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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais durch PWM steuern


Autor: Jens (Gast)
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Hallo,

Ich bin Anfänger, und habe eine vielleicht sehr schnell zu beantwortende 
Frage.

Ich wollte mit einen PWM-Signal ein Soild State Relais ansteuern, da 
mechanische Relais, soweit ich weiß, langsamer sind und nich mit den 
Belastungen des ständigen ein und aussschalten des PWMs klar kommen.

Ich habe mir den S202S12 von Sharp 
(http://www.reichelt.de/?SID=20hSk6uqwQARQAAGnsQpsc...)
ausgesucht.

Meine Frage nun, ist ein solchen Halbleiterrelais in der Lage die 
entstehende Belastung des PWM-Signals stand zu halten?

Autor: Obelix (Gast)
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Was willst du schalten? Was hast du vor?
Schau ins Datenblatt wegen der Maximalfrequenz.

Autor: Zacc (Gast)
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Sicher. Es hat zwischen 1ms und 9.3ms zum Einschalten und 9.3ms zum 
ausschalten. Ist daher wahrscheinlich Nullduchgangsschaltend. Eine PWM 
von 1 Hz ist da volldrin.

Autor: Jens (Gast)
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Ich möchte eine halogenbirne(max 12V) dimmen.

Bin mir jetzt nicht ganz sicher wo es im datenblatt steht:
         Output: Operating frequency(f) 45 to 65 Hz
ist es dies?, und wenn ja würde es ausreichen?

Autor: Macc (Gast)
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Nein Halogenlammpen dimmt man so nicht. Halogenlampen dimmen ist sowieso 
eine schlechte Idee, da sich die Farbtemperatur aendert.

Autor: Zacc (Gast)
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Das Relay ist wahlweise Nullduchgangseinschaltend oder nicht. Aber 
Nulldurchgangsausschaltend. Dh mit dem 
nicht-Nulldurchgangseinschaltenden koennte man sowas machen. Weshalb 
nicht einen normalen Fet nehmen ? Die galvanische Trennung muss doch 
nicht sein?

Autor: PeterL (Gast)
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1Hz PWM schaut sicher toll aus:-)

geht zwar theoretisch nur, schalten die Dinger (sind ja Triacs drinnen)
mit deinem Signal EIN aber erst beim Nächsten Nulldurchgang AUS

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Jens wrote:

> Ich habe mir den S202S12 von Sharp
> 
(http://www.reichelt.de/?SID=20hSk6uqwQARQAAGnsQpsc...)
> ausgesucht.

Da steht doch eindeutig mit Nullspannungsschalter, also nix mit Dimmen.


Außerdem sind SSRs nicht gut für kleine Spannungen (1,5V Abfall).

Macht dann bei ner 50W Birne schon 6,25W, also ordentlich kühlen.



Peter

Autor: Sebastian Eckert (Gast)
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Es gibt auch spezielle DC-Lastrelais, mit MOSFET statt TRIAC. Sicherlich 
besser geeignet, wenn überhaupt.

Autor: Jens (Gast)
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Also, so wie ich es verstanden habe, sollte ich einen MosFet benutzten. 
Könnt  ihr mir vielleicht einen vorschlagen, wenn ich drei 
halogenlampe(3x 6V/0.7A) in Reihe am Collector anschließe?

Kann ich es dennoch irgendwie galvanische entkoppeln? durch zb einen 
optokoppler, ist dieser aber überhaupt einsetztbar im zusammenhang mit 
einem PWM?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Lampen sind nicht für Reihenschaltung geeignet.

Bei einer Reihenschaltung brennt die mit dem höchsten Innenwiderstand 
sehr schnell durch.

Du kannst irgendeinen Low-level FET nehmen, der den Strom aushält 
(reichlich dimensionieren), z.B. BUZ72.



Peter

Autor: Power (Gast)
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Oder einen nicht Nullspannungsschaltendes SSR (z.B S202 S01) benutzen, 
dann mit Nulldruchgangserkennung per Phasenanschnitt dimmen. PWM ist bei 
AC nicht sonderlich geeignet.

Autor: maddin (Gast)
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..vielleicht noch das thema vollwellensteuerung ansehen... aber eher 
sehr flimmerig für eine birne..

ansosnten mit glechrichter und fet arbeiten. den gleichrichter mit 
seinen beiden wechselseiten in reihe mit der glühbirne und dann einen 
fet zum schalten nutzen, dann stehen dir alle wege offen...

dann kannst du das pwm signal lieber optisch entkoppeln...

maddin

Autor: Sven S. (Gast)
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@Peter

>Lampen sind nicht für Reihenschaltung geeignet.
>
>Bei einer Reihenschaltung brennt die mit dem höchsten Innenwiderstand
>sehr schnell durch.

jetzt bleib mal auf dem Teppich, das sind Lampen ein halbes Volt hoch 
oder rund fällt in der Lebensdauer nicht auf. Wenn es dieselben sind 
wird es nicht mal 0.5V unterschied geben.

Ich kann es fast schon lesen „ oh je aber die Fertigungstoleranzen ich 
hatte da mal zwei Lampen …“ oh je es könnte evtl. eine Lampe für 0,5€ 
kaputt gehen wenn eine davon 20W und die andere 10 W hat ... :-)


Gruss Sven

Autor: Jens (Gast)
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@Power

Wieso ist ein PWM signal nicht geeignet? Es dient doch nur zum 
Durchschalten des SSR's?

Autor: Sven S. (Gast)
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@jens

normal macht man das mit phasenanschnittsteuerung 
http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenanschnittsteuerung .

da ein eimal gezündeter triac (normalerweise) erst beim nulldurchgang 
wieder auf geht eben so wie beim thyristor.

gruss sven

Autor: Power (Gast)
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@Jens:
Da die PWM nicht synchron zur Wechselspannung ist gibt das ein wirres 
geschalte immer zu aneren Phasenwinkeln, dürfte seltsam aussehen. Da du 
aber nur einen 1Hz-PWM betreiben möchtest (Heizung oder so?) fällt das 
natürlich nicht ins Gewicht.

Autor: Sven S. (Gast)
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@power

1hz pwn :-) LOL find ich echt klasse ist bestimmt auch nicht stressig 
oder so :-)

Autor: Power (Gast)
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@Sven:
Das macht schon Sinn! Du kannst die Halogenlampen auch als Heizung 
benutzen, da isses Wurscht wie's aussieht. Für 'ne träge 
Temperaturregelung reicht das dicke.
Ich weiß ja auch nicht was er damit vorhat? ;-)

Autor: Jens (Gast)
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Ja, sorry!Um das Geheimnis zu lüften:
Ich möchte ein möglichst praxisnahe Schaltung in der Gebäudeautomation 
basteln. Dabei muss ich mit einer 12V Wechselspannung eine Halogenlampe 
dimmen über ein PWM.

"Da die PWM nicht synchron zur Wechselspannung ist gibt das ein wirres
geschalte immer zu aneren Phasenwinkeln, dürfte seltsam aussehen",Power.

Super, das ist mal eine klare Aussage.

Dann bleibt mir ja nichts anderen übrig als einen MosFet zu nehmen?
Jetzt muss ich mal outen:
1.Das PWM-signal lege ich doch an das Gate an.
2.Kann ich die Wechselspannung einfach an source bzw. drain anlegen, 
oder muss sie zuerst, was ich auch denke, über einen Gleichrichter 
gehen?

Autor: Jens (Gast)
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Nachtrag:

Wieso überhaupt eine Halogenbirne mit 1Hz dimmen, ist dies nicht viel zu 
weniger, da kann ich doch zu gucken und selber mit einem Taster den pwm 
ersetzten ;-)

Autor: Jens (Gast)
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Sorry, ik bins nochmal :)

"Da die PWM nicht synchron zur Wechselspannung ist gibt das ein wirres
geschalte immer zu aneren Phasenwinkeln, dürfte seltsam aussehen. Da du
aber nur einen 1Hz-PWM betreiben möchtest (Heizung oder so?) fällt das
natürlich nicht ins Gewicht.",Power

Wenn ich doch ein pwm signal mit 20-30Hz an einem SSR-S102S11 (ohne 
zero-cross-ciruit) dann  könnte es doch funktionieren.

Autor: Power (Gast)
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Also wenn du das Ganze per MOSFET machen willst: gleichrichten, 
PWM-Frequenz so um die 3kHz wählen, µC-Port NICHT direkt an die Gate, 
besser mit einem Transistor oder Optokoppler verstärken und einen 100 
Ohm-Widerstand vor die Gate setzen! MOSFET z.B. IRF1404 (bis max. 30V).
Eine Schutzdiode (Freilaufdiode) ist nicht unbedingt nötig, schaden kann 
sie aber auf keine Fälle!

Autor: X. H. (shadow0815)
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Wo Programmers Notepad das Tool-Menü speichert:

C:\Dokumente und Einstellungen\<user>\Anwendungsdaten\Echo 
Software\PN2\UserTools.xml

Autor: Matthias S. (da_user)
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Aus dem PWM-Signal eine Geglätte Gleichspannung machen und damit nen 
Triac ansteuern, so das Phasenanschnitt draus wird ;-)

Autor: Jens (Gast)
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@power
ich hab mal was versucht mit target zu zeichen.
Ist dies so in etwas ein Grundgedanke?

Autor: Jens (Gast)
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Ich muss mich mal für meine Rechtschreibfehler endschuldigen!

@power
ich hab mal was versucht mit target zu zeichnen.
Ist dies so in etwas dein Grundgedanke?

Autor: Power (Gast)
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  • preview image for MA.jpg
    MA.jpg
    39,8 KB, 766 Downloads

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Dachte mehr an sowas (Anhang).

Autor: Power (Gast)
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Besser so.

Autor: Jens (Gast)
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@Power
Ich will dir echt nicht auf den Keks gehen. ;-)

Die 12V sind Wechselspannung.
Der 10K Widerstand dient zum begrenzen des Stroms, der durch den 
MosFet(Source->Drain) fließt.

Liege ich damit richtig?

Autor: Power (Gast)
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In meinem Vorschlag sind die 12V gleichgerichtete Wechselspannung, am 
Besten noch durch Elko gesiebt. Der 10kOhm-Widerstand dient zur 
Entladung der Gate-Kapazität des MOSFETs. Der würde sonst immer 
eingeschaltet bleiben.
Der 100 Ohm-Widerstand dient zur Strombegrenzung beim Einschalten des 
MOSFETs, da die Gate ja eine Kapazität darstellt fließen im 
Einschaltmoment relativ hohe Ströme.
Gehst mir nich' auf'n Keks. ;-)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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X. H. wrote:
> Wo Programmers Notepad das Tool-Menü speichert:
>
> C:\Dokumente und Einstellungen\<user>\Anwendungsdaten\Echo
> Software\PN2\UserTools.xml

Der war für mich?
Danke, habe ich gefunden ;-))

AxelR.

Autor: Frank (Gast)
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Err, ob der 10k Widerstand zum ausreichend schnellen entladen des Gates 
reicht hat schon jemand überprüft? Normalerweise würde ich einen 
Widerstand in dieser Größenordnung gegen statische Ladungen einsetzten 
und nicht während des Betriebs. Dafür bietet sich eine kleine B-Endstufe 
an.
Abgesehen davon: Wenn mich nicht alles täuscht, eignen sich 
Halogenlampen sehr schlecht zum Dimmen, weil sich die Temperatur ändert 
und damit der Effekt des Halogens nicht mehr funktioniert -> schneller 
Tod der Lampe.

Autor: Sven S. (Gast)
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@Frank

>weil sich die Temperatur ändert
>und damit der Effekt des Halogens nicht mehr funktioniert -> schneller
>Tod der Lampe.

wahnsinn da hier auch mal einer weis wie eine Halogenlampe funktioniert.

du hast zwar recht das bei niedrigerer temperatur der effekt kleiner 
wird  das macht aber nix da bei niedrigerer temperatur der glühdraht 
auch weniger verdampft also bleibt alles ungefähr gleich.

@Jens

schon mal daran gedacht zu dimmern bevor du aus 230v 12V machst? oder 
geht das nicht ?

Autor: Power (Gast)
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>und damit der Effekt des Halogens nicht mehr funktioniert -> schneller
>Tod der Lampe.

Hmm, ich mache hobbymäßig Beleuchtung auf Messen und Veranstaltungen, 
meine Lichtanlage hat Dimmer mit Lampenvorheizung. Diese dient zur 
Verlängerung der Lebensdauer, da häufiges Ein- und Ausschalten die 
Lampen viel schneller killt. Das mit der Lichtfarbe ist von der Lampe 
abhängig. Die billigen haben auch schon bei Vollast ein besch.. Licht, 
die teureren ändern sich auch beim Dimmen kaum merklich.

Den 10k-Widerstand habe ich schon in mehreren Schaltungen so verbaut, 
das funktioniert. Bei verwendung der 1. Variante (R am OK) kann man auch 
den Wert deutlich verringern, um eine höhere PWM-Frequenz zu 
ermöglichen. Aber OK neigen >3kHz dazu die Flanken zu verschleifen, 
deshalb sollte man die Frequenz nicht höher wählen.

Autor: Michael (Gast)
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also ein relais mit einem pwm ansteuern, das ist wohl keine gute idee...
mal angenommen das relais ist genug schnell, es schaltet einwandfrei, 
dann kannst du dem datenblatt die anzahl der Schaltzyklen wärend der 
lebensdauer des relais entnehmen, und wirst feststellen das du jemanden 
einstellen musst um die relais zu wechseln...
mit einem mosfet wärst du da shcon eher auf dem richtigen weg...

Autor: Matthias S. (da_user)
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Michael... lern lesen...
es geht hier um ein Halbleiterrelais...

Ich würde immer noch die PWM in nen Phasenanschnitt umwandeln ;-)

Autor: Power (Gast)
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>Ich würde immer noch die PWM in nen Phasenanschnitt umwandeln ;-)
Dann musst du ein NICHT nullspannungsschaltendes SSR benutzen, 
andernfalls bekommst du einen 'Phasenwinkel-Zufallsgenerator'. Aber auch 
mit nicht nullspg.-schaltendem SSR ist das Ergebnis mehr als dürftig.
Ohne Synchronisation auf die Nulldurchgänge macht Phasenanschnitt keinen 
Sinn.

Autor: Jens (Gast)
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Viel dank für die vielen kommentare!
Ich hab hier viel mehr gelernt als in einer Vorlesung zu diesem Thema.

Wenn ich nun einen 12V Wechselspannung an dem IRF1410 an legen möchte, 
muss ich einen Brückengleichrichter dazwischen setzen.

Damit ich mir nicht die Finger verbrenne :-) :
Ich habe einen Gleichrichter 
rausgesucht(http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/5...).
An zwei pins muss die Wechselspannung dran, und an den anderen liegt die 
gleichspannung an. Wandelt der Gleichrichter die Spannung 1:1 um, oder 
ist mit Verlusten zu rechnen?

Autor: Power (Gast)
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Der Gleichrichter 'klappt' die negative Halbwelle nach oben, so dass du 
eine Spannung, bestehend aus lauter halben, positiven Sinuswellen mit 
100Hz bekommst. Du musst diese Spannung (falls nötig) mit einem Siebelko 
glätten. Die Spannungshöhe beträgt ca. 1.414 x dem Effektivwert der 
Wechselspannung.

Am Besten mal nach Brückengleichrichter oder Siebung googeln.

Autor: Matthias S. (da_user)
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> Dann musst du ein NICHT nullspannungsschaltendes SSR benutzen,
[...]

Warum?
Ich würde die PWM als Refernzspannung für nen Phasenanschnitt verwenden, 
sprich: glätten und ab damit auf nen Triac ;-)

Autor: Power (Gast)
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>glätten und ab damit auf nen Triac ;-)

Zeichne mir mal 'n Beispiel bitte, ich steh' glaub' ich grade auf'm 
Schlauch was du meinst. ;-)
Mit 'ner Analogspannung auf den Triac???

Autor: Power (Gast)
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Triac-Ansteuerung (Phasenanschnitt) guckst du hier:
http://www.fb06.fh-muenchen.de/fb/praktikum/et1/Ph...

Autor: Sven S. (Gast)
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hier ist es wunderbar beschrieben 
http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenanschnittsteuerung

das mit einem triac und nem Mikrocontroller nach zu bauen sollte doch 
nun wirklich nicht schwer sein.

oder eben gleichrichten und mit einem transiston (oder mosfet oder...) 
das heilige PWM benutzen.

gruss sven

Autor: Jens (Gast)
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Hallo zusammen,

ich die Schaltung von "power"(siehe oben) zusammengelötet und auch ein 
prog dazu geschrieben. leider brennt die birne nur sehr schwach oder gar 
nicht! Kann es wegen dem optokoppler sein? Ist das PWM Signal mit 3,3V 
zu gering?

Autor: Power (Gast)
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Du solltest bei 3.3V den Vorwiderstand des Optokopplers auf 220 Ohm 
verringern.

Autor: Andreas K. (oldcoolman)
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Hi

hm. also mit ner gleichspannung einfach auf nen Triac.

hm.

da solltet ihr aber mal das mit der Phasenanschnittsteuierung nochmal
GENAU durchlesen.

da passiert nämlich wenn überhaupt was..folgendes

ab einen bestimmten Gleichspannungswert läßt der triac
eine Halbwelle durch. Erhöht sich der Wert weiter läßt er
irgenwann die 2. Halbwelle auch durch.

==> Dimmen in 2 Stufen

;-)

wenn, dann muß der Nulldurchgang erfaßt werden.

eine dicke diode läßt bei Strom eine spannung von 0.7V fallen.
die über einen relativ kleinen vorwiederstand (100?) auf
die basis eines npn transistors. dieser zieht mit seinen
collektor den int eingang auf logisch 0

Alles klar?

Autor: Sven S. (Gast)
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>> hm. also mit ner gleichspannung einfach auf nen Triac.

das wollt glaub ich hier niemand machen, da hast du was falsch 
verstanden.

>> eine dicke diode läßt bei Strom eine spannung von 0.7V fallen.
>> die über einen relativ kleinen vorwiederstand (100?) auf
>> die basis eines npn transistors. dieser zieht mit seinen
>> collektor den int eingang auf logisch 0
>>
>> Alles klar?

nein.

ne zeichnung wär schön.

gruss sven

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