Flankengesteuerte Einschaltverzögerung

[Thomas C. (akapuma)]

Hallo,

ich möchte ein Relais mit DC-Spule mit einem Taster netzsynchron 
zeitverzögert einschalten, siehe Bild:

"50Hz-Takt" ist ein netzsynchroner Rechteckimpuls, d.h. alle 20ms kommt 
ein Impuls.

"Taster" ist ein mechanischer, entprellter Taster, den ich mit der Hand 
drücke.

Wenn ich den Taster drücke, dann wird bis zur nächsten 50Hz-Flanke 
gewartet. Im Bild habe ich die steigende Flanke genommen, die fallende 
Flanke könnte man auch nehmen. Sobald die 50Hz-Flanke kommt beginnt eine 
einstellbare Zeit von 0ms-20ms zu laufen, nach deren Ablauf ich mein 
Relais einschalte. Wenn ich den Taster loslasse wird das Relais 
ausgeschaltet.

Bekomme ich das irgendwie einfach mit einem NE555 hin?

Danke.

Gruß

akapuma

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Thomas C. schrieb:
> ein Relais mit DC-Spule mit einem Taster netzsynchron zeitverzögert
> einschalten
Dir ist aber schon klar, dass die Einschaltzeiten von mechanischen 
Relais nicht so richtig gut spezifiziert sind. Ich hatte schon mal 
eines, das brauchte über 1s zum Einschalten.

[Obelix X. (obelix)]

Wozu braucht man denn solch einen Quatsch?

[Peter N. (alv)]

50Hz und Taster UND-Verknüpfen und ein Monoflop damit starten.
Solange das Monoflop läuft, 50Hz sperren.
Wenn Taster losgelassen, Monoflop resetten.

[Thomas C. (akapuma)]

Obelix X. schrieb:
> Wozu braucht man denn solch einen Quatsch?

Elektronische Installationsschalterschalter (egal, ob mit Relais oder 
Halbleiter) müssen während des Betriebs kurzgeschlossen werden um zu 
sehen, ob sie dadurch gefährlich werden (EN / IEC 60669-2-1). 
Üblicherweise macht man 18 ungesteuerte Kurzschlüsse. Es wäre aber jetzt 
schön, wenn man den Kurzschlußzeitpunkt grob vorgeben könnte, z.B. wenn 
man immer bei ungefähr 90° schalten könnte.

Lothar M. schrieb:
> Dir ist aber schon klar, dass die Einschaltzeiten von *mechanischen*
> Relais nicht so richtig gut spezifiziert sind. Ich hatte schon mal
> eines, das brauchte über 1s zum Einschalten.
Ja. Wie lange das dauert ist im Prinzip egal, so lange es immer etwa 
gleich lange dauert.
Halbleiterschalter kommen nicht in Betracht, da 1500A (Effektivwert) 
geschaltet werden müssen.

[Thomas C. (akapuma)]

Peter N. schrieb:
> 50Hz und Taster UND-Verknüpfen und ein Monoflop damit starten.

Das geht so nicht. Eine UND-Verknüpfung liefert ein EIN, sobald beide 
Eingangssignale EIN sind. Die Zeit darf aber erst starten, wenn die 
Flanke des 50Hz-Taktes kommt, und nicht die Flanke des Tasters. Wenn das 
50Hz-Signal EIN ist und dann erst der Taster, dann darf die Zeit nicht 
gestartet werden.

[Stephan S. (uxdx)]

Mikrocontroller nehmen und Schütz ansteuern

[Wolfgang D. (blitz_f)]

Moin,
Soll das Relais den Kurzschlussstrom führen? Wird nix.....
Größe Schütze könnten den Kurzschlussstrom führen., aber auch nicht 
ewig......
Dennoch alles Murks: Schütze und Relais haben Anzugzeit von ca. 15ms bis 
mehere 10 ms , je nach Größe, Uhrzeit, Mondperiode.
Was geht: Riesen-IGBT, z.B. CM1200HC-66H  (3 x 2400 A Pulse), z.B. bei 
'ner
E-Lok ausbauen.....
Gruß, Wolfgang

[Michael B. (laberkopp)]

Thomas C. schrieb:
> Bekomme ich das irgendwie einfach mit einem NE555 hin?

Nein.

Du brauchst ein FlipFlop das durch den Taster gesetzt wird (dadurch 
gleichzeitig entprellt, rücksetzen durch Impuls vom Monoflip) und ein 
MonoFlop mit deiner einstellbaren Zeit und möglichst mehreren Eingängen 
damit es startet wenn der 50 Hz Impuls kommt wahrend das FlipFlop 
gesetzt ist.
Dann wird ein zweites FlipFlop gesetzt fur den Ausgangsimpuls, das bei 
loslassen des Tasters zurückgesetzt wird.

Also 74HC74 + 74HC221.

Und dann kommt noch das Problem, was beim Einschalten passiert, startet 
dann das MonoFlop ? Sollte egal sein so lange der Taster nicht gedrückt 
ist.

Also zumindest 2 ICs. Ein uC wäre 1 IC.

[Thomas C. (akapuma)]

Hallo,

das "Relais" ist ein Leistungsschütz, welches 3300A für 1s oder 2400A 
für 10s führen kann. Im Moment wird es zufällig geschaltet. Ich möchte 
eine kleine "Zwischenschaltung" bauen um es wahlweise gesteuert zu 
schalten.

Vorher hatten wir das Schütz als Leistungsschütz mit AC-Spule. Das 
zeitgesteuerte Einschalten hatte mit diesem hinreichend genau 
funktioniert. Allerdings klappt bei einem AC-Schütz nicht das 
"zufällige" Schalten, da es bei 0°-Erregung eine andere Schaltzeit hat 
als bei 90°-Erregung. Deshalb jetzt ein DC-Schütz.

Was gegen den Mikrocontroller spricht? Ganz einfach - ich kann es nicht. 
2 Flip-Flops auf einer Streifenrasterkarte kriege ich da schon eher hin.

[Thomas C. (akapuma)]

Danke, laberkopp,

der 74HC74 war was mir fehlte. Ich habe mal grob etwas zusammengemalt, 
siehe Bild.

Das Loslassen der Taste (V3) wird zwar erst beim nächsten 50Hz-Puls (V2) 
übernommen, und der Kondensator C1 muß erst über D + R1 entladen werden, 
aber der Ausschaltzeitpunkt ist ziemlich egal.

Die Dimensionierung stimmt sicher noch nicht, aber es scheint zu 
funktionieren.

Nachtrag: wobei ich den Taster ja auf den invertierten Reset des NE555 
legen könnte ...

[Michael B. (laberkopp)]

Thomas C. schrieb:
> Das Loslassen der Taste (V3) wird zwar erst beim nächsten 50Hz-Puls (V2)
> übernommen,

Weil du D als Daten verwendest.

Vergiss das.

Lege D an 5V.

Nur CLK setzt das FF. Immer.

Zurückgesetzt wird es durch den vom Timer erzeugten Impuls an CLR.

Vergiss auch deine NE555 Schaltung.

Nimm den 74HC221. Der hat 2 (verknüpfte) Eingänge und 2 (gegenläufige) 
Ausgänge und erledigt damit die Verkbüpfungen.

Und nutze ein weiteres FF am Ausgang.

[Gerd E. (robberknight)]

Thomas C. schrieb:
> das "Relais" ist ein Leistungsschütz, welches 3300A für 1s oder 2400A
> für 10s führen kann. Im Moment wird es zufällig geschaltet. Ich möchte
> eine kleine "Zwischenschaltung" bauen um es wahlweise gesteuert zu
> schalten.

Gerade so ein dickes Leistungsschütz schaltet doch recht schwergänging. 
Vielleicht einigermaßen reproduzierbar, aber dennoch nicht wirklich 
genau.

Wäre das nicht eher was für einen dicken Thyristor oder, wenn man es 
wirklich in extra robust will, Ignitron?

Und egal wie Du letztlich schaltest - bei diesen Strömen immer die 
Störungen bedenken die sowas erzeugt. Wenn Du da nicht aufpasst schalten 
Deine Logik-ICs plötzlich ganz unerwartet. Und bei der Leistung kann das 
dann halt auch gefährlich werden.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Thomas C. schrieb:
> Ja. Wie lange das dauert ist im Prinzip egal, so lange es immer etwa
> gleich lange dauert.
Was ist "etwa gleich lange"? Denn der "Jitter" darf ja nur irgendwas im 
1-2ms Bereich sein, wenn du da zu einem bestimmten Zeitpunkt der 
Halbwelle einschalten willst.

Mein Tipp: miss einfach mal die Schaltzeiten deines Schützes aus. Dann 
kann man mit einem Zweikanal-Digitaloszi und unendlicher Nachleuchtdauer 
über Nacht mal die Streuung des Einschaltzeitpunktes über viele tausend 
Einschaltzyklen ermitteln.

Gerd E. schrieb:
> Gerade so ein dickes Leistungsschütz schaltet doch recht schwergänging.
> Vielleicht einigermaßen reproduzierbar, aber nicht wirklich genau.
Auf jeden Fall ist die Anzugszeit schon mal abhäging von der 
Spulentemperatur, weil die nämlich den Spulenwiderstand ändert.

Wolfgang D. schrieb:
> Dennoch alles Murks: Schütze und Relais haben Anzugzeit von ca. 15ms bis
> mehere 10 ms , je nach Größe, Uhrzeit, Mondperiode
und der Einbaulage. Und wenn der Kontaktsatz dann anzieht, kommt es mal 
früher und mal später zur eigentlichen Kontaktgabe, je nachdem, wie 
verschlissen die Kontakte selber sind.

[Thomas C. (akapuma)]

Vielen Dank für die wertvollen Hinweise.

Abweichungen durch Spulentemperatur, Mondphase, Kontaktverschleiß etc. 
sind egal. Die Verzögerung ist einstellbar, und sie wird immer passend 
justiert.

Jitter könnte ein Problem sein. Bei der AC-Spule (sonst gleiches Schütz) 
war Jitter aber kein Problem, beim neuen Schütz mit DC-Spule sollte es 
(hoffentlich) auch keins sein.