am Relais wäre, würde er Sinn geben.

> Aber diese Potentialtrennungs-Idee ist wieder hinfällig, wenn du
> irgendwo in deiner Schaltung die beiden GND wieder miteinander
> verbindest. Z.B. weil du mit einem nichtisolierten DCDC die
> Logikversorgung aus der "Betriebsspannung" erzeugst.

Ich denke, dass Michael das weiß, sonst hätte er die Modifikation nicht 
ins Spiel gebracht.

> Karl B. schrieb:
>> Wenn schon so, dann bitte noch einen R nach GND.
> Wenn schon so, dann zwischen B und E des Transistors.

Den braucht man doch nur, wenn man sich einen kritischen Reststrom des 
Optokopplers einbildet, der Widerstand wäre der Hosenträger zum Gürtel.

Michael M. schrieb:
>> Mach mal zwischendurch eines der USB-Netzteile auf, an die du dein
>> 500€-Handy anschließt.

Da sieht man in einigen Chinesen großzügig Abstand zum Netz, aber kann 
nicht ins Innere des Wandlertrafos gucken.

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