Arduino Forum

Forum 2005-2010 (read only) => International => Deutsch => Topic started by: hghoyer on Jan 14, 2011, 06:02 pm

Title: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 14, 2011, 06:02 pm
Hallo,

ich würde gerne mit meinem Arduino ein Relais ansteuern, dass dann bspw. den Lüfter meines VW-Busses schaltet. Für den Lüfter benötige ich ein Relais, welches 30 A aushält... Nur werden die meisten auch mit 12V angesteuert...  und eben nicht mit Arduino-üblichen 5 Volt...

Frage:
Wie komme ich auf die 12V? Bzw. hier mit einem Transistor zu arbeiten, wäre schon wieder zu umständlich, oder???

Also:
Gibt es Relais, die mit einer Arduino spannungskompatiblen Spannung von also ca. 5 V einen Strom von 12 V Spannung schalten können?

Über Links & Tipps bin ich sehr dankbar.

Beste Grüße,
hgh
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 14, 2011, 06:12 pm
nimm ein KFZ-Relais und einen Transisor:
(http://www.massimobanzi.com/img/relay01.png)
Da ich gerade ein Bild von Massimo einbette viele Grüße an Massimo Banzi.
Vcc im Bild sind Deine 12V und Du mußt die Masse des Arduinos mit der Masse des KFZ verbinden.

Meß den Spulenwiderstand des Relais, errechne daraus den Strom bei 12V und kontrolliere ob der Transistor das aushält oder ob Du einen anderen brauchst.

Grüße Uwe
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 14, 2011, 06:38 pm
okay, sieht ja gar nicht soooo kompliziert aus. Nur: Wozu ist die Diode D! ???

Und: Wie messe ich den Spulenwiderstand? Einfach ein normales Multimeter anlegen??? Da kommt dann 43 Ohm heraus, kommt das hin?

Vielen Dank!!
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: saw0 on Jan 14, 2011, 06:46 pm
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1206251.htm

Siehe: Diode schaltet Relais
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 14, 2011, 06:49 pm
Die Diode, auch Freilaufdiode genannt, eliminiert hohe Gegenspannungs- Induktionsspitzen, die beim Abschalten induktiver Lasten entstehen. Um den Halbleiter zu schützen. Siehe Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode

Der Widerstand einer Spule im KFZ-Relais dürfte sehr gering sein. Alternativ dazu schließ das Relais einfach an der Spule an die 12 V an und miss mittels Multimeter den aufgenommenen Strom.

43 Ohm ist realistisch. I=U/R -> 12V / 43 Ohm = 0.28 A
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 14, 2011, 06:54 pm
Danke!!

Der Strom über die Spule beträgt 0,21 A

Kann ich den Transistor zur ansteuerung der Relais benutzen?
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: saw0 on Jan 14, 2011, 06:58 pm
Welchen Transistor hast du denn?
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 14, 2011, 06:59 pm
Er bezieht sich sicher auf das Bild von uwefed weiter oben.
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/B/C/5/4/BC547.shtml

So wie es aussieht: Nein

BC140 sieht besser aus ;) Äquivalent BC141

Oder hier: http://www.conrad.de/ce/de/product/153656/TRANSISTOR-BC-1411016
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 14, 2011, 07:02 pm
Hi,

laut der Skizze von UWEFET habe ich nach dem Transistor BC 547 gegoogelt: Hier wäre einer bei Conrad:
http://www.conrad.de/ce/de/product/154709/TRANSISTOR-BC-547-A/SHOP_AREA_37318&promotionareaSearchDetail=005

Würde der gehen? Und hat jemand einen Link zu einer passenden Freilaufdiode???  In der Skizze von Uwe steht die Bezeichnung: D1 1N4004
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 14, 2011, 07:05 pm
Antwort zu BC 547 hast du schon. Post #7
Diode 1N4004 geht ohne weiteres.

http://www.conrad.de/ce/de/product/162248/DIODE-1N4004-400V1A

Quote
ich würde gerne mit meinem Arduino ein Relais ansteuern

Nun muss ich doch noch mal nachfragen, welchen Arduino du denn benutzt ?
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 14, 2011, 10:06 pm
Der BC547 ist etwas zu schwach.  Der BC140 ist etwas schwer zu bekommen und weil er ein Metallgehäuße hat etwas teurer. (aber immernoch signficant unter einem ?).
Als Transistor rate Ich Dir einen TIP120. ( Darlington- hohe Stromverstärkung , 5A.)
http://www.conrad.de/ce/de/product/150872/TRANSISTOR-TIP-120-STM

Die Diode 1n4004 oder 1N4007 ist eine Allerweltsdiode. Wenn Du nach einer Diode fragst, bekommst Du wahrscheinlich die. Ist für 1A, 400 bzw 1000V
http://www.conrad.de/ce/de/product/162272/DIODE-1N4007-1000V1A/SHOP_AREA_17304&promotionareaSearchDetail=005

Grüße Uwe
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 14, 2011, 10:29 pm
Oh ja, uwefed, der TIP120 ist ein richtig kräftiges Ding. Der Preis ist auch ok. Muss ich mir merken, der lässt sich für viele Dinge nutzen. Kühlkörper sind auch anbringbar.

Den BC140 bzw BC141 habe ich insbesondere wegen dem Metallgehäuse vorgeschlagen, damit man zur Not noch diese "blechartigen" Kühlkörper draufstecken kann.

Also Transistorvorschläge sind genug, glaub ich. Zur Diode gibts nichts mehr hinzuzufügen. Ich bin gespannt was hghoyer dazu sagt.

Und kommt mir bloß nicht mit nem "fetten" N-Kanal MOSFET für 30-50 A, dann kann sich hghoyer auch noch das Relais sparen. Zumal der Ventilator dann über PWM sogar fast stufenlos regelbar wäre ;D ;) lol

Aber wir wollen den Threadstarter vorerst nicht verwirren ;)
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 14, 2011, 11:34 pm
Quote
Aber wir wollen den Threadstarter vorerst nicht verwirren
Tust Du das nicht gerade eifrig?  ;)
Grüße Uwe
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 14, 2011, 11:39 pm
Ja, tu ich. Aber nicht zum Verwirren, sodern als Herausforderung ;)
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 15, 2011, 12:11 am
Das ist gut!!
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 15, 2011, 12:49 am
Hallo,

ich bin begeistert!!

Zunächst zum Transistor TIP 120 NPN: Kann der mit einem Arduino-kompatiblem Arbeitspunkt von CA: 5 Volt gesteuert werden? - Kann in der Conradschen Beschreibung zur Schaltspannung nichts lesen... (bin aber auch unwissend... ;) )

"Eine "fette" N-Kanal MOSFET für 30-50 A Lösung", mit der ich eine Stufenlose Reglung hinbekomme, wäre natürlich die Krönung...

Allerdings muss ich über Schalter 4 Vorwiederstände schalten: Und daher kommt die Stufenlose Variante wohl doch nicht zum Zuge [siehe Bild] Das Rot umkreiste Gebilde: hier sollen 3-4 Relais hin, die den Strom über die Vorwiderstände auf den Lüfter jagen... :) (http://www.supercue.de/daten/t4_e.jpg) :( - Denn es fließen bei Stufe 4 Über 10 Ampere... Es sind also Hochleistungswiderstände...

Naja, aber mit den ganzen Tipps hier ist mir schon super geholfen!!

Danke!!

Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 15, 2011, 01:28 am
Bei NPN oder PNP Transistoren gibt es keine Schaltspannung.
Die gibt es bei FeldEffektTransistoren oder MOSFETs.
Durch PWM kannst Du ohne viel Verlustleistung die Lüfterdrehzahl regeln:
http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsweitenmodulation
Grüße Uwe
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 15, 2011, 08:20 am
Ah, jetzt wirds' klarer. Ich habe dein Bild mal ein klein wenig umgestaltet. Mal nur als grobes Schema anzusehen...


(http://www.abload.de/img/lsteuerwnxz.jpg)

Was hälst du davon ?
Der Stufenschalter wählt nur Lüftungsprogramme als Eingänge am Arduino. Der Arduino regelt die Lüfterleistung je nach ausgewähltem Programm über PWM zum elektronischen Leistungsteil.

Die Leistungswiderstände entfallen. 4 Relais sind nicht mehr notwendig.

Und uwefed hat es ganz richtig erwähnt: Die Leistung wird nicht mehr an den Vorwiderständen verbraten, sondern effizient an den Lüfter gebracht. Ich jedenfalls fände es ziemlich "freaky", wenn der Lüftermotor beim Umschalten sanft auf die andere Drehzahl "fährt" :)
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: hghoyer on Jan 15, 2011, 01:08 pm
Hallo,

das ist klasse!!

Der Ursprung des ganzen war folgender:

- Der Schalter ist defekt gewesen - Wegen der hohen Ampere ist er quasi verschmorrt... Das passiert bei diesem Schalter regelmäßig. Daher zunächst der Gedanke, die Relais zu benutzen... und den Schalter somit zu entlasten - Der Schalter schaltet dann nur noch die Relais und die übernehmen die Schaltung auf die Vorwiderstände...

- Aber wenn man sich schon mit der Kfz Elektrik auseinandersetzt, kamen grundsätzliche Überlegungen zur Einbindung des Arduinos auf...

--> Und: Der Vorschlag mit der PWM und den damit verbundenen Möglichkeiten überzeugt und reizt mich!! Vor allem wäre es ja nicht wirklich teurer... Ein Arduino könnte ich als "Stand alone Version" auf eine eigene Platine Löten... Und dann bräuchte ich noch eine Spannungswandlung, um den Arduino zu betreiben

(hierzu würde ich einfach einen USB-Ladegerät für einen Zigarettenanzünder nehmen - bei Ebay für 3? ) und hätte einen Bausatz um den Arduino mit Strom zu versorgen ;) (http://supercue.de/daten/usb_zig_01.jpg)  (http://supercue.de/daten/usb_zig_02.jpg)

Und ich habe auch wieder etwas dazugelernt "Bei NPN oder PNP Transistoren gibt es keine Schaltspannung.
Die gibt es bei FeldEffektTransistoren oder MOSFETs." heißt es, dass ich etwa von 1 Volt bis bspw. 14 Volt den Transistor durchschalten kann?

Was für einen Leistungstransistor kommt denn hier in Frage - vielleicht habt Ihr einen Conrad-Link  :)

Und: Anstelle des Stufenschalters, der eh kaputt ist, würde ich dann wohl ein stufenloses Poti nehmen... ;)


Beste Grüße, hgh



Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 15, 2011, 02:06 pm
Wenn du den Arduino eh (am besten zusammen mit dem Leistungsteil) auf einer Platine aufbaust, dann kannst du auch gleich einen Spannungsregler 7805 mit draufpacken. Dann brauchst du nicht noch das zusätzliche Netzteil am Zigarettenanzünder. 12V hast du dort eh schon, wo der Stufenschalter "saß".

Wegen den MOSFET's fragste mal lieber nicht mich... Da lerne ich auch gerne noch dazu ;)

Das mit dem Poti ist natürlich die einfachste Lösung. Mach es mit Stil und verwende dazu möglichst den Origialdrehknebel des alten Schalters. Wegen der Optik.
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: udoklein on Jan 15, 2011, 02:17 pm
Wenn das Teil im Auto laufen soll, dann schaut Euch vorher
http://www.eet-china.com/ARTICLES/2003MAY/PDF/2003MAY26_POW_AN04.PDF
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
an. Ein 7805 alleine kann funktionieren, muß aber nicht.

Was für die Spannungsversorgung gilt, gilt auch für die Schalttransistoren. Also nicht einfach fetter Transistor und gut ist. Im Auto ist die Umgebung etwas rauher als auf dem Steckbrett.

Gruß, Udo
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 15, 2011, 02:38 pm
Danke Udo !

Dein Einwurf ist absolut berechtigt und kommt genau zu dem Zeitpunkt, wo man sich Gedanken über die zukünftige Schaltung macht.

Wenn ich mir die Transientkennlinien und die Beispiele so anschaue, dann raufen sich mir die Haare. Muss man in der Tat einige sehr sorgfältige Sicherungsmaßnahmen durchführen. Muss nicht teuer oder riesenaufwändig sein, aber sehrwohl durchdacht.

Das könnte alles in allem ein sehr schöner Workaround werden. Zum Glück bin ich hier nicht allein !
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: uwefed on Jan 16, 2011, 01:05 am
Lüfter laufen bei kleinen Spannungen oft nicht an, Darum muß man sie einige Sekunden auf volle Spannung geben und dann zurückregeln.
Grüße Uwe
Title: Re: Mit Arduino Relais fürs KFZ schalten
Post by: Realizer on Jan 16, 2011, 07:01 am
Genau und beim Runterregeln gibts eine Minimaldrehzahl, damit der Lüfter nicht stehenblleibt obwohl er stromdurchflossen wird. In diesem Bereich macht der Arduino "aus".