Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relaisspule neu wickeln um Spannung anzupassen.


von Dominik (koelner)


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Hallo,

bei einer Sonderpostenaktion bei Pollin hatte ich ein paar der folgende 
Relais bestellt:
KACO Relais RP24001K10Y, bistabil, 24 V
https://www.pollin.de/p/kaco-relais-rp24001k10y-bistabil-24-v-341103

Die Spule hat 900 Ohm und ist mit sehr dünnen Kupferlackdraht gewickelt. 
Man kann das Relais problemlos zerstörungsfrei öffnen und die Spule 
einfach einzeln entnehmen. Sie ist mit sehr dünnen Kupferlackdraht 
gewickelt. Mein Idee ist diese neu zu wickeln, so dass sie mit 5V 
betrieben werden kann. Dann könnte ich mir den Step-Up Wandler sparen.

Bei 24V fließen 27mA, also 0,64W. Kann man irgendwie halbwegs errechnen, 
wieviel Wicklungen mit welchen Lackdrahtquerschnitt ich bräuchte, um die 
Spule analog mit 5V betreiben zu können?

Danke im Voraus,

Dominik

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Dominik schrieb:
> Mein Idee ist diese neu zu wickeln, so dass sie mit 5V betrieben werden
> kann.

Kann man machen, wenn einem "sparen, koste es, was es wolle" nicht 
unlogisch vorkommt.

Es ist allerdings schwierig, bei manuell gewickelten Spulen mit dem 
Platz aus zu kommen, den die maschinell produzierten haben.

: Bearbeitet durch User
von Kurt A. (hobbyst)


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Die Spule brauchst nicht neu zu wickeln. Nur Draht von der Spule 
abwickeln bis sie passend ist. Gemäss Datenblatt 35 Ohm bei 5 Volt.

von Thomas B. (thombde)


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Hauptsache der Anker zieht noch.

von Michael B. (laberkopp)


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Kurt A. schrieb:
> Die Spule brauchst nicht neu zu wickeln. Nur Draht von der Spule
> abwickeln bis sie passend ist. Gemäss Datenblatt 35 Ohm bei 5 Volt.

So so, wo warst du, als die anderen Schüler Grundlagen des 
Elektromagnetismus im Physikkurs erklärt bekamen ?

Dominik schrieb:
> Mein Idee ist diese neu zu wickeln,

Vergiss es. Nutze den step up, oder kauf dir passendere Relais und hebe 
diese auf bis sich mal was für 24V findet.

von Heinz-Maria (Gast)


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Dominik schrieb:
> Kann man irgendwie halbwegs errechnen,
> wieviel Wicklungen mit welchen Lackdrahtquerschnitt ich bräuchte, um die
> Spule analog mit 5V betreiben zu können?

Ja, das geht. Und zwar über die Hilfskonstruktion der Amperewindungszahl 
(Aw). Als erstes ermittels du, ausgehend vom Wickelquerschnitt und der 
Drahtstärke (mit Iso) die Windungszahl. Den Anzugsstrom kennt du mit 27 
mA.
Das wird miteinandermultipliziert, damit hast du die Aw.
Dann rechnest du das Ganze mit ein paar Iterationen über verschiedene 
Drahtstärken mit bekanntem Widerstandsbelag durch.
Deine jetzige Spule hat also 890 Ohm. Für 5 V und 0,64 W Anzugsleistung 
brauchst du also einen Spulenwiderstand von 128 Ohm bei möglichst 
komplett vollgewickelter Spule und der derselben Aw-Zahl.

Ganz Schlaue würden das jetzt in eine Formel fassen lassen.
Ein Relais mit passender Spannung kaufen, ist wesentlich einfacher,
da du
1. nicht den passenden Wickeldraht haben wirst und
2. das mangels passender Vorrichtung nicht sauber wickeln kannst.

von Dominik (koelner)


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Heinz-Maria schrieb:

> Ein Relais mit passender Spannung kaufen, ist wesentlich einfacher,
> da du
> 1. nicht den passenden Wickeldraht haben wirst und
> 2. das mangels passender Vorrichtung nicht sauber wickeln kannst.

Ja, sauber werde ich das nicht hinbekommen. Die Frage ist, wie schlimme 
es ist, wenn es nicht 100% gewickelt ist und nicht 100% der richtige 
Wickeldraht verwendet wird. Die Toleranzen sind ja jetzt schon ziemlich 
groß. Mit 13,8V schaltet mein Relais immer noch zuverlässig, mit 12V 
allerdings schon nicht mehr.

Wenn es denn so etwas für 5V geben würde, würde ich es ja sofort kaufen. 
Es ist ein bistabiles Relais, welches man über den rausgeführten 
Umschaltanker auch per Hand zurücksetzen (oder umschalten) kann statt 
nur elektrisch über Umpolung. Nach so etwas habe ich schon in meiner 
Kindheit in den 90ern vergeblich gesucht: Bei einmaliger Auslösung 
bleibt der Zustand auch bei Spannungsausfall bestehen. Zum Zurücksetzen 
wird keine weitere Schaltung und Schaltspannung mehr benötigt. Auch ddie 
Schaltkontakte sind mit 2x10A vernünftig dimensioniert (im Gegensatz zu 
Kleinsignalrelais)

: Bearbeitet durch User
von Heinz-Maria (Gast)


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Dominik schrieb:
> Die Frage ist, wie schlimme
> es ist, wenn es nicht 100% gewickelt ist und nicht 100% der richtige
> Wickeldraht verwendet

Bau dir irgendwas zum Wickeln. Früher vor 60 Jahren habe ich so etwas 
auf einer Uhrmacherdrehbank und einem umgebauten Kilometerzähler vom 
Fahrrad gemacht. Saubere Wickelergebnisse. Eine Durchmessertoleranz von 
+/- 10% ist vertretbar. Feinere Abstufungen scheinen heutzutage ohnehin 
nicht mehr handelsüblich zu sein.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Kurt A. schrieb:
>Die Spule brauchst nicht neu zu wickeln. Nur Draht von der Spule
>abwickeln bis sie passend ist.

Dann verschlechtert sich aber der Wirkungsgrad. Das bedeutet,
die Spule produziert dann viel Wärme. Würde ich also so
nicht machen. Der Wickelraum sollte schon ausgenutzt werden.
Ich würde halbe Anzahl der Windungen und doppelten
Drahtquerschnitt machen.

von Uwe (uhi)


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Wenn der Draht dick genug ist, dass man ihn "retten" kann, dann kann man 
aus einer 24V-Wicklung zB 4 Stück 6V-Wicklungen machen, und die parallel 
schalten. Ergibt die gleichen Amperewindungen, und den gleichen 
Wickelraum.
Oder halt Draht mit doppeltem Durchmesser (also vierfachem Querschnitt) 
und voll machen.

von Dieter W. (dds5)


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Uwe schrieb:
> Wenn der Draht dick genug ist, dass man ihn "retten" kann, dann kann man
> aus einer 24V-Wicklung zB 4 Stück 6V-Wicklungen machen, und die parallel
> schalten. Ergibt die gleichen Amperewindungen, und den gleichen
> Wickelraum.
> Oder halt Draht mit doppeltem Durchmesser (also vierfachem Querschnitt)
> und voll machen.

Das passt dann aber nicht für 5V.
Bei vierfachem Querschnitt passt nur noch ein Viertel der bisherigen 
Windungszahl drauf und der Widerstand ist dann gerade mal ein 
sechzehntel.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Dominik schrieb:
>> Mein Idee ist diese neu zu wickeln, so dass sie mit 5V betrieben werden
>> kann.
>
> Kann man machen, wenn einem "sparen, koste es, was es wolle" nicht
> unlogisch vorkommt.

Im Falle der armen Schuelers wuerde ich es eher so machen:
Zeitung austragen und mit dem verdienten Geld die richtigen Relais 
kaufen. Das duerfte um einiges produktiver sein.

Dominik schrieb:
> Ja, sauber werde ich das nicht hinbekommen. Die Frage ist, wie schlimme
> es ist, wenn es nicht 100% gewickelt ist und nicht 100% der richtige
> Wickeldraht verwendet wird.

Du wirst beim manuellen Wickeln vermutlich nur 70% der benoetigten 
Windungszahl draufbekommen.

von Cha-woma M. (Firma: --------------) (cha-ar-196)


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Dominik schrieb:
> Bei 24V fließen 27mA, also 0,64W. Kann man irgendwie halbwegs errechnen,
> wieviel Wicklungen mit welchen Lackdrahtquerschnitt ich bräuchte, um die
> Spule analog mit 5V betreiben zu können?

Berechnen kann man sowas schon, nur ist es halt so, dass die Wicklung 
mit einem Draht mit größerem Querschnitt gewickelt werden müsste.
-----> Die Spule wird durch den "dickeren" Draht volumenmäßig größer.
-----> dein Projekt ist gescheitert!

Merke dir: P=IxU =(U/R)xU =U²/R =const =0,64W --->auf dir ein Relais für 
5V

Was sagt da meine Katze: "Ideen haben die Leute!"

von Lu (oszi45)


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Wahrscheinlich hat der TO noch nie mit recht dünnen Draht gewickelt und 
geflucht? Wie immer weiß man ja nicht, was er wirklich möchte. Ich habe 
lieber Relais >5V benutzt, weil der Spannungsabfall über den 
Ansteuertransistor weniger auffällt. 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

: Bearbeitet durch User
von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Uwe schrieb:
> Wenn der Draht dick genug ist, dass man ihn "retten" kann, dann
> kann man
> aus einer 24V-Wicklung zB 4 Stück 6V-Wicklungen machen, und die parallel
> schalten. Ergibt die gleichen Amperewindungen, und den gleichen
> Wickelraum.
> Oder halt Draht mit doppeltem Durchmesser (also vierfachem Querschnitt)
> und voll machen.

Richtig.
* Die Ampere x Windungen müssen gleich sein, sonst fehlt dem Relais die 
Kraft.
* Verluste sollten gleich sein, sonst wird die Spule zu warm.

Randbedingung: Gleicher Gesamtquerschnitt der Spule.

von Harald W. (wilhelms)


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Lu schrieb:

> Wahrscheinlich hat der TO noch nie mit recht dünnen Draht gewickelt und
> geflucht?

Ja, m.E. ist es schwirig bis unmöglich, per Hand Drahtdurchmesser
unter 0,07mm zu wickeln. U.a. weil man da nicht mehr den richtigen
"Drahtzug" hinbekommt.

von Uwe (uhi)


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Dieter W. schrieb:
> der Widerstand ist dann gerade mal ein sechzehntel.

Exakt. Wir reduzieren die Spannung von 24V auf 6V. Ist Faktor 4. Und 
möchten den vierfachen Strom, damit die Amperewindungen gleich bleiben. 
Dazu brauchen wir eine Reduzierung des Widerstands um Faktor 16. Ist das 
gleiche wie wenn ich vier 6V-Wicklungen parallel schalte. Die 6V 
Wicklung hat ein Viertel des Drahtes, und dann vier parallel - 
Widerstand reduziert sich um Faktor 16.
Oder rechne ich falsch?

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Cha-woma M. schrieb:
> Berechnen kann man sowas schon, nur ist es halt so, dass die Wicklung
> mit einem Draht mit größerem Querschnitt gewickelt werden müsste.
> -----> Die Spule wird durch den "dickeren" Draht volumenmäßig größer.

Uhhh..
Dicker Draht -> mehr Ampere -> weniger Windungen -> gleicher Platz.

Cha-woma M. schrieb:
> Merke dir: P=IxU =(U/R)xU =U²/R =const =0,64W --->auf dir ein Relais für
> 5V

So kommen wie nie zum Mond.

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Uwe schrieb:
> Widerstand reduziert sich um Faktor 16.
> Oder rechne ich falsch?

Spannung 1/4 ; Widerstand 1/16 ==>  U²/R bleibt gleich. Was zu zeigen 
war.

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Dominik schrieb:
> bei einer Sonderpostenaktion bei Pollin hatte ich ein paar der folgende
> Relais bestellt:
> KACO Relais RP24001K10Y, bistabil, 24 V

Wo bezweckst Du diese Relais einzusetzen?

Dauerbetrieb, 12 Stunden, ein paar Sekunden.?

Mit was willst Du diese Relais ansteuern.

Hinweis: es ist unheimlich sinn-voll (-frei) erst die Bauteile zu 
bestellen, und dann in die Überlegung zu kommen, - wie mache ich es 
jetzt ?
Sinnvoll wäre: Erst den (ziemlich) sicheren Aufbau zu haben, und dann 
'passende' Bauteile zu bestellen. - Weil sonst wächst der Müllhaufen, 
den wir  alle produzieren sinn-los.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Anbei Beispiel für schnell gefundenes 5V Relais.
OK, ist jetzt nicht bipolar. Selberwickeln ist IMHO als Experiment mit 
ungewissen Ausgang immer möglich und man lernt auf jedenfalls was.

Bei bistabilen Relais könnte man überlegen, ob vielleicht nicht ein 
"kräftiger" Impuls (bspw 20ms Dauer) reicht und wie man diesen "Impuls" 
mit "Bordmittel" einfach erzeugt (also nicht wirklich 24V Dauer 
braucht). Ladungspumpe und C beispielsweise:

https://de.wikipedia.org/wiki/Ladungspumpe#/media/Datei:Ladungspumpe_pos_einf.svg

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Thomas S. schrieb:
> Hinweis: es ist unheimlich sinn-voll (-frei) erst die Bauteile zu
> bestellen, und dann in die Überlegung zu kommen, - wie mache ich es
> jetzt ?
> Sinnvoll wäre: Erst den (ziemlich) sicheren Aufbau zu haben, und dann
> 'passende' Bauteile zu bestellen. - Weil sonst wächst der Müllhaufen,
> den wir  alle produzieren sinn-los.

Ich hab' frueher sehr gerne so gearbeitet: Beim Conrad oder Pollin 
einfach mal die Ueberraschungstuete kaufen und dann gucken, was man 
draus basteln kann.
Das finde ich voellig OK so und der Muellhaufen waechst eh'. Egal ob das 
Zeugs da gleich landet, oder erst noch verbastelt wird.

Gruss
WK

von Peter R. (pnu)


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Das umwickeln auf 5V ist ziemlich schwierig, ohne eine 
Wickeleinrichtung. Abgesehen davon, dass man das notwendige Material 
kaum bekommt.

Wie wärs mit einem DC-Spannungswandler 5V-24V zwischen den geschalteten 
5V und dem Relais? Da gibt es kleine Fertigbausteine.

Thomas S. schrieb:
> Sinnvoll wäre: Erst den (ziemlich) sicheren Aufbau zu haben, und dann
> 'passende' Bauteile zu bestellen. - Weil sonst wächst der Müllhaufen,
> den wir  alle produzieren sinn-los.

Im Bastlerland ist man sehr oft auf Schnäppchen angewiesen. Und genau 
der Müllhaufen macht irgendwelche Versuchsobjekte ausführbar.

Da auf den kommerziell sinvollen Vorgang zu verweisen ist schon etwas 
arrogant.

von Wolf17 (wolf17)


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Der Weg ist das Ziel. Die Befriedigung es nach vielen Stunden geschafft 
zu haben ist unbezahlbar und lehrreich ist es auch. Hauptsache es macht 
auch Spaß. Da macht es nichts, wenn der passende Draht mehr kostet wie 
ein geeignetes Relais.
Abwickeln und Windungen zählen. Mit doppeltem Durchmesser neu wickeln 
und nicht wundern, dass <25% Windungen draufgehen.
Dann Arbeitsspannung messen und ggf mit angepasstem Durchmesser noch mal 
wickeln.

von H. H. (hhinz)


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Ich hab schon einige Relais umgewickelt, aber auf viel kleinere 
Spannung. Stromgesteuerte Relais sind rar. Zum Glück braucht man dafür 
recht wenige Windungen und kann so auch manuell den Wickelraum gut 
ausnutzen.

von R. L. (roland123)


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Dominik schrieb:
> mit sehr dünnen Kupferlackdraht gewickelt.

wie dünn?
hast du die Möglichkeit den Durchmesser zu messen?

von Rainer W. (rawi)


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Thomas B. schrieb:
> Hauptsache der Anker zieht noch.

Der Anker braucht Amperewindungen (Aw). Ob der vorhandene Draht die 
entsprechend höhere Stromstärke verträgt, ohne zu warm zu werden, ist 
schwierig zu sagen.
Der Widerstand sagt nichts über die Windungszahl, weil dort auch noch 
der Leiterquerschnitt eingeht.

von Wolf17 (wolf17)


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R. L. schrieb:
> wie dünn?
> hast du die Möglichkeit den Durchmesser zu messen?
Ohne Mikometer misst man einfach den Widerstand von eimem oder mehreren 
Metern des abgewickelten Drahtes und schaut in diese Tabelle nach:
https://www.elektrisola.com/de/Products/Enamelled-Wire/Technical-Data#iec60317
D 0,05mm Kupferdraht (CuL aussen 55-72µm) hat z.b. 8,7R/m

von Dominik (koelner)


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Der Originalkupferlackdraht ist so dünn, dass ich ihn eh nicht wickeln 
könnte, da er viel zu schnell reißen würde. Ich habe hier noch eine 
Rolle ziemlich dünnen Kupferlackdraht von Conrad oder Völkner aus den 
90ern, womit ich viele Schaltungen auf kleinsten Raum verdrahtet habe 
und es immer noch gerne tue. Leider steht kein Durchmesser/Querschnitt 
mehr drauf (Label ging mit den Jahren verloren). Messschieber zeigt 
0,05mm an. Den kann man noch relativ gut verarbeiten. Den könnte ich auf 
gut Glück probieren. Ansonsten besorge ich mir gerne (meist stärkeren) 
Kupferlackdraht aus alten Kleintrafos für Verdrahtungen.
Zum Wickeln würde ich einfach ein Akkuschrauber verwenden. Natürlich 
habe ich keine Spezialmaschinen dafür.

Wenn die Leistungsaufnahme etwas höher ist als die 0,6W wäre das auch 
nicht schlimm. Schön wäre aber halt schon, wenn er weiterhin auch 
Dauerlast vertragen würde ohne zu heiß zu werden. Ich weiß nicht, ob ich 
es auf einen Versuch ankommen lassen sollte. Klar man könnte auch eine 
Impulsschaltung davor machen, aber dann kann ich auch gleich wieder 
einen Step-Up Wandler nutzen. Ja, die habe ich als fertige Module und 
schon mit dem Relais genutzt. Ohne wäre aber schöner.

Normale 5V Relais habe ich wie Sand am Meer. Sogar bistabilie mit 10A 
von Hongfa. Aber die sind rein mechanisch von Hand eben nicht 
rücksetzbar.

: Bearbeitet durch User
von Andrea B. (stromteam)


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Daten der 2-Spulenversion:
KACO Relais Typ RP 10A bei gleichen Abmessungen, Conrad DM-Preis 14,50
Nr 504807-78 6V 25 Ohm
Nr 504815-78 12V 105 Ohm
Nr 504823-78 24V 430 Ohm
Ich möchte dafür kein Foto einstellen.

Ich könnte die 6V Version gegen Spende an das örtliche Tierheim 
zuschicken.
Bitte um PN.

Welche Kontaktbelastbarkeit wird benötigt?
Von SDS gibt es wesentlich schlankere Lösungen.

von Joachim B. (jar)


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Uwe schrieb:
> vier 6V-Wicklungen parallel schalte. Die 6V
> Wicklung hat ein Viertel des Drahtes, und dann vier parallel -
> Widerstand reduziert sich um Faktor 16.
> Oder rechne ich falsch?

vielleicht, da hast du auch 4x Isolack

von Jörg R. (solar77)


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Dominik schrieb:
> (..)
> Wenn die Leistungsaufnahme etwas höher ist als die 0,6W wäre das auch
> nicht schlimm. Schön wäre aber halt schon, wenn er weiterhin auch
> Dauerlast vertragen würde ohne zu heiß zu werden.

Weshalb soll die Spule Dauerlast vertragen, bei einem bistabilen Relais?
Das wird in <1 Sekunde gesetzt bzw. zurückgesetzt.

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