Terrariumsteuerung: HQI-Strahler "frieren" Arduino ein

Hallo,

wie die Überschrift schon sagt habe ich mir eine Steuerung für mein neues Terra gebaut. Es werden eine Beregnungsanlage, ein IR-Strahler, mehrere LEDs und drei HQI-Strahler (mit Vorschaltgerät) angesteuert. Die 230V Verbraucher werden über ein 8 Kanal Relais Modul geschaltet.

Vorab, die Steuerung läuft ohne die HQI-Strahler problemlos. Beregnungsanlage läuft, die LEDs dimmen vernünftig, alles wie es sein soll :slight_smile:

Nun habe ich allerdings das Problem, dass sobald einer der HQI-Strahler eingeschaltet wird der Arduino “einfriert”. Ich denke, dass ich entweder ein EMV Problem habe oder das Relais Modul nicht wirklich was taugt…

Im Anhang sind Bilder vom Aufbau und ein E-Plan der Steuerung.

Verwendet habe ich:
Vorschaltgerät: 3x OSRAM PTi EVG 70 Watt
Strahler: 3x Lucky Reptile Bright Sun UV Jungle

Beachtet habe ich:

  • die Leitung vom Vorschaltgerät zum Strahler ist so kurz wie möglich und nicht parallel zur Netzleitung verlegt.
  • die Kabel der Sensoren sind geschirmt und mit PE verbunden.
  • die 5V Spannungsversorgung der Relais auf dem Modul ist von der 5V Spannungsversorgung der Optokoppler auf dem Modul getrennt.

Ich wollte Fragen ob jemand Erfahrungen in dieser Richtung gemacht hat oder einen Verbesserungsvorschlag für die Steuerung hat?

Den Abstand zwischen Steuerung und Strahler zu vergrößern ist leider nicht ohne viel Aufwand möglich und ich hoffe das vermeiden zu können… Ich habe als erstes an richtige Optokoppler die dann 230V Schütze schalten gedacht. Oder an ein geerdetes Trenngitter zwischen der Steuerung und den Strahlern. Weiß aber nicht ob und wie viel sowas bringt…

Deshalb wollte ich zuerst an der Weisheit des Forums teilhaben, schon mal Danke im voraus :stuck_out_tongue:

Hochdrucklampen mit Vorschaltgerät (egal ob Natrium oder Quecksilber) erzeugen gewaltige Abschaltfunken.

Ein Finderrelais für 16A/230V schafft 2-3 Schaltvorgänge bis es klebt. Und zwar richtig klebt, Kontaktmaterial ist aufgeschmolzen und hat sich zusammengeschweisst.

Hier dürfte dein Problem sein. Auch wenn man mit Snubber oder ähnlichem diese Funken fängt, so sind sie nur gedämpft, nicht völlig weg. Leg mal Kondensatoren an deine Versorgungsspannung und zwar einmal dicke Elkos (100-470µ) um Spannungseinbrüche beim einschalten abzufedern und einen 100nF um HF-Störungen zu blocken. Hier ist weniger besser, weil je kleiner desdo besser gegen hohe Frequenzen. Abschaltstörungen sind im MHz Bereich, also weniger als 1µs Impulse.

Schau das die Kabel möglichst weit getrennt liegen, also keinesfalls die Stromleitungen zusammen mit der Elektronik bündeln weils besser aussieht. Am besten so legen, das die sich erst an der Relaisplatine treffen.

Vielleicht ein SSR versuchen? http://www.ebay.de/itm/2CH-5V-Low-Level-Trigger-Solid-State-Relais-SSR-Modul-fuer-Arduino-AVR-PIC-U8B6-/182005397668?_trksid=p2385738.m2548.l4275

Auch die eliminieren die Störung nicht. Sie verrecken nur nicht dabei.

Passiert das auch, wenn du eine HQI Lampe unabhängig vom Arduino per Schalter einschaltest?

Also komplett ohne elektronische Verbindung dazwischen?

Hallo,

ich bin im Lift Bau ( Aufzug/Fahrstuhl ) tätig und realisiere gelegentlich Projekte mit dem Arduino wenn es um Zusatz Funktionen geht. Daher bekomme ich tränen in den Augen wenn ich diese Bilder sehe. Ein EMV Massaker ohne gleichen . :-) Du musst den Ardoino, wenn du Ihn schon so betreiben möchtest von allem entkoppeln wie geht. Du hast schon Opptos dazuwischen aber durch die losen Kabel kannst du dir das Sparen. Die sind wie Antennen die EMV gerade zu dazu einlähd sich im Arduino zu treffen. Es kann natürlich hauch noch ein anderes Problem vorherschen , aber das ist nicht feststallbar solange das so bleibt.

Ein Tip.

Nimm eine Installations Kiste, Klebe sie mit Aluminium aus, und mach ne Erdungs Schraube dran , wo du von Aussen eine Erdung anschliessen kannst. Dann Klebste die Kiste mit Pappe aus damit du den Arduino und die anderen Karten da reinlegen kannst. Nicht die Entstör Platine und auch nicht die mit den Oppto Kopplern. Vergewissere dich das die Alluminium schicht vom Deckel im Geschlossenen Zustand Verbindung zum Rest hat. Klebe das Display auf den Deckel. Das sollte eigentlich genügen. Du kannst natürlich auch einen Schuh Karton nehmen. Wichtig ist nur das du eine Abschirmung erzeugst. Die 48 Volt dürfen nicht im Kasten sein und 220 V erst recht nicht. Zu guter letzt solltest du die Leitung zu den Kopplern Abgeschirmt verlegen. Entweder ein Kabel mit Abschirmung oder ein KieRohr aus Stahlblech. Das sollte eigentlich langen. Die Sensorleitung könnte noch ein Problem sein. Insbesondere die Verlegung und Kreuzung mit Leitungen die 48 oder 220 V führen.

Gruss TFT

Edit1 : Wo kommt die einspeisung für den Arduino eigentlich her ? Da Siet nach einem Netzteil anschluss aus. Mach mal mit Baterie. Das Grosse 48 Volt netzteil hat zwar eine Schirmung. Aber es ist nicht auszuschliessen das auch von da Störungen kommen. Zum glück kann man ja mal zur Probe eine Battrie anhängen.

Edit2 : Die Relais Platine hat zu wenig Leistung für die Lampen, Am Besten benutzt du ein Elektronisches mit Nullpunkt Abschaltung (nur bei Wechselstrom zu verwenden). Das erzeugt keine EMV und schont die Triax. Du solltest auch davon absehen Gleichstrom Lasten mit Relais zu schalten.

Hallo und vielen Dank für die schnellen Antworten! :)

Wo fang ich an? Also der Arduino stürzt auch ab wenn ich die Lampen nicht über die Relais ansteuere. Ich denke temucin hat mein Problem auf den Punkt gebracht, ich habe keine Ahnung von EMV... xD

Ich werde mir am Wochenende mal was improvisiertes bauen und testen ob ich durch Abschirmung das einfrieren verhindern kann. Schon mal vielen Dank für den Tipp!

Was ich noch nicht ganz verstehe: mit den Relais schalte ich die 230V Netzspannung zu den Vorschaltgeräten für die Strahler. Die hohe Zündspannung geht doch garnicht über die Relais. "Angeblich" sollen die ja 10A schalten können, was ich auch nicht ganz glauben kann... aber für 70Watt Strahler sollte das doch reichen, auch wenn sie beim Zünden mehr Strom ziehen werden oder? Hab ich das nur schlecht erklärt oder mangelt es mir da an Fachwissen? ^^

Hallo,

den genauen Grund dafür weis ich auch nicht. Bin kein Prof oder so der das Studiert hat. Ich weis nur das die Kleinen Trafos tötlich für Relais sind. Es sind auch keine Entstör Filter direkt am Trafo Instaliert. Das hängt wohl mit der Beschichtung zusammen, die für die Kontakte verwendet werden. Nur ein kleines Beispiel aus der Praxis. Finder 24 Volt Relais schaltet je nach Type bis zu 16 Ampeer bei 220 V Wechselspannung. Aber das Gilt nicht für induktive lasten sowie Gleichstrom, und für 24 Volt gibt es noch ein anderes Problem. Bei niedriger Gleich Spannung bilden sich Kristalle auf der oberfläche wen das Kontakt Material nicht für Niedrig Spannung vorgesehen ist. Mehr wieder stand = Grösserer Start Strom. Dafür gibt es Vakuum Special Relais und Gold Kontakte etc. Wäre schön wenn du hier postes ob die Abschirmung was gebracht hat.

Wo fang ich an? Also der Arduino stürzt auch ab wenn ich die Lampen nicht über die Relais ansteuere. Ich denke temucin hat mein Problem auf den Punkt gebracht, ich habe keine Ahnung von EMV

Der erste Ansatz wäre mal die Angaben vom Typenschild und die Herkunft der Strahler hier bekannt zu geben.

Gruß

Laie: Der erste Ansatz wäre mal die Angaben vom Typenschild und die Herkunft der Strahler hier bekannt zu geben.

Gruß

hat er doch:

Verwendet habe ich: Vorschaltgerät: 3x OSRAM PTi EVG 70 Watt Strahler: 3x Lucky Reptile Bright Sun UV Jungle

Moin,

hat er doch:

.-( Kommt davon wenn man zuerst alles auf gelesen stellt und dann von unten anfängt.... Sorry.

Dann wäre mein erster Ansatz der Versuch ein EVG gegen KVG auszutauschen und zu sehen, ob das Phänomen damit auch auftritt.

Die Bilder zeigen einen sehr offenen Aufbau. Da ist EMV das vorrangige Thema. Dem vollständig auf den Grund zu gehen, brauchts eher ein Mehrkanal-Speicheroszi... Sowas wie Bitscope.

Ich würde alles in ein Metallgehäuse packen. Die Idee mit Alufolie wäre ein Anfang aber nicht ideal. Bei z.B. Reichelt gibts eine riesen Auswahl an schönen Gehäusen. Mein Favorit wäre ein Hammond 1590DFL.

Die Relaisplatine sieht nach einer SaintSmart aus. Die Relais sind eigentlich nicht tot zu kriegen. Allerdings laut Datenblatt nicht für 240V induktive Last gedacht. Was aber den Arduino nicht stören sollte.

Gruß

Hi

Du schreibst.... Was ich noch nicht ganz verstehe: mit den Relais schalte ich die 230V Netzspannung zu den Vorschaltgeräten für die Strahler. Die hohe Zündspannung geht doch garnicht über die Relais. "Angeblich" sollen die ja 10A schalten ........

Da darf ich mal weiterhelfen Richtig die Zündspannung kommt nicht auf die Eingangsseite der Vorschaltgeräte durch und passiert nur zwischen Vorschaltgerät und Leuchte - aber die Zündspannung beträgt 4.500V (by the way - die Kabeln zwischen Vorschaltgerät und Lampe sind für die Hochspannung ausgelegt ? - der zu verwendende Kabeltyp steht im Datenblatt) und macht auch dementsprechende Magnetfelder. So wie die Bilder aussehen hälts du aber die Vorschriften über die zulässige Kabellänge ein.

Da sind wir schon beim Thema. Nach der Zündung kommt die Betriebsspannung und die hat ca 240Hz Frequenz (bei 250V) und macht wieder ein paar Störungen.

Ja und die Relais werden das gar nicht lange überleben. Der Betriebsstrom ist 0,36 -1A also ok für deine Relais jedoch sagt das Datenblatt vom Vorschaltgerät der Einschaltstrom ist 45 !! A Die 45A machen dir einen wirklich schönen elektrotechnischen Mist im Aufbau. Erschwerend kommt das Problem dazu, dass Relaiskontakte prellen - das leider genau wenn die Einschaltstromspitze auftritt. Schön ist obwohl die Systemleistung unter 90W ist, dass der cos phi 0,95 hat.

Nun ist so ein elektronische Vorschaltgerät in Sich schon eine EMV Herausforderung. Da hat sich der Hersteller Schaltungstricks überlegt wie das besser (normgerecht wird). Ein ganz wesentlicher Punkt ist die Erdung damit die Gerätefilter richtig arbeiten können. Ich sehe auf den Bildern gar nix mit Draht gelb-grün. Bitte sage jetzt nicht du betreibst die Vorschaltgeräte und Lampengehäuse ohne Erdung.

Der Aufbau auf einer Holzplatte (vor allem die Bereiche mit 230V) ist echt kritisch. Zumindest kannst du die Zahlungen für die Feuerversicherung einsparen weil die zahlen im Schadensfall nix mehr. Diesen Aufbau muss man echt als grob fahrlässig bewerten.

Das wird nur was mit der Spannungsversorgung für den Arduino getrennt und SUPER gut gefiltert auf der 7,5V Seite. Alle Elektronikbaugruppen in ein Metallgehäuse. (Relais Baugruppe nicht !) Die Netzspannung für das Arduino Netzteil über eine Überspannungsschutz Typ3 (mit angeschlossener ERDUNG !) führen damit von der Netzseite keine kabelgebundenen Störungen kommen.

Die Leitungen für die Relaisansteuerung bleiben ein Problem weil Magnetfelder dort induziert werden und zum Arduino kommen. Da würde helfen im Metallgehäuse schon auf 24 mittels Treibertransistor gehen und die Relais mit 24V ansteuern. Das wird dir nicht gefallen, ist ja ein quasi ein Neubau.

Solid State Relais MIT Nulldurchgang würden auch helfen weil dann passiert die Zuschaltung genau im Nulldurchgang und der Strom steigt zumindest sinusförmig auf die 45A.

Das ist lösbar aber bedarf doch ein wenig mehr Aufwand.

Holypotato: "Angeblich" sollen die ja 10A schalten können, was ich auch nicht ganz glauben kann..

Die Relais selbst unter Umständen schon. Die Schaltung außen herum und die Platinen sind was ganz anderes

10A Dauerstrom können die ab, ich benutze ebenfalls öfters diese Kleinrelais. Ein Relaiskontakt hat weniger das Problem einen Strom zu übertragen als ihn zu oder ab zu schalten. Dabei kommt je nach Lasttyp mehr oder weniger Funkenbildung.

Spulen sind in Reihe mit der Last oder sind die Last(Motor). Solange Strom fliest, alles ok. Wird abgeschaltet bleibt der Null über die Last anliegen aber der L unterbricht. So kann kein Strom mehr fliesen, aber es ist noch magnetisches Feld da. Und das will sich abbauen, was nur mittels Stromfluss geht. Es versucht also über hohe Spannung das Problem zu lösen (jetzt mal rein umgangssprachlich gesprochen, ohne auf die komplexen pyhsikalischen Effekte einzugehen). Funken zu löschen geht am besten uber Geschwindigkeit und Abstand. Speed ist begrenzt durch die Ansteuerleistung und die Baugröße des Relais, hier reden wir aber auch von Zeiten deutlich kleiner als 1ms. Abstand ebenfalls. Funken zu löschen erfordert bei induktiv belastbaren Schützen locker mal 5-10mm und spezielle Vorrichtungen(Löschkammern).

Je nach Aufbau und Gegebenheiten wird das Relais länger oder kürzer leben. Normale HQL + reine Spule als Vorschaltgerät (also so technik vor 20 Jahren) killt ein 16A Finderrelais in 1-2 Schaltvorgängen. Neu eingebau, am nächsten Tag geklebt. Gewechselt und wieder einen Tag später: es klebt. 125W HQL reicht dafür (0,6A nominal). Jetzt sind Motorschütze im Einsatz seit 5 Jahren. Funktioniert ohne Fehler.

Alles andere hat der Kollege weiter oben schon ausgeführt. Erdung, Kabellänge von EVG zu Lampe, Aufbau auf Holz ohne Brandschutz etc.

Hallo,

Entschuldigt dass ich erst jetzt schreibe, bin noch nicht dazu gekommen... Ich habe das Problem auch nach vielen Änderungen leider nicht abschalten können.

Vorab, der PE der Vorschaltgeräte angeschlossen.

Ich habe:

Die Steuerung in ein Metallgehäuse gesetzt und Metallgitter auf die Lampen + Vorschaltgerät gesetzt und mit PE verbunden.

Die Leitungen der Sensoren und die Steuerleitung zu den Relais sind geschirmt (Netzwerkkabel).

Die 5V Relaiskarte schaltet nicht direkt die Vorschaltgeräte, sondern ein Zweites Schütz.

Ich habe auch getestet die Sensorkabel abzuziehen und den Arduino per 9V Block zu betreiben leider mit dem selben Ergebnis...

Als letztes werde ich nun die gesamte Steuerung neben dem Terra aufbauen und testen ob ich das "einfrieren" so verhindern kann. Ist zwar schade um die ganze Arbeit, aber mir fällt nichts anderes mehr ein...

Hallo,

sorry das ich hier nach so langer Zeit nochmal nachhake.

Gab es denn eine Lösung für das Problem ? Ich habe gerade leider das gleiche Problem, gleiches Vorschaltgerät aber diesmal ein Wemos D1 Mini mit 3 angeschlossenen DHT22 die nach einschalten des EVG ihre Dienste verweigern.

LG Clarnii

Werden in deinem Code Pinchange-Interrupts verwendet?

Ich habe mal ein ganz ähnliches Problem dadurch gelöst, dass ich die Interrupts (für eine Tastatur und einen Münzprüfer) vor jedem Schaltvorgang deaktiviert und danach wieder "scharf gemacht" habe ...

Dann würde ich mal testen, ob es Stati gibt, in denen der Controlle weniger empfindlich gegen Störimpulse ist, als sonst, z.B. in einem Delay, kurzzeitigem Tiefschlaf oder vorübergehend alle GPIOs auf Output stellen usw.

Die Erkenntnis, dass etwas nicht funktioniert ist ja schließlich auch eine Erkenntnis.

Clarnii: Hallo,

sorry das ich hier nach so langer Zeit nochmal nachhake.

Gab es denn eine Lösung für das Problem ? Ich habe gerade leider das gleiche Problem, gleiches Vorschaltgerät aber diesmal ein Wemos D1 Mini mit 3 angeschlossenen DHT22 die nach einschalten des EVG ihre Dienste verweigern.

LG Clarnii

Hier Ist beschrieben, wie man die Abstrahlung vermindert.

Entscheidend wird wohl der 4,5kV Impuls für die Zündung sein.

SSD RElais hat wohl noch keiner getestet? Elektrosmog entsteht durch Funken, und die gibt's bei SSDs nunmal nicht.

Ein SSR mildert nicht den EMP der Zündung. Oder?