DC invertieren

[Randy T. (peroja)]

Hallo,

Ich habe eine alte Industrieuhr die ich in betrieb setzen soll. (Es sind 
eigendlich deren 8) Sie funktioniert jeweils mit einem single 24V DC 
Signal von ca 100 millisekunden pro minute. Ich muss also jede Minute 
einmal 24V DC uf 2 pins geben.Das Problem ist, diese 24V müssen jedesmal 
invertiert werden. also einmal +/- und dann -/+  dann wieder +/- usw...

Die Hauptuhr, resp. die Originalsteuerung war von 1972 und da ging gar 
nix mehr. Ausser der PSU kann man da nix mehr brauchen.

Jetzt überlege ich mir mit einem Arduino oder einem ESP32 eine steuerung 
zu bauen die mir jedesmal das entsprechende signal z.B. auf eine Relais 
sendet. 1x pro minute. Bis hierhin kein problem. Aber wie kann ich das 
Signal jedesmal hin und her invertieren? (umdrehen)

Danke für den Input
Peroja

[Mani W. (e-doc)]

Randy T. schrieb:
> Aber wie kann ich das
> Signal jedesmal hin und her invertieren? (umdrehen)

Polwender mit einem Relais mit 2 x Umschaltkontakten...

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Irgendein Audioendstufen-IC fuer die 24V und dann entweder 2 davon als 
Bruecke schalten oder einen mit einem entsprechend dimensionierten 
Ausgangselko, wuerd' ich da vorschlagen.

Gruss
WK

[Falk B. (falk)]

Randy T. schrieb:
> Jetzt überlege ich mir mit einem Arduino oder einem ESP32 eine steuerung
> zu bauen die mir jedesmal das entsprechende signal z.B. auf eine Relais
> sendet. 1x pro minute. Bis hierhin kein problem. Aber wie kann ich das
> Signal jedesmal hin und her invertieren? (umdrehen)

Mit einer integrierten H-Brücke, siehe H-Brücken Übersicht. L6202 
sollte reichen, es braucht ja weder viel Strom noch sonoderlich lange 
Pulse.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Randy T. schrieb:
> Aber wie kann ich das
> Signal jedesmal hin und her invertieren? (umdrehen)

So wie beim Audioverstärker oder beim Wechselrichter mit Trafo  nach dem 
Push-Pull-Prinzip, also zwei gleiche Wicklungen Primär, eine Sekundär.

Gegentakt- oder Audioverstärker mit symmetrischer Stromversorung und DC 
gekoppelt.

Gegentakt-Audioverstärker mit Elko am Ausgang und single supply.

mfg

[K. S. (the_yrr)]

Randy T. schrieb:
> Ich muss also jede Minute
> einmal 24V DC uf 2 pins geben.Das Problem ist, diese 24V müssen jedesmal
> invertiert werden. also einmal +/- und dann -/+  dann wieder +/- usw...

Wieviel Strom benötigst du denn?
je nachdem könnte schon ein doppelter mosfet Treiber reichen, der hat 
dann auch eine H-Brücke. Alternativ ein Stepper Treiber (oder doppelter 
DC Motor Treiber), der kann etwas mehr Strom und macht auch dasselbe.

Relais würde ich nicht verwenden, so oft schalten tut denen nicht gut, 
und mindestens einen Transistor + Diode brauchst du auch zusätzlich zur 
Ansteuerung.

[Falk B. (falk)]

K. S. schrieb:
> Wieviel Strom benötigst du denn?
> je nachdem könnte schon ein doppelter mosfet Treiber reichen, der hat
> dann auch eine H-Brücke.

Die schaffen aber keine 24V, meist nur 18V.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Randy T. schrieb:
> Aber wie kann ich das Signal jedesmal hin und her invertieren?
> (umdrehen)

Der Arduino steuert ein mal pro Minute den Eingang A an und in der 
nächsten Minute den Eingang B usw.

Falls es sich nur um 8 Stück 6mA Uhren handelt, benötigt man keine 
Darlington-Transistoren, dann genügen auch BC327 (PNP) und BC337 (NPN).

[Mani W. (e-doc)]

K. S. schrieb:
> Relais würde ich nicht verwenden, so oft schalten tut denen nicht gut,

Soso?

Dann sieh Dir mal die techn. Daten von Schrack, Omron und vielen
Anderen Herstellern an...

[Christian M. (christian_m280)]

Ich hab's damals so gemacht:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/318005/Schema.png

Gruss Chregu

[Randy T. (peroja)]

Hallo,

Danke erst mal. <ich werde eure Posts analysieren und schauen was am 
besten geeignet ist. Relais will ich wegen dem mech. verschleiss lieber 
nicht nutzen. die schalten ja alle einmal pro minute. ich dachte eher an 
solid state switsch den man mit 5v ansteuern kann.

vielen dank erstmal
peroja

[Michael B. (laberkopp)]

Randy T. schrieb:
> Aber wie kann ich das Signal jedesmal hin und her invertieren?
> (umdrehen)

Normalerweise reicht es, einen Ausgang zu haben der zwischen 24V und 0V 
umschaltet und die Uhr über einen (bipolaren) Kondensator anzukoppeln.

Da aber auch 24V Vollbrücken wie L293 billig und vor allem kleiner sind, 
ist auch eine Umpolung kein Problem.

Man muss nicht so eine leistungsfressende 'Lösung' wie

Christian M. schrieb:
> Ich hab's damals so gemacht

benutzen.

[Εrnst B. (ernst)]

Randy T. schrieb:
> die schalten ja alle einmal pro minute.

Ohje. So ein armes Relais mit nur 20000000 garantierten Schaltspielen 
hat die dann ja schon nach ~35 Jahren erreicht.

Geplante Obsoleszenz wo man auch hinschaut...

[Lothar K. (megastatic)]

. . . sowas gibts fertig als Modul bzw. Platine, auch mit DCF77 
Empfänger. Sommer-/Winterzeitumstellung ist ebenfalls integriert.

Suchbegriff "Nebenuhrsteuerung" oder "Mutteruhr Platine" o.ä.
Ein selbst entwickeltes Gerät wird wahrscheinlich teuerer und 
möglicherweise nie fertig.

Im Netz gibt auch einige Schaltungsbeispiele. Warum das Rad neu 
erfinden?

DC invertieren:
Soweit ich mich erinnern kann, wird ein Elko mit der Uhr in Serie 
geschaltet. Der Elko wird abwechselnd im Minutentakt ge- und entladen. 
Dazu braucht man weder ein Relais noch eine H-Brücke.

[Εrnst B. (ernst)]

Lothar K. schrieb:
> Soweit ich mich erinnern kann, wird ein Elko mit der Uhr in Serie
> geschaltet.

+1.

Hat auch noch den Vorteil, dass ein Schaltungs/Ansteuerfehler die Uhr 
nicht  mit 24V Dauerstrom grillt, die Energiemenge ist auf den 
Elko-Inhalt begrenzt.

[Mani W. (e-doc)]

Randy T. schrieb:
> Relais will ich wegen dem mech. verschleiss lieber
> nicht nutzen. die schalten ja alle einmal pro minute.

Wer hat Dir das erzählt?

Εrnst B. schrieb:
> Ohje. So ein armes Relais mit nur 20000000 garantierten Schaltspielen
> hat die dann ja schon nach ~35 Jahren erreicht.

Es wäre das Einfachste, um Dein Problem günstig und einfach schnell
zu lösen...

Entscheidung liegt aber natürlich bei Dir...

Und lass dann mal hören, wie Du es im Endeffekt gelöst hast!

Alles Gute...

[Falk B. (falk)]

Εrnst B. schrieb:
> Ohje. So ein armes Relais mit nur 20000000 garantierten Schaltspielen
> hat die dann ja schon nach ~35 Jahren erreicht.

Jaja, viele Nullen, das ist die Kernkompetenz von Deutschland.
Deine 20000000 sind 20.000.000, sprich 20 Millionen. Das schaffen 
bestenfalls Reed-Relais mit geringer elektrischer Last. Normale, 
mechanische Relais haben je nach Typ um die 100k-1M mechanische 
Schaltspiele ohne Last, unter Last mal fix Faktor 10-100 weniger.

1 Tag hat 1440 Minuten
1 Woche 10.080 Minuten
1 Jahr 525.600 Minuten

Da ist ein normales Relais schon an seiner Lebensdauergrenze. Die rein 
elektronische Lösung ist schon überaus sinnvoll.

[Εrnst B. (ernst)]

Falk B. schrieb:
> Jaja, viele Nullen

Deswegen nimmt einem das Datenblatt das Nullen-Zählen gleich ab, und 
gibt einen Wert als x*10⁶ an.
Und das auch unter Extrembedingungen, z.B. bei -20°C, wenn die Metalle 
spröder sind. Bei Zimmertemperatur kannst du vmtl. noch ein paar Nullen 
anhängen.

Falk B. schrieb:
> unter Last mal fix Faktor 10-100 weniger.

Völlig egal. Weder läuft seine Uhr mit 400 V, noch braucht sie 10 
Ampere.
Bei so kleinen Strömen fällt die elektrische und mechanische Lebensdauer 
zusammen, siehe zweites Bild.

Eher sollte man sich Gedanken um das passende Kontaktmaterial machen, 
wenn die Mindest-Schaltlast des Relais (oft sowas um 5mA für AgNi) nicht 
erreicht wird.

Falk B. schrieb:
> Die rein
> elektronische Lösung ist schon überaus sinnvoll.

Da gebe ich dir vollumfänglich recht.

[Jörg R. (solar77)]

Ich hätte keine Bedenken Relais zu verwenden. Allerdings würde ich keine
Billigrelais einsetzen, sondern Finder o.ä..

Anbei ein Lösungsvorschlag.

[Tilo R. (joey5337)]

Ich würde trotzdem kein Relais verwenden. Klar, das geht technisch.
Ich gehe davon aus, dass eine elektronische Ansteuerung allerdings noch 
langlebiger und ausfallsicherer ist, als mit Relais.

Denn das (oder die) Relais wollen auch angesteuert werden, und die 
Elektronik dafür unterscheidet sich nicht so wesentlich von der, mit der 
man gleich die Uhren ansteuern kann. Egal wie Zuverlässig die Relais 
sind - die Gesamtzuverlässigkeit kann nur schlechter werden.

[Wolfgang (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> Ohje. So ein armes Relais mit nur 20000000 garantierten Schaltspielen
> hat die dann ja schon nach ~35 Jahren erreicht.

Genau. In 35 Jahren steht man dann genauso da wie jetzt - nix geht mehr.

Randy T. schrieb:
> Die Hauptuhr, resp. die Originalsteuerung war von 1972 und da ging gar
> nix mehr.

Auf die Idee, den Fehler in der Originalsteuerung zu suchen (z.B. 
Prüfung der Kondensatoren) bist du noch nicht gekommen?

[Stefan F. (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> In 35 Jahren steht man dann genauso da wie jetzt - nix geht mehr.

Halten die Uhren überhaupt noch so lange?

[Randy T. (peroja)]

> Auf die Idee, den Fehler in der Originalsteuerung zu suchen (z.B.
> Prüfung der Kondensatoren) bist du noch nicht gekommen?
******

doch natürlich, aber das hauptgerät war gleichzeitig eine mechanische 
stempeluhr und hatte zusätzlich ein LCD christal display welches 
zerkratzt and schwach war. ich hab mich entschlossen ein eigenes system 
zu entwickeln. auch spasses halber und um etwas dabei zu lernen.

[Randy T. (peroja)]

Michael M. schrieb:
> Randy T. schrieb:
>> Aber wie kann ich das Signal jedesmal hin und her invertieren?
>> (umdrehen)
>
> Der Arduino steuert ein mal pro Minute den Eingang A an und in der
> nächsten Minute den Eingang B usw.
>
> Falls es sich nur um 8 Stück 6mA Uhren handelt, benötigt man keine
> Darlington-Transistoren, dann genügen auch BC327 (PNP) und BC337 (NPN).

*****
ich werde es basierend auf dieser idee versuchen. danke dir fur die 
zeichnung. weil ich nicht sicher bin betreffend stromverbrauch wieviel 
mA alle 8 uhren benötigen belasse ich es bei den darlingtons. habe 
bereits bestellt.

[Kurt (Gast)]

Das IC L293D als Halb-H-Treiber macht genau was du willst.
Diese Schaltung steuert meine Nebenuhren seit Jahren zuverlässig.
Die µC-Signale M_POS, M_NEG und M_EN musst du vom µC bereitstellen!

V_24/9,2 geht zur Überwachung der 24 V an einen ADC des µC. Das ist 
nicht zwingend notwendig, aber kann vorteilhaft genutzt werden.

Die einfachere Variante wäre ein L272A-Power-OpAmp (Auslaufmodell)
den musst du mit 24 V Ub als Komparator für Logikpegel betreiben und ein
2-Minuten Logik-Pegel-Rechteck liefert über einen angemessenen Elko (je 
nach Uhrenzahl einige 100 µF) die passenden Pulse.

Aber VORSICHT, das ist beides erprobt und kein Geschwafel.
Wer es damit nicht zum Laufen bekommt, ist (für dieses Thema) ein 
VERSAGER!

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Randy T. schrieb:
> Danke dir fur die Zeichnung. Weil ich nicht sicher bin betreffend
> Stromverbrauch wieviel mA alle 8 uhren benötigen, belasse ich es bei den
> Darlingtons. habe bereits bestellt.

Der komplette Schaltplan ist hier zu finden:

Beitrag "Re: Hilfe mit älterer Fabrikuhr"

Diese Mutteruhrsteuerung ist aber für 200 Tochteruhren à 6mA (insgesamt 
1,2A). Also etwas überdimensioniert.

[Falk B. (falk)]

Kurt schrieb:
> Das IC L293D als Halb-H-Treiber macht genau was du willst.

Jain. Sein wesentlicher Nachteil sind die alten, bipolaren Endstufen, 
die auch schon bei kleinen Strömen um die 1-2V Spannungsabfall pro 
Transistor haben. D.h. von den 24V kommen eher 21-22V an der Uhr an. Die 
moderneren Versionen mit MOSFETs wie der L6202 haben das Problem nicht.

[Kurt (Gast)]

@ Falk B.

Mit gut 20 V kommen 24 V Nebenuhren klar. Eine Verringerung der 24 V um 
max. 3,6 V kommt auch erst bei 100 Nebenuhren (600 mA) zustande. - Ich 
empfehle den L293D, weil es eine bei mir im Dauereinsatz bewährte 
Schaltung ist!

Der L6202 macht das bestimmt auch gut und besser, aber mit dem hätte ich 
nichts von mir Erprobtes vorstellen können.

Und dann kostet der L293D nur die Hälfte vom L6202...