4 Kanal Relais Erweiterung - hoher Stromverbrauch

Hallo zusammen!

Ich betreibe einen Arduino Mega mit einer 5V 4 Kanal Relais Karte. Leider funktioniert das nicht wirklich gut, da die Karte einen (meiner Ansicht nach) viel zu hohen Stromverbrauch hat. Über USB ist es ganz extrem. Schalte ich einen Kanal nach dem anderen auf HIGH geht meine LCD Beleuchtung immer weiter in die Knie. Bei 4 aktiven Kanälen ist nichts mehr lesbar. (Es sollte keine Rolle spielen, aber Verbraucher sind an den Relais nicht angeschlossen)

Gut, dachte ich. USB liefert auch nicht wirklich viel Strom. Also habe ich ein 12V 1,5Ah externes Netzteil hinzugezogen. Damit klappt es zwar besser, aber dennoch sieht man deutlich das einbrechen der LCD Helligkeit.

Jetzt die Frage an diejenigen die ebenfalls eine solche (oder ähnliche) Karte haben: Ist das normal?

Gruß MasterDS

Guten Morgen

Nein das ist nicht Normal, Ich betreibe mit dieser 5V 4 Kanal Relais Karte meine Strömungspumpen im Riff Aquarium, sowie Beleuchtung Dimmung , Mondlicht u. s. w. Auch wenn alles geschaltet ist oder während dem Schalt wechsel behält meine LCD ihre Konstante Beleuchtung. Hast Du die LCD verkabelt oder als Shild zum aufstecken auf dem Mega.

ES gibt verschiedene 4-Kanal Relaiskarten.
von 20mA Spulenstrom bis über 100mA Spulenstrom.

Welche hast du?
Mess doch mal den Spulenwiderstand eines deiner Relais.

Hallo,

bei einem 12V-Netzteil muss der Spannungsregler des Megas viel Strom verbraten. Dadurch stellt er relativ wenig Leistung zur Verfügung, damit er nicht zu heiß wird. Besser sind 7V. Optimal wäre ein kräftiges 5V-Netzteil mit dem du die Relais direkt versorgst.

Was ist sonst noch an dem Mega angeschlossen?

Hallo, das sieht mehr eher nach falscher Verdrahtung aus. USB liefert max. 500mA, damit ist es möglich jeden Controller zu toasten. Du könntest einemal Sketch, Karte und "Spanung/Strom ziehen" Info senden. Dann hätte man etwas genauere Daten über das Umfeld. Du kannst auch mehrere Pins parallel schalten umd die mA-Grenze der Pin´s zu umgehen. Du solltest nur darauf achten, das die Pin´s nicht nebeneinander liegen, also nicht Pin 6,7- sondern besser Pin 6, 3. Aber überprüf erst einmal Deine Schaltung und Software. Gruß und Spaß Andreas

Hallo zusammen!

Zunächst mal vielen Dank für die Anregungen.

Ich habe mal ein wenig gemessen. Die Spulenwiderstände sind bei allen Relais 10kOhm (ausser beim letzten, dort 2. Aber das könnte vielleicht schaltungsbedingt durch das Relais-Board sein?!?). Des weiteren habe ich mal die Stromaufnahme gemessen.

Im Ruhezustand (Board mit Spannung versorgt, alle Relais aus LOW) fließt ein Strom von 3mA. Dann geht es wie folgt weiter: 1. Relais 60mA 2. Relais 105mA 3. Relais 135mA 4. Relais 160mA ABER: Ab dem 2. Relais schalten die folgenden beiden Relais nicht mehr. Die LED des jeweiligen Kanals leuchten zwar, aber das Relais zieht nicht an. (per USB angeschlossen in dem Fall)

Was hab ich hier alles zusammengesteckt: - Mega - Ethernet Shield (aufgesteckt) - 4-Zeilen LCD (selbst verdrahtet) - RTC - 2x Temp-Sensor - Folientastatur - 4 Kanal 5V Relais Modul

Ich hätte auch noch einen UNO zum testen, allerdings müsste ich dafür die Schaltung auseinander rupfen - ungern :fearful:

Gruß masterds

MasterDS: Hallo zusammen!

Zunächst mal vielen Dank für die Anregungen.

Ich habe mal ein wenig gemessen. Die Spulenwiderstände sind bei allen Relais 10kOhm (ausser beim letzten, dort 2. Aber das könnte vielleicht schaltungsbedingt durch das Relais-Board sein?!?). Des weiteren habe ich mal die Stromaufnahme gemessen.

Das glaube ich nicht; da hast Du falsch gemessen.

Im Ruhezustand (Board mit Spannung versorgt, alle Relais aus LOW) fließt ein Strom von 3mA. Dann geht es wie folgt weiter: 1. Relais 60mA 2. Relais 105mA 3. Relais 135mA 4. Relais 160mA ABER: Ab dem 2. Relais schalten die folgenden beiden Relais nicht mehr. Die LED des jeweiligen Kanals leuchten zwar, aber das Relais zieht nicht an. (per USB angeschlossen in dem Fall)

Die Spannung bricht zusammen darum nimmt der Strom nicht mehr zu bzw die letzten Relais ziehen nicht an.

Was hab ich hier alles zusammengesteckt: - Mega - Ethernet Shield (aufgesteckt) - 4-Zeilen LCD (selbst verdrahtet) - RTC - 2x Temp-Sensor - Folientastatur - 4 Kanal 5V Relais Modul

Ich hätte auch noch einen UNO zum testen, allerdings müsste ich dafür die Schaltung auseinander rupfen - ungern :fearful:

Gruß masterds

Das sagst Du erst jetzt. Das Problem ist nicht das Relais-Board sondern alles zusammen. Das Relais-Board ist nur das i-Tüpfelchen.

Mega, Ethernet und Display (mit Hintergrundbeleuchtung) verbrauchen locker selbst fast 500mA.

Lösung alles direkt von einem 5V, 1A Netzteil versorgen. Grüeß Uwe

Hallo masterds,

um dein Board nicht zu zerstören solltest du defentiv mit einer externen Spannungsversorgung arbeiten. Ethernet Shield und 4 Zeilen LCD sind nicht gerade für den geringen Stromverbrauch bekannt. Das gleiche gilt natürlich für die Relais.

MasterDS:
Ich habe mal ein wenig gemessen. Die Spulenwiderstände sind bei allen Relais 10kOhm (ausser beim letzten, dort 2. Aber das könnte vielleicht schaltungsbedingt durch das Relais-Board sein?!?). Des weiteren habe ich mal die Stromaufnahme gemessen.

Du hast vermutlich eine Relaiskarte mit Optokopplern. Du misst nicht den Spulenwiderstand sondern den der Steuerleuchtdiode. Aussagekräftiger sind die Ströme die du gemessen hast. Die beste Möglichkeit wäre wohl, du versorgst die Relais und die Hintergrundbeleuchtung des LCD extern mit 5V. Jedenfalls dürfte die Versorgung mit 12V wegen des hohen Strombedarfs auch nicht lange gut gehen.

Hallo zusammen!

uwefed: Das glaube ich nicht; da hast Du falsch gemessen.

Ja, das kann gut sein. Ich habe jeweils die Steuerpins mit GND gemessen. Da lagen eben diese 10kOhm an.

uwefed: Das sagst Du erst jetzt. Das Problem ist nicht das Relais-Board sondern alles zusammen. Das Relais-Board ist nur das i-Tüpfelchen.

Mega, Ethernet und Display (mit Hintergrundbeleuchtung) verbrauchen locker selbst fast 500mA.

Lösung alles direkt von einem 5V, 1A Netzteil versorgen. Grüeß Uwe

Okay, das leuchtet mir ein. Da ich ein 5V 300mA Netzteil rumliegen hatte, habe ich mal getestet das Relais-Board damit zu versorgen. Und tatsächlich bleibt das LCD stabil. Wenn ich euch richtig verstanden habe, ist es aber auch so ungünstig das Ethernet-Shield & das LCD über den Mega zu befeuern? Gut, das LCD könnte ich noch extern versorgen, aber das E-Shield ist ja aufgesteckt.

Macht es dann am meisten Sinn ein starkes 5V Netzteil zu nehmen und damit über Vin den Mega, sowie LCD und Relais-Board zu betreiben? Aber was ist dann mit der Programmierung? Dann kann ich ja nicht mehr so einfach zusätzlich den USB anschließen, oder? (Glaube ich gelesen zu haben) Oder nehme ich am besten ein 5V Netzteil für Relais-Shield und LCD und ein (sagen wir) 9V Netzteil für den Mega?

Gruß MasterDS

MasterDS: Macht es dann am meisten Sinn ein starkes 5V Netzteil zu nehmen und damit über Vin den Mega, sowie LCD und Relais-Board zu betreiben? Aber was ist dann mit der Programmierung? Dann kann ich ja nicht mehr so einfach zusätzlich den USB anschließen, oder? (Glaube ich gelesen zu haben) Oder nehme ich am besten ein 5V Netzteil für Relais-Shield und LCD und ein (sagen wir) 9V Netzteil für den

5V an Vin funktioniert nicht. Vin am Mega braucht >6V Du kannst aber 5V an den 5V-Pin anschliessen. Dann hast du aber evtl ein USB-Problem. Während der Entwicklungsphase kannst du den Mega ruhig über USB versorgen, und die gesammte Peripherie über ein externes 5V Netzteil.

Später, wenn alles läuft, und du die Schaltung ohne PC betreiben willst, die 5V des Arduino mit an das 5V Netzteil hängen.

guntherb: Du kannst aber 5V an den 5V-Pin anschliessen. Dann hast du aber evtl ein USB-Problem. Während der Entwicklungsphase kannst du den Mega ruhig über USB versorgen, und die gesammte Peripherie über ein externes 5V Netzteil.

Später, wenn alles läuft, und du die Schaltung ohne PC betreiben willst, die 5V des Arduino mit an das 5V Netzteil hängen.

Es würde sich auch evtl. ein ISP Programmer lohnen. Einziger Nachteil, serielle Ausgaben auf dem PC sind über USB nicht möglich, evtl. BT? Kann bei meinem ISP Programmer einstellen, ob ich über Vcc 5V, 3,3V oder gar keine Spannung anliegen habe. Ist eigentlich ganz praktisch.

Mal eine andere Idee: Da ich an anderer Stelle noch 9V für kleine Pumpen benötige, war mein Gedanke das 12V Netzteil doch zu verwenden und mittels zwei Spannungsreglern auf 9V und 5V zu bringen. An die 9V dann die Pumpen und an die 5V Mega und Co. Ginge sowas? Oder ist das völlig sinn-frei? Ich dachte mir, so kann ich mir verschiedene Netzteile sparen. Wie wäre das zu schalten? (Ich vermute mal so ähnlich wie hier: http://www.arduino-tutorial.de/2010/08/spannungsregler-2/)

Gruß Dennis

Sicherlich kannst du eine "große" Verteilerstation aufbauen und von da aus verteilen. Die Schaltung würde ich vergessen. Die fertigen Teile gibt es in der Bucht von günstig (~5€ direkt aus DE, oder für einen Bruchteil aus Fernost). Desweiteren ist die Ausgbeute an Leistung doch recht schwach mit ca 1A. http://www.ebay.de/itm/LM2596-DC-DC-adjustable-Step-Down-Schaltregler-Power-Supply-Modul-CP07002-A81-/271319843001?pt=Wissenschaftliche_Ger%C3%A4te&hash=item3f2bec40b9

Deine 12V parallel auf die beiden Eingänge des StepDownWandlers legen. Danach über den Poti und einem Messgerät die Spannungen justieren.

Solltest aber nicht über 2A pro Regler kommen!

MasterDS: Mal eine andere Idee: Da ich an anderer Stelle noch 9V für kleine Pumpen benötige, war mein Gedanke das 12V Netzteil doch zu verwenden und mittels zwei Spannungsreglern auf 9V und 5V zu bringen. An die 9V dann die Pumpen und an die 5V Mega und Co. Ginge sowas? Oder ist das völlig sinn-frei? Ich dachte mir, so kann ich mir verschiedene Netzteile sparen. Wie wäre das zu schalten? (Ich vermute mal so ähnlich wie hier: http://www.arduino-tutorial.de/2010/08/spannungsregler-2/)

Gruß Dennis

Die von dir verlinkte Schaltung würde ich nicht nehmen. Zum einen hat er eine Verpolschutzdiode in der Masseleitung, was dir deine Ganzen Spannungsbezüge kaputmacht, zum anderen hält er sich nicht an die Vorschrift aus den Datenblatt, einen 100nF Kerko am Ausgang anzubringen.

Wieviel Strom brauchen denn deine Pumpen? Wenn die nur 1A brauchen, dann hast du am Spannungsregler (12V-9V)*1A=3W Verlustleistung. Du brauchst also Spannungsregler, Kühlkörper, Kondensatoren, Kleinteile und Zeit. Bei Ebay gibts 9V/1A Steckernetzteile für 4€.

Und wenns denn deutlich mehr Strom sein muß, dann nimm einen fertigen Step down 9V der kostet auch nur 2€. Ähnliches gibts auch für 5V für einen Euro: Ebay Step Down 5V

Wenn du bei den 5V unter 200mA bleibst, kannst du die auch aus einem Linearregler ohne Kühlkörper holen.

Ja, leuchtet ein - da lohnt der Aufwand nicht wirklich, das selbst zu verdrahten.

sschultewolter: Desweiteren ist die Ausgbeute an Leistung doch recht schwach mit ca 1A.

Meinst du das jetzt bezogen auf die Selbstbastelei, oder den Step-Down Wandler?

Also im Prinzip könnte ich mir zwei davon Ordern, die parallel an das 12V Netzteil hängen, ausmessen und fertig? Wäre ja wirklich zu simpel als sich das selbst aufzubauen.

guntherb: Wieviel Strom brauchen denn deine Pumpen? Wenn die nur 1A brauchen, dann hast du am Spannungsregler (12V-9V)*1A=3W Verlustleistung.

Ach, das sind ganz kleine Dinger. Muss ich nachmessen, aber vermutlich brauchen die nicht mal 1A. Werden die Step-Down Wandler bei zu geringer Leistungsabnahme auch heiss? Muss ich da aufpassen?

MasterDS: Ach, das sind ganz kleine Dinger. Muss ich nachmessen, aber vermutlich brauchen die nicht mal 1A. Werden die Step-Down Wandler bei zu geringer Leistungsabnahme auch heiss? Muss ich da aufpassen?

Spannungsregler werden nicht bei zu geringer Leistungsabnahme heiß bei großer. Auch Schaltregler.

Bei den Step-down Wandlern solltest du da kein Problem haben.

Aber: Wenn die Pumpen wenig Strom brauchen, warum dann: 12V Netzteil => 9V Wandler => 5V Wandler?

Warum nicht: 9V Netzteil => 5V Wandler?

Die von mir verlinkten StepDown Wandler werden nicht heiß bei geringer oder kleiner Leistungsabnahme. Habe mir von den Versionen welche mit Display bestellt (Input und Outputspannung), davon habe ich 2 in eine PhoenixHutschienen Halterung eingebaut. Die dient mir als Netzteil. Schalte die, jenachdem was ich brauche auf 12V und 5V, wobei meist eher der Fall 5V und 3,3V ist.

Gunther hat seinen Senf schon zu der Steckbrettmontage gegeben. Besser biste mit den StepDown Reglern von Ebay rein. Mach dir aber erst einmal eine Übersicht, was alles an welche Spannung muss. StepDown Wandler gibts auch in kleineren Leistungsbereichen.

Lediglich bei einer Sache sollte man etwas aufbauen. Die StepDown Wandler haben keinen Kurzschlussschutz. 2 Leitungen haben sich auf dem Breadboard bei mir gelöst und haben einen Kurzschluss erzeugt. Hierbei wurden über ein paar Sekunden/Minuten (habe ich erst nicht bemerkt) die Kabel sehr warm und verformten sich. Was jedoch sein kann, dass mir die Teile nicht abgeraucht sich, da ich ein EGSTON NT 15V 1,6V benutzt habe, welche Überlast erkannt hat und entsprechend Spannung runter/ oder abgeschaltet hat. Eine einfache Sicherung schafft abhilfe und Sicherheit.