Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schütz-Selbsthaltung mit Raspberry unterbrechen - Bauteile


von Zoni B. (zonibadneck)


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Hallo Zusammen,

Mein Raspberry sitzt in einem Schaltschrank verbaut für Sensorik mit 
RS-485.
Hatte bereits zu dem RS-485-Thema einen Beitrag:
Beitrag "RS485 Terminierung und Verdrahtung 3 Geräte"
Raspberry und Sensoren werden durch ein Mean Well RD35B Schaltnetzteil 
mit 24V und 5V Ausgang versorgt.

Hier gehts es mir jetzt um das Zuschalten und trennen des Netzstroms.

Der geplante Aufbau ist wie folgt:

1. Hauptschalter: Trennt den Schaltschrank vollständig vom Netz.
2. Einschalt-Taster: Kurzer Druck bringt das Schütz Q1 in Selbsthaltung 
per NO-Hilfskontakt und versorgt das Netzteil mit Strom.
3. Abschaltung: Soll per Shutdown-hook des Raspberry ausgelöst werden. 
Dabei soll ein GPIO ein Koppel-Relais (NC, 24V-> 220V) öffnen dass die 
Selbsthaltung des Schütz Q1 unterbricht und damit das Netzteil von der 
Netzspannung trennt.

Nun zu meiner Frage:
Das ganze soll im Schaltschrank mit möglichst DIN-Schienen-Komponenten 
passieren. Ich würde gerne auf die üblichen Relaisboards die es für 
Raspberry gibt verzichten, einfach weil ich sauber auf DIN-Schiene 
montieren und verdrahten möchte.
220V Schütz und 24V-Relais sind da natürlich kein Problem passende zu 
finden.
Einzig beim dem Optokoppler-Relais das mit 3.3V als Eingang vom 
Raspberry arbeiten kann finde ich so gut wie nichts im Netz von den 
üblichen verdächtigen (Phoenix, Eaton, Schneider, etc.)
Hier werde ich lediglich bei Amazon fündig und das scheint zu bieten was 
ich benötige.
https://shorturl.at/NBewd

Hat jemand Erfahrung damit, oder eine Alternative? Von den elektrischen 
Daten scheint es zu passen. 100mA max. sollten auch für zum beispiel 
dieses Relais von Finder ausreichend sein:
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/installationsrelais_1x_nc_1x_no_250v_25a_24_v_ac_dc-391066?PROVID=2788&gad_source=1&gad_campaignid=1622074784&gclid=CjwKCAiA9aPKBhBhEiwAyz82Jyjcmk2uM848uCzOFCaf92NoL0JDSJw2sEcagnTDkHjiPkE7fycajBoCJvQQAvD_BwE

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


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Zoni B. schrieb:
> Der geplante Aufbau ist wie folgt
Dazu zwei Impulse:
- Überdenk doch nochmal die Idee, den COM-Anschluss des Netzteils 
nicht zu verwenden und stattdessen die 24V auf den N zu beziehen.
- Hält der K2 den Strom aus, der über den Hauptschalter in die Anlage 
fließt? Wieso unterbrichst du nicht einfach nur den (geringen) 
Spulenstrom vom Schütz Q1?

: Bearbeitet durch Moderator
von Zoni B. (zonibadneck)


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Lothar M. schrieb:

> Dazu zwei Impulse:
> - Überdenk doch nochmal die Idee, den COM-Anschluss des Netzteils
> nicht zu verwenden und stattdessen die 24V auf den N zu beziehen.

Das war in der Tat nicht die Idee, sondern ein Fehler im meinem 
Schaltbild.
Habe es korrigiert.

> - Hält der K2 den Strom aus, der über den Hauptschalter in die Anlage
> fließt? Wieso unterbrichst du nicht einfach nur den (geringen)
> Spulenstrom vom Schütz Q1?

Guter Punkt, auch das habe ich im Schaltbild angepasst, über den 
Unterbrecher muss natürlich nicht der gesamte Anlagenstrom fließen.

von Nemopuk (nemopuk)


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Zoni B. schrieb:
> Hier werde ich lediglich bei Amazon fündig und das scheint zu bieten was
> ich benötige.
> https://shorturl.at/NBewd

Da ist etwas faul. Der aufgedruckte zeigt drei Dioden in Reihe:

Gleichrichterdiode: 0,5V
IR-LED: 1,2V
Bunte LED: 1,6V

Macht zusammen 3,3V (mindestens). Darüber hinaus brauchst du Spannung 
für den Vorwiderstand. Das Gebilde wird mit "nur" 3,3V nicht zuverlässig 
funktionieren.

Aber: Du kannst es zwischen GPIO (Ausgang) und 5V klemmen. Dann schaltet 
es bei Low Pegel ein. Vorwiderstand nicht vergessen!

Die meisten anderen SSR mit Optokoppler-Eingang für 5V kannst du ebenso 
am Raspi verwenden. Falls sie nie aus gehen, schaltest du zusätzlich 
eine Gleichrichterdiode in Reihe, so wie bei dem Amazon Teil.

von Nemopuk (nemopuk)


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Das Relais am Optokoppler Ausgang braucht eine Freilaufdiode. Ich 
fürchte allerdings, dass der Optokoppler nicht genug Strom fließen 
lässt.

Denn mit 6mA Steuerstrom kommt kein normaler Optokoppler auf 100mA 
Laststrom.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Nemopuk schrieb:
> Denn mit 6mA Steuerstrom kommt kein normaler Optokoppler auf 100mA
> Laststrom.

Das wäre mit einem Emitterfolger leicht zu fixen. Upps, Freilaufdiode 
über dem Relais vergessen :-(
Besser also das zweite Bildchen...

: Bearbeitet durch User
von Zoni B. (zonibadneck)


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Nemopuk schrieb:
> Das Relais am Optokoppler Ausgang braucht eine Freilaufdiode. Ich
> fürchte allerdings, dass der Optokoppler nicht genug Strom fließen
> lässt.
>
> Denn mit 6mA Steuerstrom kommt kein normaler Optokoppler auf 100mA
> Laststrom.

Danke für deinen Input.

Wäre dann nicht die Plug&Play-Lösung ein Relais-HAT für den Raspberry zu 
verwenden, z.Bsp: https://www.waveshare.com/wiki/RPi_Relay_Board ?

Das sollte noch in das Tragschienen-Gehäuse für meinen Raspberry 
reinpassen und dann könnte ich von dem HAT aus an mein 
24V-Unterbrecher-Relais?

von Nemopuk (nemopuk)


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Zoni B. schrieb:
> Wäre dann nicht die Plug&Play-Lösung ein Relais-HAT für den Raspberry zu
> verwenden

Das hast du ja ausgeschlossen:

Zoni B. schrieb:
> Ich würde gerne auf die üblichen Relaisboards die es für
> Raspberry gibt verzichten, einfach weil ich sauber auf DIN-Schiene
> montieren und verdrahten möchte.

Wie wäre es denn mit einer SPS basierend auf dem Raspberry Pi?

: Bearbeitet durch User
von Zoni B. (zonibadneck)


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Nemopuk schrieb:
> Zoni B. schrieb:
>> Wäre dann nicht die Plug&Play-Lösung ein Relais-HAT für den Raspberry zu
>> verwenden
>
> Das hast du ja ausgeschlossen:
>
> Zoni B. schrieb:
>> Ich würde gerne auf die üblichen Relaisboards die es für
>> Raspberry gibt verzichten, einfach weil ich sauber auf DIN-Schiene
>> montieren und verdrahten möchte.
>

Da hatte ich an solche "externen" module gedacht bei denen ich mich noch 
um Unterbringung/ Befestigung hätte kümmern müssen. Sowas zum Beispiel:
https://eckstein-shop.de/DFRobot-Gravity-Digital-10A-Relay-Module-for-Arduino-Raspberry-Pi?ws_oss_lieferland=CH&gad_source=1&gad_campaignid=22872305505&gclid=CjwKCAiA9aPKBhBhEiwAyz82J8kL3vgHOiCACNmQxGUjRpym_qPa0SkI6H6N4k-5Fvd3LkakriJK_BoC_aUQAvD_BwE

Mir war vorher nicht bewusst, dass es auch HATs gibt die direkt 
aufgesteckt werden können, habe ich jetzt erst nach weiterer Suche 
festgestellt. Da muss ich blind gewesen sein.

> Wie wäre es denn mit einer SPS basierend auf dem Raspberry Pi?

Du meinst ein SPS-Controller der Einschalt-Taster signal und 
ausschaltsignal vom Raspberry verarbeitet?

von Bauform B. (bauformb)


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Nemopuk schrieb:
> Aber: Du kannst es zwischen GPIO (Ausgang) und 5V klemmen. Dann schaltet
> es bei Low Pegel ein. Vorwiderstand nicht vergessen!

Diese Idee, kombiniert mit diesem "Optokoppler", scheint mir ziemlich 
Plug&Play zu sein (eigentlich sogar 100%, weil der Vorwiderstand 0 Ohm 
haben sollte)

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/halbleiterrelais_1_no_5_-_48_v_dc_5_v_dc_0_5_a-257753

Und kombiniert mit dieser Idee sollte auch der kleinere "Optokoppler" 
reichen

Lothar M. schrieb:
> - Hält der K2 den Strom aus, der über den Hauptschalter in die Anlage
> fließt? Wieso unterbrichst du nicht einfach nur den (geringen)
> Spulenstrom vom Schütz Q1?

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/halbleiterrelais_1_no_5_-_48_v_dc_5_v_dc_0_1_a-257743

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