Schützansteuerung

Hallo und guten Abend.

Ich möchte mit dem Arduino ein Schütz ansteuern. Zu den Daten des Schütz':

Es hat eine Spulenspannung von 24V DC, und eine Leistung von 5W, sprich es fließt beim Schalten ein Strom von I = 208,33mA.

Ich möchte den Schütz gerne über folgende Variante ansteuern:
http://www.massimobanzi.com/img/relay01.png

Meine Frage:
Es fließen dann nach GND 208,33mA bei einem Potential von 24V DC, wie reagiert der Arduino da drauf, bzw. die andere Frage, soll man dann eine Potentialtrennung mit einem Optokoppler machen wie in diesem Beispiel: ?

http://www.robodino.de/wp-content/gallery/arduino-shield/arduino-relais-schaltung.jpg

Schon mal vielen Dank für eure Hilfe!

Greetings Harry

Der Arduino kommt damit klar. Die Masse sollte aber nicht nur vom Arduino kommen.

Bevorzugen würde ich hier auf jedenfall den Aufbau mit Optokoppler.

Solange Du den Strom nicht über die Arduino-Platine schickst sondern nur den negativen Pol der 24V mit Masse verbindest geht das schon. Den negativen Pol der 24V mit dem Emittor verbinden und von dort zu GND des Arduino.
Grüße Uwe

uwefed:
Solange Du den Strom nicht über die Arduino-Platine schickst sondern nur den negativen Pol der 24V mit Masse verbindest geht das schon. Den negativen Pol der 24V mit dem Emittor verbinden und von dort zu GND des Arduino.
Grüße Uwe

D.h. es würde dann so aussehen?

Sollte man auch noch einen Optokoppler bei 5V und GND vom Arduino verwenden, also so:

mfG

Zum ersten Bild: Ja; der emittor des Transistors gehört auf Masse.
Zum zweiten Bild: nein, das funktioniert nicht. Damit der Transistor leitet braucht er einen Strom der in diesem Fall in die Basis fließt. Mit dem Optokoppler (der übrigens einen Transistor als Ausgang hat) Schließt DU die Basis nur auf masse. Der Optokoppler muß zwischen 24V und Basiswiderstand geschaltet werden (Emittor des Optokopplers) zur Basis des Transistors.
Der Eingang des Optokopplers (LED) braucht einen Vorwiderstand.
Grüße Uwe

Also würde die Schaltung nun so aussehen: ?

Nur eine Frage hab ich dann, ich hab ja den Vorwiderstand des Transistors für 5V (D1 vom Arduino) dimensioniert. Nun liegt der Transistor anstatt auf 5V, auf 24V Potential, sprich ich muss die Widerstände neu dimensionieren oder?

mfG Harry

Das sieht genauso aus wie vorher

So wie auf deinem ersten Bild:
http://www.robodino.de/wp-content/gallery/arduino-shield/arduino-relais-schaltung.jpg

Der Strom fließt aus dem Emitter des Optokopplers in die Basis des Transistors. Ähnlich einer Darlington-Schaltung. Den Widerstand von Basis nach Masse brauchst du nicht. Das ist optional für FETs, aber nicht für Bipolar Transistoren.

Serenifly:
Das sieht genauso aus wie vorher

So wie auf deinem ersten Bild:
http://www.robodino.de/wp-content/gallery/arduino-shield/arduino-relais-schaltung.jpg

Der Strom fließt aus dem Emitter des Optokopplers in die Basis des Transistors. Ähnlich einer Darlington-Schaltung. Den Widerstand von Basis nach Masse brauchst du nicht. Das ist optional für FETs, aber nicht für Bipolar Transistoren.

Danke für die Antwort, das mit dem WIderstand zwischen Basis und Masse habe ich von dieser Website, vorletztes Bild. Da wird geraten, so einen zu verwenden. ( http://bastelmolch.ba.funpic.de/transistor.htm )

Achja und der Vorwiderstand des Transistors ist jetzt von den 5V auf die 24V umzu-dimensionieren oder?

mfG

HarryL_99:
Also würde die Schaltung nun so aussehen: ?

http://www.abload.de/img/schtzansteuerungmitoppoqs6.jpg

Nur eine Frage hab ich dann, ich hab ja den Vorwiderstand des Transistors für 5V (D1 vom Arduino) dimensioniert. Nun liegt der Transistor anstatt auf 5V, auf 24V Potential, sprich ich muss die Widerstände neu dimensionieren oder?
mfG Harry

Sehr schön, ein ferngesteuerter Kurzschluß.

Der Optokoppler muß zwischen +24V und Basiswiderstand. Ja, der Basiswiderstand kann größer sein.

grüße Uwe

Tja das kommt dabei raus wenn man nicht mitdenkt... :roll_eyes:

also ein letzter Versuch:

müsste eig. passen, aber eine andere Frage, ist der Widerstand zwischen Basis und Emitter nun sinnvoll oder nicht? Laut dieser Quelle: http://bastelmolch.ba.funpic.de/Bilder_Transistor/Transistor_Zusatz.jpg ist er ja eigentlich wichtig.

mfG

Hallo,

warum willst du dir mit dem 24V Schütz unnötig das Leben schwermachen? Es gibt Halbleiterrelais, sogenannte Solid-State Relais, die haben als Eingang einen Optokoppler. Sowas hier z.B. RM1A23D25: Halbleiterrelais Industriegehäuse 25A 230VAC bei reichelt elektronik
Wenn du 3- phasig steuern willst, dann nimmst du halt für jede Phase eins von den Dingern. Oder es gibt auch welche mit 3 Phasen in einem Gehäuse. Du kommst aber meist billiger mit 3 einzelnen :wink:
Da sparst du dir das ganze Geraffel auf der 24V Seite und es ist völlige Stille und du hörst kein Schütz hämmern :smiley:
Es sei denn, du hast eine Steuerung, die du erweitern willst. Ansonsten sehe ich mit dem 24V Schütz keinerlei Vorteil.

Gruß Gerald

Hallo,

Der Widerstand zwischen "Basis und Emitter" liegt nicht zwischen Basis und Emitter, sondern zwischen Basis und Masse. Das ist wichtig zu wissen. Auch wenn in dem Fall hier der Emitter zufällig auch auf Masse liegt. Er wird PullDown Widerstand genannt. Die Erklärung steht in Deinem Link dazu. Solche PullUp und PullDown Widerstände betragen in Regel 10k. 22k finde ich schon sehr hoch.

Die wichtige Freilaufdiode gehört direkt an den Spulenkontakt vom Schütz. Nicht irgendwo weiter weg.

Was auch nicht geht, ist die Verschaltung der Basis mit dem Emitter des Optokoppler-Transistors. Damit zieht Du Dir die Masse künstlich hoch wenn er sperren soll. Wenn Du Pech hast macht die Schaltung was sie will.

Du mußt das Schaltsignal für den "Schütz-Transistor" vom Collector abgreifen des Optokopplers. Mit entsprechenden Widerstand vorm Kollektor. Dann hast Du zwar eine invertierte Logik, aber die kannst Du über einen weiteren Transistor wieder umdrehen als Logikwandler. Wenn Du µC Code Pin HIGH == "Schütz an" haben möchtest

Deine Fehler ist, irgendwelche verschiedene Schaltpläne zusammen zu würfeln.

Der Pulldown wäre in der Variante bei der die Basis durch den Emitter angesteuert wird doch nicht verkehrt, da sonst die Basis in der Luft hängt wenn der Transistor sperrt. :s

Am saubersten wäre es aber in der Tat so:

http://aristarco.com.es/sites/default/files/dual_relay1.png

Dann ist der Transistor normal durchgeschaltet, da er an Plus hängt. Wenn der Optokoppler schaltet zieht er die Basis auf Masse und der Transistor sperrt.

Sowas hast du schon mal versucht, allerdings hast du den Kollektorwiderstand nicht korrekt platziert und damit Plus und Masse kurzgeschlossen.

Hallo,

bin der Meinung wilde Einstreuungen könnten dennoch zu wilden Effekten führen. Vorallen wenn der PullDown schon rechte hohe 22k beträgt. Mir fällt auch spontan kein Beispiel ein, in der Digitalttechnik, wo man C/E vom Transitor mitten in eine Schaltung baut. Eine Seite gehört immer sauber an + bzw. - .

Doc_Arduino:
Hallo,
Der Widerstand zwischen "Basis und Emitter" liegt nicht zwischen Basis und Emitter, sondern zwischen Basis und Masse. Das ist wichtig zu wissen. Auch wenn in dem Fall hier der Emitter zufällig auch auf Masse liegt. Er wird PullDown Widerstand genannt. Die Erklärung steht in Deinem Link dazu. Solche PullUp und PullDown Widerstände betragen in Regel 10k. 22k finde ich schon sehr hoch.

Der Transistor zwischen Basis und Masse hält bei fehlender Ansteuerung die Basis auf Massepotential (in dieser Schaltung hat auch der Emitter das gleiche Potential). Somit sperrt der Transistor sicher. Er würde auch ohne Widerstand sperren, der Widerstand bringt aber eine größere Sicherheit gegenüber eingesteruten Störungen.
Bei N-MOSFETs sieht die Sache anders aus. Das sie praktisch ohne Strom, sondern nur mit der Spannung geschaltet werden ist ein nichtbeschaltenes Gate nicht zulässig. Da brauscht es IMMER einen Pulldown-Widerstand damit er sicher sperrt.

Doc_Arduino:
Die wichtige Freilaufdiode gehört direkt an den Spulenkontakt vom Schütz. Nicht irgendwo weiter weg.

Kann ich voll beipflicheten.

Doc_Arduino:
Was auch nicht geht, ist die Verschaltung der Basis mit dem Emitter des Optokoppler-Transistors. Damit zieht Du Dir die Masse künstlich hoch wenn er sperren soll. Wenn Du Pech hast macht die Schaltung was sie will.

Du mußt das Schaltsignal für den "Schütz-Transistor" vom Collector abgreifen des Optokopplers. Mit entsprechenden Widerstand vorm Kollektor. Dann hast Du zwar eine invertierte Logik, aber die kannst Du über einen weiteren Transistor wieder umdrehen als Logikwandler. Wenn Du µC Code Pin HIGH == "Schütz an" haben möchtest

Deine Fehler ist, irgendwelche verschiedene Schaltpläne zusammen zu würfeln.

Einspruch.

  1. Der Transistor im Optokoppler ist ein NPN Transistor. Da fließt der Collektorstrom vom Collektor zum Emittor. Wenn Du nun den Emittor nicht auf das negativere Potential (sprich Basiswiderstand) schaltest müßte der Collektorstrom in die falsche Richtung fleißen. Ein Transistor da N-P-N funktioniert so auch ein wenig. Durch die verschiedene Dotierung des Emittor N-Halbleiters und des Collektor-N Halbleiters ist aber in dieser Schaltung die Verstärkung sehr klein.

Die Schaltung funktioniert so:


Das kann man machen weil der Ausgangstransistors es Optokoppler Isoliert Durch Licht geschaltet wird.
Der Schütz schaltet bei einem High-Signal des Arduino ein ( High-Ausgang Arduino -> OPTO LED ein-> OPTO-Transitor ein -> Transistorbasis auf High-> Transistor zieht Kollektor auf (fast) Masse -> Schütz schaltet ein).

Grüße Uwe

Doc_Arduino:
Hallo,

bin der Meinung wilde Einstreuungen könnten dennoch zu wilden Effekten führen. Vorallen wenn der PullDown schon rechte hohe 22k beträgt. Mir fällt auch spontan kein Beispiel ein, in der Digitalttechnik, wo man C/E vom Transitor mitten in eine Schaltung baut. Eine Seite gehört immer sauber an + bzw. - .

Ich stimme Dir zu, wenn der Transistor eine Basis hat.

Ein Beispiel fällt mir schon ein und das ist einen H-Brücke mit alles gleichen Transistoren aufgebaut zB NPN. Da braucht es für die oberen Transistoren eine Hilfsspannung dessen "Masse" das jeweilige Emittorpotential ist.

Da beim Optokoppler der Ausgangstransistor optisch angesteuert wird( Basis ist nicht vorhanden oder isoliert von der Masse des LED-Ansteuerung) braucht es kein Emittorpotential das durch Masse oder Betriebsspannung definiert ist.

Glaube mir den NPN Ausgangstransistor des Optokopplers kann man zwischen Last und Masse oder Last und Versorgungsspannung hängen.

Grüße Uwe

Hallo,

ja okay, ich glaube ... :slight_smile: auch wenn ich es selbst nicht so machen würde. :wink:

Also mal danke für eure Antworten, sind wirklich hilfreich (wenn man sie noch versteht ^^)

uwefed:
Transistor zieht Kollektor auf (fast) Masse -> Schütz schaltet ein).

Wieso nur auf fast, wegen dieses R3-Widerstandes?

Eine Frage ist jetzt noch offen, hat etwas mit der Freilaufdiode zutun:

Ich habe mal im Internet recherchiert und festgestellt, dass diese Freilaufdiode (zB 1N4007) ja eine kleine Spannung hat (0,7V), und es deswegen "lange" dauert die Energie abzubauen. Wenn das Schütz aber innerhalb von z.B. 100ms nach dem Arduino Signal abschalten soll, es durch die Freilaufdiode aber auf z.B. 300ms begrenzt ist, sollte man z.B. Surpressor-Dioden verwenden (30V) damit dieser Vorgang schneller geht.

Wie ist denn nun der Transistor zu dimensionieren, dass es zu keinem Schaden kommt?

Könnt ihr mir hier auch noch ein bisschen weiterhelfen?

Der Kollektor kann nie vollständig auf Masse liegen da an der Kollektor-Emitter-Strecke im durchgeschalteten Zustand die Kollekor-Emitter-Sättigungsspannung UCE(sat) von 0,2-0,3V abfällt.

Für 200mA reicht ein ganz normaler Kleinsignaltransistor aus der BC-Serie (der den Strom macht). z.B. BC 337-40. Das ist allgemein der Standardtyp für diesen Bereich.

Eine Suppressor-Diode ist eine Avalanche-Diode, die ählich einer Zener-Diode in Sperrrichtung betrieben wird und in einen bestimmten Bereich schlagartig durchbricht und damit z.B. gegen Überspannung schützt.

Eine einfache Schottky-Diode reicht aber. Die sind schon wesentlich schneller als normale Dioden und haben (bei relativ kleinen Spannungen) eine geringere Schwellenspannung (ca. 0,2-0,4V). z.B. 1N5818.

Dabei geht es aber um die Zeit die die Diode braucht um von leitend nach nicht-leitend und zurück zu schalten. Das sind wenige hundert Nanosekunden bei normalen Dioden und ein paar hundert ps bis wenige ns bei Schottkydioden.

Eine normale Diode ist immer noch um Größenordnungen schneller, als die Mechanik des Schützes :wink: