Relais Schalten

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    Hi


    Ich bekomm bei meiner Suche langsam zu viel, und habe mich nun doch entschlossen, eure Hilfe anzufragen.
    Ich habe angefangen, mich mit den GPIO Pins zu beschäftigen und diese über linux anzusteuern (klappt soweit).


    Nun möchte ich einen weiteren Stromkreis ein bzw. ausschalten, da hört dann langsam mein Verständnis auf.


    Vorab ein paar Informationen:
    Ich würde gerne einen Gleichstrom von Batterien/Akkus steuern, also Spannungen von (etwa) 6V bis 12 V
    Dazu bin ich auf
    http://www.conrad.de/ce/de/pro…VDC-1-Wechsler-50-W110-VA
    gestoßen und würde die halt an einen GPIO17 (out) anschließen und an GND am Pi
    kann ich damit dann das Relais umschalten?


    Oder muss ich alternativ noch selbst ggf. Diode, Transistor etc. davorschalten wie auf der Seite
    https://www.raspiprojekt.de/an…ten.html?showall=&start=1
    gezeigt


    Und zuletzt die Frage, wenn ich mir ggf. die Bastelei ersparen möchte, muss ich bei
    Kanal Relais Module Arduino TTL Logik (Affiliate-Link)
    i was beachten oder kann ich damit 6 bis 12 V DV steuern, bzw. 24V AC?

    Quote

    Hinweise zur Verwendung
    - man muss den Jumper entfernen
    - an den Pin JD-VDD legt man 5 V (versorgt die Relais)
    - an den Pin VDD legt man 3,3 V (versorgt die Dioden im Optokoppler, Vorwiderstand ist schon drin)


    Also wo der Jumper sitzt auf den einen Pol 5V hauen und auf den anderen 3,3V mit externem Netzteil, und wohin den anderen Pol?


    würde mich über Antworten freuen und hoffe das klärt dann erst mal alle meine Fragen :D
    vielen Dank
    topo

    Hallo topo.
    Zu Deiner ersten Frage:

    Quote

    und würde die halt an einen GPIO17 (out) anschließen und an GND am Pi
    kann ich damit dann das Relais umschalten?


    Nein.
    Das Relais braucht 5V Schaltspannung, und der GPIO bringt nur 3.3V.
    Du brauchst auf jeden Fall diesen Transistor, Vorwiderstand und Löschdiode D1 (wie gezeichnet) dazu.Die 2 Led's, den zweiten Widerstand kannst dir sparen, wenn Du den Status des Relais nicht sehen willst.
    Beim dritten Bild ist es das gleiche.
    Damit kannst wie angegeben bis 250V/AC 10A und 30V/10A DC schalten.
    Aber die 4 Relais brauchen zum schalten 5V /10-20mA pro Kanal.
    Also gleiches Spielchen wie oben.
    (Dem Bild nach zu urteilen sind da schon Löschdioden vorhanden)
    Jumper... das müsste ich den Schaltplan sehen ...
    Mal abgesehen von der Schaltspannung würde der GPIO Pin auch zu wenig Strom liefern.
    Meine Grenze lege ich bei max. 10mA, aber auch mal nur zum testen.. weniger ist besser.


    Hoffe das bringt Dir bischen was.
    gruß root


    Nachtrag----------------------

    Quote

    Hinweise zur Verwendung
    - man muss den Jumper entfernen
    - an den Pin JD-VDD legt man 5 V (versorgt die Relais)
    - an den Pin VDD legt man 3,3 V (versorgt die Dioden im Optokoppler, Vorwiderstand ist schon drin)
    - die Relais sind Umschalter
    - das Relais zieht an, wenn der Schalteingang (IN1 oder IN2) gegen Masse gezogen wird (GPIO-Pin am Pi auf 0)


    Ich würde das so interpretieren:
    den rechten Jumper entfernen, auf JD-VDD 5V (oberer Pin) legen und auf VDD (unterer Pin) 3.3V
    damit werden 5V auf die Relais gelegt.
    3.3V über Rv an die Led im Optokoppler.
    Über Inx wird die OptoLed an Masse gezogen (Mit nem GPIO)... würde problemlos ohne Bastelei funktionieren.
    Hm... ohne den Schaltplan gesehen zu haben bin ich da vorsichtig...


    Nochwas zu Deiner eigenen Sicherheit:
    Du scheinst recht unerfahren auf dem Gebiet der E-Technik zu sein... kein Prob solange es sich um 5/12/24V handelt.
    Die Dinger schaffen ja 230/AC.. da hört der Spass für Unerfahrene allerdings längst auf.
    Mal so als Tipp.

    Edited once, last by root ().

    Okay, soweit schon mal Dankeschön
    Hab mich mal an einen Schaltplan dran gesetzt

    Ich würde das Relais von Conrad nehmen ( http://www.conrad.de/ce/de/pro…VDC-1-Wechsler-50-W110-VA )
    einen 1k Ohm Widerstand ( http://www.conrad.de/ce/de/pro…St/?ref=detview1&rt=&rb=1 )
    eine Diode ( http://www.conrad.de/ce/de/pro…-mA-Sperrspannung-UR-75-V )
    und einen Transistor npn wenn ich alles richtig Überblicke ( http://www.conrad.de/ce/de/pro…r-Sperrspannung-UCEO-50-V )


    beim Widerstand hab ich wahrscheinlich freie Wahl und muss auf sonst nix spezielles achten
    wie ist dies bei der Diode und dem Transistor, könnt ihr mir da bestimmte empfehlen, sind die oben genannten nutzbar?


    vielen Dank nochmal
    topo

    Super, passt alles.
    als Rv würde ich etwas höher gehen, 1,2 Kohm... schont den GPIO mehr.:)
    Diode und Transistor sind ok.


    gruß root

    Edited once, last by root ().

    Hallo,


    kann mir jemand den Schaltplan erklaeren?


    1. Wie fliesst denn da der Strom um das Relais zu schalten? Von Pin17 nach Pin2 mit 1.5V? Die sind doch beide mit positiver Ladung gelabelt.


    2. Und wofuer ist die Diode gut? Hat die irgendeinen besonderen Zweck?


    3. Und der Transistor? Wofuer benoetigt man den?


    4. Was kann man mit dem gegebenen Relais alles schalten (Spannung und Stromstaerke)?


    Sorry fuer die dummen Fragen und die Parameter sind sicherlich an der HW ablesbar. Ich kann sie nur nicht interpretieren und benoetige etwas Hilfe.


    Gruss,
    cu

    1. Der Strom für die Relaisspule fließt von +5V über den Transistor nach Masse
    2. Eine Spule hat, wenn man sie vom Strom trennt ein Magnetfeld, welches zusammenbricht, dadurch wird eine Spannung induziert, die der angeschlossenen Spannung entgegengesetzt ist und bedeuten höher sein kann als die Betriebsspannung. Die Diode schließt diese Spannung kurz,so dass kein Schaden entstehen kann. Der Kurtzschlusstrom ist relativ klein, so dass die Diode das verträgt.
    3. Wie ein Transistor funktioniert soltest Du mal erforschen. Prinzip: An der Basis wir eine Spannung angelegt, dadurch wird der Widerstand zwischen Emitter und Kollektor sehr klein Man kan also was damit schalten.
    4. Je nachdem wie die Kontakte beschaffen sind mehrere Kilowatt an 230Volt (Finger weg für Laien)

    Hallo Curiosity.

    Quote from curiosity81


    1. Wie fliesst denn da der Strom um das Relais zu schalten? Von Pin17 nach Pin2 mit ?


    Pin 2 (5V) liefert die Spannung für das Relais.
    Der GPIO (3,3V) schaltet die Basis des Transistors , der als Stromverstärkertstufe fungiert,da der GPIO weder die nötige Spannung, noch den Strom liefern kann.


    Quote from curiosity81


    1.5V? Die sind doch beide mit positiver Ladung gelabelt.


    ...die Frage versteh ich nicht.


    Quote from curiosity81


    2. Und wofuer ist die Diode gut? Hat die irgendeinen besonderen Zweck?


    Ja, hat sie. Ist eine sog. Löschdiode.
    Wird das Relais gesperrt (abgeschaltet), baut sich durch das abreißende Magnetfeld in der Relaisspule eine sog. "Gegeninduktion" auf, wie wiederum eine Spannung in der Spule induziert... also gegen den Ursprung gerichtet ist, die die anliegende Schaltung zerstören kann.
    Die Diode vernichtet diese Spannung.


    Quote from curiosity81


    3. Und der Transistor? Wofuer benoetigt man den?


    Wie oben schon erwähnt, als Stromverstärkerkerstufe.


    Quote from curiosity81


    4. Was kann man mit dem gegebenen Relais alles schalten (Spannung und Stromstaerke)?


    Genau.Je nach Ausfürung bis 230V/X A.
    Der GPIO fungiert als "Steuerelement", der aber die nötige Leistung nicht bring, also Relais als "Arbeitspferd" hinterher.


    gruß root


    //Edit:
    da war einer schneller, während ich noch getippselt habe :)
    ...btw: .. irgendwie krieg ich keine Smileys mehr rein ...

    Edited once, last by root ().

    Quote from raspiprojekt


    Im CP "Zeige die MyCode-Formatierungsoptionen bei der Beitragserstellung an." aktivieren.


    ...that was it :thumbs1:


    gruß root

    Edited once, last by root ().

    @raspiproject und @root:


    Vielen Dank.


    D.h. also, der Transistor ist ein Relais fuer das Relais, richtig?


    Pin17 ist zwar in der Lage ein Bit darzustellen, jedoch reicht die "Staerke" des Bits nicht aus das eigentliche Relais zu schalten. Deshalb legt man einen Stromkreis mit der entsprechenden Leistung von Pin2 nach Masse, der das eigentliche Relais schalten kann und steuert diesen mit dem Transistor ueber Pin17. Die Diode fungiert als Sicherung, weil das die Physik so verlangt.


    Gruss,
    cu

    Quote from curiosity81


    D.h. also, der Transistor ist ein Relais fuer das Relais, richtig?


    Ja, so in etwa könnte man es für diesen Fall ausdrücken.


    Quote from curiosity81


    Pin17 ist zwar in der Lage ein Bit darzustellen, jedoch reicht die "Staerke" des Bits nicht aus das eigentliche Relais zu schalten. Deshalb legt man einen Stromkreis mit der entsprechenden Leistung von Pin2 nach Masse, der das eigentliche Relais schalten kann und steuert diesen mit dem Transistor ueber Pin17.


    Das kann man in grober Näherung auch durchgehen lassen...


    Quote from curiosity81


    Die Diode fungiert als Sicherung, weil das die Physik so verlangt.


    Das ist so allerdings nicht richtig. Eine Sicherung schließt keine Ströme kurz, sie begrenzt sie (durch kaputtgehen). Im Prinzip haben das root und raspiprojekt zwar schon sehr schön erklärt...
    Was hier passiert ist, folgendes. Der "normale" Stromfluß bei bereits durchgeschaltetem Transistor erzeugt ein konstantes Magnetfeld durch die Relaisspule. Wird nun der Transistor gesperrt, erhält die Spule keinen Strom mehr und das Magnetfeld bricht zusammen. Elektrische Leiter im veränderlichen Magnetfeld führen zu Induktionsspannungen (über die Richtungen von Feld und Leiter schweige ich mich mal aus). Würden sie das nicht, würde Dein Dynamo am Fahrrad nicht funktionieren und auch kein Generator in irgendwelchen Kraftwerken...
    Die nun induzierte Spannung verläuft in umgekehrter Richtung zu Deiner Speisespannung. D.h. dort wo mal Plus war, ist jetzt Minus und umgekehrt. Jetzt kommt die Diode in's Spiel. Für einen umgekehrten Stromfluß ist sie leitend - will heißen, schließt die induzierte Spannung einfach kurz. Im Gegensatz dazu ist sie für die Speisespannung gesperrt - es fließt also kein Strom durch sie. Würde man nichts gegen die Induktionsspannung unternehmen, so wäre Dein Transistor gefährdet, da er die relativ hohen Induktionsspannungen (diese sind i.d.R: erheblich höher, als Deine Speisespannung) nicht verträgt.
    Ließ mal ein wenig unter Lenz'schem Gesetz und dem Funktionsprinzip von Zündspulen nach...


    Noch etwas - ich würde Dir empfehlen, die Basis des Transistors noch mit einem Widerstand 10-50kOhm (der Wert ist relativ unkritisch) gegen Masse zu ziehen. Damit ist der Transistor im Default gesperrt. Andernfalls kann es passieren, daß Dein Relais anfängt zu flattern, wenn Dein GPIO Pin nicht dediziert auf High oder Low liegt.

    Quote from schnasseldag

    Das ist so allerdings nicht richtig. Eine Sicherung schließt keine Ströme kurz, sie begrenzt sie (durch kaputtgehen). Im Prinzip haben das root und raspiprojekt zwar schon sehr schön erklärt...


    Ok :-). Sicherung haette ich wohl in Anfuehrungszeichen setzen sollen.


    Quote from schnasseldag


    Was hier passiert ist, folgendes. Der "normale" Stromfluß bei bereits durchgeschaltetem Transistor erzeugt ein konstantes Magnetfeld durch die Relaisspule. Wird nun der Transistor gesperrt, erhält die Spule keinen Strom mehr und das Magnetfeld bricht zusammen. Elektrische Leiter im veränderlichen Magnetfeld führen zu Induktionsspannungen (über die Richtungen von Feld und Leiter schweige ich mich mal aus). Würden sie das nicht, würde Dein Dynamo am Fahrrad nicht funktionieren und auch kein Generator in irgendwelchen Kraftwerken...


    Ahh ... I see. Bewegte Elektronen erzeugen magnetisches Feld, bewegtes magnetisches Feld erzeugt bewegte Elektronen.


    Elektronen in die eine Richgung => magnetisches Feld bewegt sich in die eine Richtung. Kein Strom mehr in die eine Richtung => magnetisches Feld bricht zusammen und bewegt sich in entgegengesetzte Richtung => Elektronen fliessen in entgegengesetzte Richtung.


    Die Energie im Magnetfeld muss ja irgendwo wieder hin.


    Quote from schnasseldag


    Die nun induzierte Spannung verläuft in umgekehrter Richtung zu Deiner Speisespannung. D.h. dort wo mal Plus war, ist jetzt Minus und umgekehrt. Jetzt kommt die Diode in's Spiel. Für einen umgekehrten Stromfluß ist sie leitend - will heißen, schließt die induzierte Spannung einfach kurz. Im Gegensatz dazu ist sie für die Speisespannung gesperrt - es fließt also kein Strom durch sie. Würde man nichts gegen die Induktionsspannung unternehmen, so wäre Dein Transistor gefährdet, da er die relativ hohen Induktionsspannungen (diese sind i.d.R: erheblich höher, als Deine Speisespannung) nicht verträgt.


    Das verstehe ich noch nicht wirklick. Ok, bei angeschalteter Spule kann nix ueber die Diode fliessen, da ja One-Way, d.h. sozusagen "irreversibel" (in meiner Sprache). Nach Ausschalten der Spule kann nun der Induktionsstrom ueber die Diode oder den Transistor laufen ... aber ich dachte der Transistor ist gesperrt. Oder ist es so, dass, wenn die Induktionsspannung gross genug ist und die Diode nicht vorhanden ist, der Transistor "ueberwunden" wird und er kaputt geht? Und kann da nix am Raspi kaputt gehen wenn der Strom ploetzlich durch die Diode in Gegenrichtung zurueck fliesst?


    Gruss,
    cu

    Noch ein kleiner Nachtrag...


    Deine o.g. Kanal Relais Module Arduino TTL Logik (Affiliate-Link) wird nicht direkt an den GPIO-Pins (sauber) betreibbar sein, da der Spannungsabfall an Widerstand R1, Anzeige-LED IN1 und Optokoppler-LED U1 zu groß ist, als 3,3V Versorgungsspannung reichen würden. Siehe Schaltplan. Such mal ein wenig im Forum, das Thema wurde hier schon hinreichend diskutiert.


    Wenn Du eh' schon einkaufen gehst, dann kannst Du Dir allerdings auch noch einen ULN2803A für ein paar Cent bestellen und hast damit Dein o.g. Schaltung gleich in 8-facher Ausführung enthalten. Selbst die Freilaufdioden sind schon drin und ein wenig ESD-Schutz ist auch dabei... Mit einer Eingangsspannung von 3,3V liegst Du zwar auch marginal unter der Spec des ULN, aber nicht so viel, wie beim direkten Anschluß der Relaiskarte. Nur so als Tip ;)

    Quote from schnasseldag


    Noch ein kleiner Nachtrag...


    Deine o.g. Kanal Relais Module Arduino TTL Logik (Affiliate-Link) wird nicht direkt an den GPIO-Pins (sauber) betreibbar sein, da der Spannungsabfall an Widerstand R1, Anzeige-LED IN1 und Optokoppler-LED U1 zu groß ist, als 3,3V Versorgungsspannung reichen würden. Siehe Schaltplan. Such mal ein wenig im Forum, das Thema wurde hier schon hinreichend diskutiert.


    Wenn Du eh' schon einkaufen gehst, dann kannst Du Dir allerdings auch noch einen ULN2803A für ein paar Cent bestellen und hast damit Dein o.g. Schaltung gleich in 8-facher Ausführung enthalten. Selbst die Freilaufdioden sind schon drin und ein wenig ESD-Schutz ist auch dabei... Mit einer Eingangsspannung von 3,3V liegst Du zwar auch marginal unter der Spec des ULN, aber nicht so viel, wie beim direkten Anschluß der Relaiskarte. Nur so als Tip ;)


    You lost me ...


    Eigentlich will ich doch nur ein elektronisches Schloss schalten, was ja im Prinzip auch nur ein Relais ist.

    Quote from curiosity81


    Das verstehe ich noch nicht wirklick. Ok, bei angeschalteter Spule kann nix ueber die Diode fliessen, da ja One-Way, d.h. sozusagen "irreversibel" (in meiner Sprache). Nach Ausschalten der Spule kann nun der Induktionsstrom ueber die Diode oder den Transistor laufen


    Er läuft allein über die Diode. Diese besitzt für den Induktionsstrom ja quasi den Widerstandswert 0 Ohm. Damit kann nichts über den gesperrten Transistor fließen. Dann genau das gilt es ja zu verwindern!


    Quote from curiosity81


    ... aber ich dachte der Transistor ist gesperrt.


    Genau das ist des Transistors Problem. An ihm liegt jetzt eine sehr hohe "umgekehrte" Spannung zwischen Kollektor und Emitter. Die mag er nicht.


    Quote from curiosity81


    Oder ist es so, dass, wenn die Induktionsspannung gross genug ist und die Diode nicht vorhanden ist, der Transistor "ueberwunden" wird und er kaputt geht?


    Eben - genau das.


    Quote from curiosity81


    Und kann da nix am Raspi kaputt gehen wenn der Strom ploetzlich durch die Diode in Gegenrichtung zurueck fliesst?


    Nee, dafür baut man ja genau die Diode ein. ;)