Magnetventil über Relais schalten?

Hallo, ich möchte 12 und 24V Magnetventile mit einem Arduino steuern. Entspricht das Einschalten des Magnetventils einem Kurzschluss? Halten die typischen Relaiskarten, die es für Arduinos gibt, diese Stromspitzen aus oder gibt es bessere Optionen für solche Anwendungen?

Herstellerangaben 8fach Relaiskarte: zB 30VDC / 10A. Demnach darf der Strom 10A nicht übersteigen. Meine Anwendung besteht vereinfacht aus einer Spule(Magnetventil) einem 24V Akku und ein paar Meter Kabel. Schalte ich das Relais ein, wird der Strom nur durch den Innenwiderstand des Akkus begrenzt, wodurch der Strom sicher über 10A steigen könnte.

Welche Alternative zu Relais gibt es, die auch Kurzschlüsse problemlos aushalten?

Hi

Willst Du nun einen Akku kurzschließen, oder Magnetventile ansteuern? Ersteres: nimm ein (viel) dickeres Relais - oder suche nach Crowbar - ein abschaltendes Element (... Sicherung) ist trotzdem zwingend, sofern Dir der Akku und Dein Leben etwas wert sind. Zweites: Das hat Nichts mit einem Kurzschluss zu tun. Auf dem Magnetventil werden die technischen Daten drauf stehen.

Bei den chinesischen Relaiskarten sollte man wohl etwas von den Maximalwerten weg bleiben (was bei Markenprodukten aber auch kein Fehler ist). Da Du keine 230V schalten willst, sehe ich noch keine größeren Probleme - bis auf Dein Verständnis zu Kurzschluss und Co.

MfG

Ein offenes Magnetventil hat eine kleinere Induktivität als ein geschlossenes, weil der Magnetkreis (Eisen) mehr Widerstand hat. Bei Gleichstrom läßt die Induktivität den Strom langsam ansteigen. Den Maximalwert bestimmt der Spulenwiderstand. Es gibt also keinen Kurzschluß. Da Du sicher Ventile mit einstelligen Leistungsaufnahmen hast, ist der Max Strom kein Problem.

Zur Schonung der Relaiskontakte würde ich eine Snubberschaltung paralell zu den Kontakten montieren. https://de.wikipedia.org/wiki/Snubber

Grüße Uwe

Das Problem sind nicht die Einschaltströme! Denn die sind bei Spulen immer Null, und steigen dann an.

Wikipedia und jedes Elektronikbuch kann dir das bestätigen.

Du benötigst einen Schutz beim Ausschalten. Irgendeine Funken-lösch-einrichtung.

Eine Freilaufdiode, einen Snubber, oder eine Transil Diode..

Was auch immer, liegt an deiner konkreten Anwendung/Ventilen

Donaufisch: Entspricht das Einschalten des Magnetventils einem Kurzschluss?

Nein. Eine Spule hat auch einen Widerstand

Außerdem verhält sich eine Spule im Prinzip umgekehrt wie ein Kondensator. Der Strom ist am Anfang niedrig und steigt an weil die Selbstinduktion der Spule dem Strom entgegenwirkt: https://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik)#Zu-_und_Abschaltvorg%C3%A4nge_bei_Gleichspannung

Wenn es Gleichspannungs-Spulen an den Magnet-Ventilen sind, würde ich auf den ganzen Relais-Platinen Kram verzichten (persönlich traue ich den China-Relais-Platinen nicht so weit wie ich sie werfen kann) und die mit einem MOSFET schalten (Freilauf-Diode brauchst Du aber trotzdem). Vorteil: Du schaltest rein elektronisch ohne mechanische Kontakte.

Hallo, danke für eurer Feedback. An MOSFETs dachte ich auch schon. Hast du dazu einen Link für eine einfache Schaltung?

Warum gibst du nicht einfach "Mosfet" in die Suchmaske dieser Website ein? Bedenke: Du bist nicht der Erste, mit diesem Problem.

Ich habe das mal für dich gemacht!

u.A, findet sich da diese Schaltung

Danke! Diese Schaltung rennt unter dem Titel " bis 3A". Ich möchte den Fall eines klassischen Kurzschluss auch einplanen ohne das das Gerät durch eine Art Sicherung ausfallen könnte. Die verlinkte Schaltung würde bis 30A aushalten. Reicht das? Wie " Stromsicher" sind solche MOSFET Schaltungen?

Zu meiner Anwendung:

Die Schaltung wird in einem Gerät für Spezialeffekte eingesetzt. Dabei wird mit 12, eher 24V über ein Magnetventil Druckluft aus einem Druckzylinder geschossen. Paralell wird ein pyrotechnische Elektrozünder ausgelöst. (Um niemand auf Bastelideen zu bringen, möchte ich nicht weiter ins Detail gehen. Alle rechtlichen und behördlichen Auflagen sind geklärt, gegeben und erfüllt)

Das Problem ist, dass der Elektrozünder nach Auslösung durchgängig bleiben KANN und dann einen klassischen Kurzschluss darstellt. Passiert nicht oft, kann jedoch vorkommen. Dieser theoretische Fall ist das Problem! Aktuell lösen wir händisch per Taster aus. Der Schalter muss teilweise bis zu einer Sekunde geschlossen bleiben um eine gänzlich Entleerung des Zylinder zu gewährleisten.

Im Falle dass ein "echter" Kurzschluss auftritt, soll die Schaltung nicht beschädigt werden. Einen Lastwiderstand als Vorwiderstand würde ich gerne vermeiden, da dadurch die Anzahl der möglichen e-Zündung sinkt und die Größe des Geräts steigt. Die Kabellänge ist variabel und kann teilweise sehr groß werden. Bei vielen Zündern und extremer Kabellänge könnte theoretisch der Zündstrom unterschritten werden und ist aufgrund der variablen Kabellänge kaum zu berechnen. Selbst mit einem 1A 100W Vor-Lastwiderstand müsste die Schaltung theoretisch 24A verkraften. Diese Widerstände sind leider groß. Die Schaltung sollte möglichst klein bleiben.

Welchen MOSFET kann ich nehmen, sodass bei 24V im schlimmsten Fall auch hohe Ströme für 1 bis 2 Sekunden kein Problem darstellen?

Meine professionelle Galxis Zündanlage kann das, jedoch möchte ich für diesen Fall eine eigene Schaltung einsetzten.

Aha... Die Salamitaktik! Nachgeschobene Bedingungen (KO Kriterien)....

Immer wieder Spannend.

Wenn du auch mit einem High Side Switch arbeiten könntest, wäre evtl ein ProFET aus der BTS Reihe was für dich. Beispiel

Zu meiner Verteidigung muss ich erwähnen, dass ich glaubte dass eine Spüle im Magnetventil einem Kurzschluss gleich kommt. Nach meinem ursprünglichen Verständnis wäre es demnach egal woher der "Kurzschluss " käme.! Daher hätte ich meine Frage darauf beschränkt

Donaufisch: Zu meiner Verteidigung muss ich erwähnen, dass ich glaubte dass eine Spüle im Magnetventil einem Kurzschluss gleich kommt.

Wenn sie gefüllt ist, könnte das sogar hinkommen. ;)

Gruß Tommy

Donaufisch: Danke! Diese Schaltung rennt unter dem Titel " bis 3A". Ich möchte den Fall eines klassischen Kurzschluss auch einplanen ohne das das Gerät durch eine Art Sicherung ausfallen könnte. Die verlinkte Schaltung würde bis 30A aushalten. Reicht das? Wie " Stromsicher" sind solche MOSFET Schaltungen?

Das siehst Du völlig falsch. Falls mal was in kurzschluß geht dann bricht die Spannung zusammen (Spannungsabfall an Innenwiderstand Stromquelle und Leitungen) Der Strom wird nur durch Innenwiderstand Stromquelle und Widerstand Leitungen, widerstand des Schaltgliedes (MOSFET) und Widerstand des Kurzschlusses begrenzt. Dieser ist dann so groß, daß die Spannungsquelle kaputtgeht, die Kabelisolierungen schmelzen; Mosfet überhitzen. Da kannst Du nicht an Weiterfunktion der Schaltung denken.

Das einzige was Du machen kannst ist für jeden Verbraucher/Schaltkreis einen eigene Sicherung verwenden und so den Ausfall auf einige wenige Teile begrenzen. Die Sicherung kann eine Schmelzsicherung sein oder eine elektronische Abschaltung bei Kurzschluß.

Ich bin aber der Meinung daß Du einiges von den Spezialeffekten und desen Technik verstehst, aber von Elektronik und Elektrotechnik zu wenig um das was Du machen willst zu machen.

grüße Uwe

Hi

Du schreibst von 30A - hast Du eine Ahnung, wie viel 30A sind? Wie dick die Adern werden MÜSSEN, daß Diese nicht so stark erhitzen, daß die Isolierung weg schmilzt? Und DAS erwartest Du von irgend welchen elektronischen Spielzeugen bzw. winzigsten Strukturen im Inneren??

(ganz nebenbei habe ich Gestern eine (zugegeben: chinesische und vom Querschnitt weit entfernt von gewünschten 4mm²) Kroko-Strippe mit unter 30A in die ewigen Jagdgründe geschickt - ok, etwas gewehrt mit üblem Gestank hat Sie Sich dann doch schon)

MfG

uwefed: Ich bin aber der Meinung daß Du einiges von den Spezialeffekten und desen Technik verstehst, aber von Elektronik und Elektrotechnik zu wenig um das was Du machen willst zu machen.

Das war sehr höflich formuliert, dass ich es lassen sollte...

Ich spiele seit längerem mit Arduinos und wollte diese Anwendung als praxisnahes Beispiel nehmen um zu lernen. In der Praxis würde eine Eigenbau Schaltung nicht zum Einsatz kommen. Alleine schon mangels fehlender CE Kennzeichnung.

Mir ist auch bewusst was 30A sind. Im Elektromodellflug habe ich mit ähnlichen Strömen zu tun.

In meinem Fall würden Höhe Ströme sicher nur kurz auftreten. Der Zünder besteht aus einer dünnsten Litze und dünnen Kabeln. Bei steigenden Ampere würde er glühen und so den Widerstand erhöhen.

Wie ursprünglich geschrieben machte ich mir Sorgen um Ein/Ausschaltstromspitzen oder eben kurze Stromspitzen falls der Zünder leitend bliebe. Ein klassisches Relais würde sicher tadellos funktionieren und wird in diversen Anwendungen auch eingesetzt. Als praxisnahes Beispiel möchte ich so eine Schaltung mit einem Mosfet nachbauen. Lediglich bei der Auswahl des richtigen Mosfet habe ich Probleme. Ein BUZ11 oder IRL3803 sollte funktionieren, dazu eine Freilaufdiode und pro Kanal zur Beruhigung eine 2Ohm Lastwiderstand. Damit werde ich mal erste Versuche starten.

Ein BUZ11

Nicht mit 5V Gatespannung. Siehe Figure 5:

Bei diesem Strom musst du auch die Wärme am Gehäuse beachten und einen Kühlkörper spendieren. P = I² * R

In dem Zusammenhang ist auch der IRL3803 deutlich besser. 40mOhm oder 10mOhm Kanalwiderstand macht da einen großen Unterschied. Wobei auch beim IRL3803 die 6mOhm nur bei 10V sind.
Der IRL1404 ist da auch sehr gut