ich bin mal wieder ein bisschen am Tüfteln und würde gerne 230V-Verbraucher schalten. Die Grundzüge sind mir klar: Arduino plus Relais auf der einen Seite, Verbaucher auf der anderen. Was mich jetzt interessiert: Wie macht man es richtig, bzw. fachmännisch. Die zu schaltenden Lasten sind etwa 200W - aufgeteilt auf 4 Kanäle. Lieber wäre mir allerdings noch Luft nach oben.
Meine Fragen sind jetzt:
Welches Relais sollten am besten verwendet werden?
Sollte ich die Verbraucher nur am Aussenleiter trennen oder den Nulleiter ebenfalls?
Wie entkopple ich am besten die Schaltung, damit keine Störungen auftreten?
Macht es Sinn, die Verbraucher über einen gemeinsamen Netzanschluss zu speisen, damit man nur noch den Verbraucher (etwa eine Lampe etc) über zwei bzw. drei Klemmen anschließt?
Wichtig ist mir hauptsächlich, dass die Schaltung gefahrlos und unbeaufsichtigt verwendet werden kann.
So einfach ist das nicht. Anstatt eines Relais wird hier immer zu Solid State Relais geraten. Das liest man hier im Forum öfters...aber wie viel Leistung die aushalten kann ich dir nicht sagen.
Eine andere Möglichkeit wäre es diese Funksteckdosen zu verwenden...die Fernbedienungen könnte man eigentlich leicht mit dem Arduino verbinden und so hast du dann eine Methode mit der du alles sicher schalten kannst.
Die Lösung mit der Fernbedieung ist mir schon bekannt, ich hab in dem Thread selbst mitgeschrieben und diese Lösung vorgeschlagen - da ich es selbst momentan so löse. Das Problem an der Fernbedienung ist, dass man eben keine diskrete Schaltung damit herstellen kann. Mir geht es darum eine Platine zu enwickeln, die Wechselspannungen fachmännisch schalten kann und dabei so kompakt wie möglich und trotzdem sicher bleibt.
Solid-State-Relais werden hier im Forum oft geraten, da sie keinen Strom für das aufrechterhalten der Schaltung benötigen. Das hat den Vorteil, dass der Arduino nicht die ganze zeit das Relais anziehen muss um eine Last eingeschaltet zu halten.
ich empfehle Dir den SSR von Sharp S202S02 Daten findest Du leicht im Netz
Eingangsseitig schlatest Du diesen wie eine LED mit Vorwiederstand (680Ohm) reicht, der Isolationswiederstand zur 230V seite ist groß genug und entspricht der DIN, mit 600V und 8A Spitze bist auf der sicheren Seite
es reicht wenn Du nur die "Phase" schaltest
aber wie immer Achtung 230V sind nicht ungefährlich vor allem wenn Du alles auf einer Leiterplatte unterbringst, viele vergessen das die Leiterbahnen und manchmal auch der Kühlkörper unter Spannung steht!!!!
Eine besonderheit bei SSR ist noch am Gehäuse oben sind 2 kleine metallene "Ecken" auch diese können Spannung führen!!!
alles schön in einem Gehäuse (Isoliert) untergrbacht solltest Du das hinbekommen
das SSR kostet ca 3-5€ und schaltet beliebig oft, Achtung 5V auf den Eingang ohne Vorwiederstand isses hin!!!
Kühlkörper brauchst nur wenn Du die 8A (1840W wenns keine Spule ist) dauerhaft ausreizen willst
was meinst du mit entkoppeln? erzähl einfach was Du vor hast dann kann geholfen werden
wenn Du aber z.Bsp. mit 4 digitalen Ausgängen 4 Verbraucher schalten willst haste 2 Möglichkeiten
Ausgangsseitig je ein PIN vom Leistungsteil auf "Phase" und den 2. PIN auf den zu schaltenden Verbraucher
entkoppelt sind die dann Softwareseitig
die verschiedenen Phasen jeweils auf PIN und die Verbraucher wieder auf den 2. PIN
Jetzt aber absolut obacht Zwischen Phase /Phase sind 400V solltest Du die beide gleichzeitig anfassen war das definitiv dein letzter Griff, wenn du dich verschaltest da knallt es gewaltig!!!!
Mit entkoppeln meine ich eine Trennung zwischen dem Teil der Schaltet (der DC-Seite des Relais) und dem Teil der steuert (Arduino) - z.B. über Optokoppler. Sinn dahinter ist der, dass im Fall einer Fehlfunktion kein größerer Schaden entsteht. Außerdem sollte die Schaltung zuverlässig mit verschiedenen 230V-Verbrauchern funktionieren, auch wenn ich induktive Lasten anschließe (z.B. Handynetzteil, Ventilator etc) ohne das Störungen auftreten. In einem Anderen Thread berichtet ein User von einem Problem mit seinem 1602 Display, wenn er z.B. die Aquariumspumpe schaltet - das möchte ich vermeiden.
Für die Spannungsquelle hab ich momentan 2 Lösungen:
Eine 3-Pol Schraubklemme an die Phase, N- und Sicherheitsleiter angeschlossen wird als Eingang (z.B um einen normalen Schukostecker anzuschließen), diese werden dann an 4 3-Pol Schraubklemmen weitergeleitet, wobei die Phase den Umweg über das SS-Relais nimmt
oder
Je einen Ein- und Ausgangpin auf 4 2-Poligen Schraubklemmen, wobei zwischen Ein- und Ausgangspin geschaltet wird.
Die erste Lösung gefiele mir persönlich besser. Die zweite hat allerdings den Vorteil, dass man nichts falsch anschließen kann.
SSR brauchen sehr wohl eine kontinuirliche Ansteuerung damit sie dauernd durchgeschaltet sind. Unterschied zu den Elektromechanischen Relais ist daß SSR beliebig oft schalten können, auch in jeder Halbwelle als Phasenanschnittschaltung. Die Ansteuerung kann je nach Modell mit 5V und einigen mA erfolgen und die galvanisch trennung ist eingebaut. An den Schaltkontakten sollte ein Snubber-filter angebaut sein (Kondensator 0,1µF eund 100 Ohm in Serie; gibt es bereits fertig zu kaufen)
Ich rate gerne SSR weil die mit Schraubklemmen per Kabel zu verdraten sind, und somit weder Probleme mit der Isolierung bzw räumlichen Trennung der 230VAC und der 5V auf der Platine zu befürcheten sind, noch die unterdimensionierten Leiterbahnen als Schmelzsicherungen fungieren. Diese kosten aber zwischen 25 und 30 Euro.
ich vermute eher, dass der snubber filter parallel zum geschalteten Gerät (Motor, ...) geschaltet werden muss.
Eine Frage habe ich im Kontext SSR, da ich diese auch ganz gerne verwende: Was passiert eig. im Falle eines Defektes? Kann es passieren, dass der Verbraucher dann die ganze Zeit an ist? Das kann u. U. fatale Auswirkungen haben.
Die Ringkerndrossel erschießt sich mir noch nicht ganz, ist aber (nachdem das in einem Thread über Phasenanschitt war) Kontextbezogen.
Jetzt ist nur die Frage, Welche Bauteile man dazu am besten nimmt. Gibt es fertige Snubber (falls ja - links oder bezeichnung, bitte) oder sind ganz normale Widerstände und Folienkondensatoren geeignet, auf Wechselspannung mit dieser Leistung zu arbeiten?
Wichtig ist mir hauptsächlich, dass die Schaltung gefahrlos und unbeaufsichtigt verwendet werden kann.
Auch wenn das im Forum vieleicht keiner hören will: wenn Du sowas fragen musst, dann solltest Du die Finger davon lassen oder einen Fachmann vor Ort fragen. Es reicht nicht wenn die Schaltung als solche OK ist. Das Gehäuse muß auch korrekt ausgeführt sein, Isolationsabstände und Anschlüsse müssen korrekt sein, die stromführenden Teile dick genug, Litzen dürfen nicht verlötet sein sondern müssen Kabelschuhe bekommen, Schutzleiter muss korrekt angeschlossen sein, der mechanische Aufbau muss stabil genug sein usw.
Entweder Du findest einen Elektriker der das überprüft und abnimmt oder Du kannst es - per Definition - unmöglich fachmänisch ausführen.
Nachdem ich die Schaltung in meinem Eigenheim einsetzen möchte, hatte ich eh vor einen befreundeten Elektromeister drüber schauen zu lassen - der macht normalerweiße die VDE-Abnahmen bei nem Kunden von mir. Isolationsabstände, Kabelhülsen, Schutzleiter etc - da alles ist mir klar und hätte ich beachtet, hab früher schon Geräte entwickelt - allerdings nicht mit diskreten Schaltungen sondern fertigen Komponenten.
Mir geht es hier um die Planung - was muss ich für Teile kaufen, was muss ich beachten (wie z.B. den Snubber - danke Uwe). Nachdem ich noch nie eine Wechselstromschaltung gebaut habe, frage ich lieber zehnmal nach, als einmal zu wenig - falsche Eitelkeit oder Angst vor Kritik kann hier ganz schnell das Haus oder sogar das Leben kosten.
Beim Sicherheitsaspekt angekommen: Sollte man eine Sicherung einbauen? und wenn ja - was für eine? gibt es Print-Sicherungsautomaten, oder empfiehlt es sich hier eine Schmelzsicherung zu verwenden?
Ich würde die Sicherung nicht auf die Platine packen. Es gibt fertige Einbau - Kaltgerätestecker mit angespritztem Sicherungshalter. Dann kannst Du auch die Stromversorgung einfach abstecken. Und die Sicherung hat schon einen von außen leicht erreichbaren Platz. Da Sicherungen ja theoretisch gar nicht auslösen sollten, sind meiner Meinung nach Schmelzsicherungen ausreichen. Wenn Dir die Sicherungen zu oft abrauchen gibt es irgendwo ein Problem welches behoben werden sollte
falls es nicht so richtig raus kam.... ein SSR trennt absolut Galvanisch den Steuerkreis vom Lastkreis auch gemäß DIN.
Ist auch so vorgeschrieben.
Der Fehlerfall:
Überspannung auf der Steuerungseite führt fast immer zur Zerstörung der im Schaltkreis befindlichen Sende LED, kannst mit eine Wiederstandsmeßgerät Prüfen
Lastseitig ist eher ein Überstrom das Problem welcher aber auch den Tyristor zerstört, dieser trennt dann den Stromkreis auf, meißt Qualmt es kurz oder es knakt ganz leise und das wars.
Möchtest Du den Lastkreis Schützen nimm eine Schmelzsicherung flink in der maximalen Ampere Zahl die das SSR steuern kann oder eben kleiner, größer macht wenig Sinn.
Eine Schmelzsicherung nützt wenig, wenn der Ausgangs-Triac durch einen Defekt im Kurzschluß ist. So ist der Verbraucher immer eingeschaltet und es fließt der Nennstrom des Verbraucher für den die Sicherung ja ausgewählt wurde. Die Schmelzsicherung schützt nur bei enem Schaden (Kurzschluß) des Verbrauchers. Dies darf beim Verbraucher nicht zu einer Gefahrensituation führen. Wenn schon, dann muß ein zusätzlicher Schutz eingebaut werden wie ich bereits bemerkte zb ein Sicherheitstermostat bei einer Heizung ecc.
Grüße Uwe
