Zwei 12V Magnetventile über Relais ansteuern

  • Hallo zusammen,


    ich zerbreche mir gerade den Kopf und wühle mich durchs Spezifikationsswirrwarr von Relais, die ich für mein erstes Raspberry Pi Projekt brauche. Daher hoffe ich, ihr könnt einem blutigen Anfänger wie mir etwas weiterhelfen. Habe die Suche bedient aber leider keine Antworten finden können.


    Mein Plan ist, zwei Magnetventile über eine 4 Kanal-Relaisleiste zu schalten (ich brauche dafür ja nur 2 Kanäle, aber will mir die beiden anderen Kanäle für eventuelle Zusatzfunktionen bereit halten).
    Die Ventile sind selbstrückstellend, und sollen jeweils einmal am Tag für etwa 60s geschaltet werden (aber nie beide gleichzeitig). Die Anwendung ist die Betätigung von zwei großen Festo Pneumatikzlindern, die morgens mein Bett recht flott in einen steilen Winkel kippen. Als Art taktiler Wecker. Gesteuert werden soll dann mit Node-Red über die GPIOs.


    Nun meine Fragen:


    1. Die Magnetventile brauchen 12V und 3W. Da ich für die Magnetventile ja sowieso ein Netzteil brauche, wäre es dann nicht sinnvoll, die Relais auch gleich darüber zu versorgen (Anstatt übers Raspberry)? Was spräche dagegen?
    2. Gibt es entscheidende Unterschiede zwischen den 12V und 5V Relais? Leider sind die Begriffe in den Spezifikationen oft unterschiedlich, was als Anfänger sehr verwirrend und anstrengend sein kann wenn man die Produkte vergleichen will.
    3. Angenommen ich Versorge die Relais über das Netzteil, dann würde ich ja eher zu einem 12V Relais greifen, da ich mir somit den Spannungsteiler für seine Versorgungsspannung spare oder?
    4. Hat die Versorgungsspannung fürs Relais was damit zu tun, wie hoch der benötigte Schaltstrom seitens der GPIOs ist? Der soll ja möglichst klein sein, wird aber oft nicht explizit angegeben.
    5. Eines der Magnetventile verbraucht ja dann bei 12V genau 0,25A. Wie viel Strom muss ich für das Relais dazu berechnen? Würde das passen, wenn ich einfach ein 12V Netzteil mit 0,5A nehme? Geht auch 1A, um mir noch etwas Power für die eventuellen Zusatzfunktionen bereit zu halten oder ist das schlecht wenn man Dinge wie Magnetventile oder die Relais mit zu viel Strom betreibt?
    6. Würde das alles z.B. mit dem Relais hier funktionieren: http://www.ebay.de/itm/4-Kanal…0d76e7:g:xX8AAOSw9k5XP16-7. Liege ich richtig damit, dass für meine Anwendung ein High Level Trigger am besten wäre?



    Schonmal danke für alle Antworten auf die Fragen. Und auch für sonstige Anmerkungen oder Tipps bin ich immer dankbar!

    Edited once, last by Narki ().

  • Servus Narki,


    ... Habe die Suche bedient aber leider keine Antworten finden können.
    ...


    :lol:
    der war gut ...
    Ein bisschen mehr Eigeninitiative bitte ....


    //EDIT: das war so ziemlich der schlechteste Weg Dich hier einzubringen ...


    cu,
    -ds-

  • Mein Plan ist, zwei Magnetventile über eine 4 Kanal-Relaisleiste zu schalten (ich brauche dafür ja nur 2 Kanäle, aber will mir die beiden anderen Kanäle für eventuelle Zusatzfunktionen bereit halten).
    Die Ventile sind selbstrückstellend, und sollen jeweils einmal am Tag für etwa 60s geschaltet werden (aber nie beide gleichzeitig). Die Anwendung ist die Betätigung von zwei großen Festo Pneumatikzlindern, die morgens mein Bett recht flott in einen steilen Winkel kippen. Als Art taktiler Wecker. Gesteuert werden soll dann mit Node-Red über die GPIOs.


    ..... und einen gegen die Wand qetschen ??? :D:D:D


    Da nimmt man ein externes Netzteil und < sowas >


    gruß root


  • Benutzte Suchbegriffe: Relais Kennwerte, Relais Spezifikationen, Relais Stromverbrauch, Relais Netzteil, Netzteil Dimensionierung, High Level Trigger. Jeweils mehrere Threads durchgeklickt. Kam schon auch viel informatives dabei rum, wie z.B. der Thread, aber zum Teil eben keine definitive Antwort. Und bei den meisten Dingen will ich ja nur sicher gehen ob meine Gedankengänge richtig sind bevor ich was falsches bestelle oder mein Pi kaputt mach. Grade bei den Ja/Nein fragen reicht es ja, wen man die Nummer hinschreibt und kurz sagt was ob es so ist oder nicht. Hab eigentlich schon versucht den Aufwand für jeden, der mir helfen will, möglichst klein zu halten. Aber wenn das dennoch der schlechteste Weg war mich hier einzubringen tut es mir natürlich leid.

  • Hi,
    zeichne den -> Schaltplan <- wie Du ihn Dir als Ergebnis Deiner bisherigen Recherchen vorgestellt hast und liefere die Kenndaten (Datenblätter) dazu.
    Das Ganze mit Beschreibung (die ist ja schon mal da) stellst Du hier, mit Deinen konkreten Fragen, zur Diskussion ...
    Dann wird das imho auch was ...


    "hab' aber nichts gefunden ..." ... gerade hier bei uns und ausgerechnet zum Thema Relais, lese ich immer als "... hatte keine Lust zu suchen ..."
    Und glaub mir, ich bin nicht der einzige, der das so versteht.


    cu,
    -ds-

  • Erst einmal willkommen im Forum. Wie Du gelesen hast, hast Du eine maximal unglückliche Formulierung gewählt.


    Ich denke das sind ein paar grundsätzliche Dinge, die noch nicht wirklich klar sind. Ich versuche mal Dir beim Verständnis zu helfen.


    1) 12V, 3W (W=V*A) bedeutet: 3W/12V = 0,25A
    Du benötigst dazu also ein Netzteil mit mindestens 12V 0,25A. Da ein NT nicht ständig am Limit betrieben werden sollte, sollte es also stärker dimensioniert werden. Sinnvoll wäre es aus meiner Sicht, ein Netzteil für alle Geräte zu nehmen und die benötigten Spannungen durch Stepdown Wandler zu erzeugen.


    2) Der Unterschied ist die Spannung, die benötigt wird, damit das Relais schaltet. Im Bereich Arduino/RasPi sind 5V weit verbreitet.


    3) Einen Spannungsteiler kannst Du für kleine Ströme nehmen, um zum Beispiel Pegel zu ändern, wenn Du einen 5V Sensor an einen 3V3 RasPi GPIO hängen willst. Aber einen Spannungsteiler nimmt man nicht, um aus 12V 5V Versorgungsspannung zu erhalten. Dazu nimmt man einen Linearregler (z. B. 780x) oder besser einen LDO mit entsprechender Beschaltung. Stichwort "Stepdown"


    4) Tendenziell sinkt der Strom mit steigender Spannung -> siehe Formel unter 1)
    Ein maximaler Strom von etwa 3mA ist hier viel diskutierter Forenkonsens. Die Relais kannst Du nicht direkt per GPIO schalten. Da sollte auf jeden Fall ein Treiber dazwischen. Den kannst Du mit einem Transistor und einem Basiswiderstand selber bauen oder Du nimmst etwas "Fertiges"


    5) Ein Verbraucher wird sich so viel Strom ziehen, wie er benötigt. Du kannst auch ein 12V 100A Netzteil anschließen. Dein Ventil wird trotzdem nicht mehr als 0,25A "ziehen". Die obige Formel kann Deine Frage beantworten. Nehmen wir an ein Relais benötigt 100mA@5V. Dann sind das 5V*0,1A=0,5VA (0,5W). Diese 0,5W sind @12V: 0,5/12 = 0,04A. Tendenziell würde ich ein Netzteil immer großzügig dimensionieren, damit man für weitere Verbrauchen noch "Luft" hat.


    6) Ja, aber es sollte auf jeden Fall mit einem Treiber angesteuert werden.


    7) Wenn Du einen Transistor dazwischen schaltest, "drehst" Du die Logik. Das heißt bei GPIO == HIGH wird das Relais durch schalten.

  • der TO hat nach eigenen Angaben keine Erfahrung und wenig Wissen,


    deswegen sollte man ihn nicht mit alternative Fakten verwirren:



    1) 12V, 3W (W=V*A) bedeutet: 3W/12V = 0,25A


    also



    Mein Plan ist, zwei Magnetventile


    2x 0,25A


    Er braucht also optimal (mindestens) ein 12V 1A Netzteil



    Du benötigst dazu also ein Netzteil mit mindestens 12V 0,25A.


    nee, 2x 0,25A



    Da ein NT nicht ständig am Limit betrieben werden sollte, sollte es also stärker dimensioniert werden. Sinnvoll wäre es aus meiner Sicht, ein Netzteil für alle Geräte zu nehmen


    also ein 1A Netzteil



    und die benötigten Spannungen durch Stepdown Wandler zu erzeugen.


    RISCHTIG :)



    3) Einen Spannungsteiler kannst Du für kleine Ströme nehmen, um zum Beispiel Pegel zu ändern, wenn Du einen 5V Sensor an einen 3V3 RasPi GPIO hängen willst. Aber einen
    Spannungsteiler nimmt man nicht, um aus 12V 5V Versorgungsspannung zu erhalten.


    RISCHTIG :)



    Dazu nimmt man einen Linearregler (z. B. 780x)


    böse -> aber geht,
    wer weiss was er tut, Kühlung!!!!




    oder besser einen LDO mit entsprechender Beschaltung. Stichwort "Stepdown"


    FALSCH !!!!


    ein LDO ist kein stepdown nur um das mal klarzustellen!


    so werden Gerüchte in die Welt gesetzt, ein LDO ist ein Linearregler wie ein 7805 nur mit geringer drop out Spannung und ändert nichts an der hohen Verlustleistung.


    Ein stepdown oder buck Regler ist ein DC/DC Wandler mit besseren Wirkungsgrad ab einer höheren Spannungsdifferenz



    4) Tendenziell sinkt der Strom mit steigender Spannung -> siehe Formel unter 1)


    richtig bezieht sich auf den stepdown Eingangsstrom, wir wollen doch nicht den Kontext verlieren



    Ein maximaler Strom von etwa 3mA ist hier viel diskutierter Forenkonsens. Die Relais kannst Du nicht direkt per GPIO schalten. Da sollte auf jeden Fall ein Treiber dazwischen. Den kannst Du mit einem Transistor und einem Basiswiderstand selber bauen oder Du nimmst etwas "Fertiges"


    Das bezieht sich wieder auf die GPIO Ports vom PI


    6) Ja, aber es sollte auf jeden Fall mit einem Treiber angesteuert werden.


    da sind wir wieder in der Spur


    Kein Gemecker nur didaktisch besser sortiert :D

    lasst die PIs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Super vielen Dank!


    Achso, ich dachte ein Relais braucht noch eine eigene Stromversorgung für seine Funktion an sich (Neben dem Laststromkreis und Steuerstromkreis). Das scheint Blödsinn zu sein :stumm:


    Ich werde mich dann an den Schaltplan machen, die Bauteile raussuchen und gegen Ende der Woche hier posten.

  • Nunja...


    Kurz zur Klarstellung der vielleicht etwas unvollständigen Formulierung. Den LDO meinte ich als Alternative zum 78xx. Das Stichwort, nach dem er suchen sollte, lautet "Stepdown". Wenn er auf die Idee kommt, das selber zu bauen, ist es für einen Einstieg einfacher, einen 78xx zu beschalten als einen DC/DC Wandler mit Spulen zu bauen. So war zumindest mein Gedanke dahinter.


    Im Übrigen schrieb er, dass nie beide Ventile gleichzeitig schalten, insofern sind die 0,25A nicht so ganz falsch.


    Aber nun zurück zum Thema.


  • Achso, ich dachte ein Relais braucht noch eine eigene Stromversorgung für seine Funktion an sich (Neben dem Laststromkreis und Steuerstromkreis). Das scheint Blödsinn zu sein :stumm:


    wieso es stimmt doch


    Ein Relais braucht den Steuerstrom also eine Versorgung dafür.
    Ein Relais bracht den Schaltstrom also eine Versorgung für den Verbraucher.


    Glücklicherweise schliesst das eine das andere nicht aus!


    Du kannst 12V Verbraucher aus 12V versorgen sowie die Relais mit 12V Spule.


    Du könntest auch 12V Verbraucher schalten mit einem Relais welches 230V Schaltspannung braucht, wäre zwar Blödsinn ist aber machbar.
    Du könntest auch 12V Verbraucher schalten mit einem Relais welches 5V Schaltspannung braucht, wird üblicherweise bei Arduino gemacht weil die mit 5V arbeiten.


    Ein PI ist kein Arduino der arbeitet mit 3,3V -> Treiber zu 5V bei Arduinoplatinen, wer aber genialerweise eine ECHTE PI Relaisplatine findet (keine so genannte, oft gelogen!)
    Der kann natürlich eine echte PI Relaisplatine nehmen ohne den PI zu grillen!
    Automatisch zusammengefügt:[hr]


    Nunja...


    Kurz zur Klarstellung der vielleicht etwas unvollständigen Formulierung. Den LDO meinte ich als Alternative zum 78xx. Das Stichwort, nach dem er suchen sollte, lautet "Stepdown". Wenn er auf die Idee kommt, das selber zu bauen, ist es für einen Einstieg einfacher, einen 78xx zu beschalten als einen DC/DC Wandler mit Spulen zu bauen. So war zumindest mein Gedanke dahinter.


    mein Gedanke ist aber wer stepdown selber baut hat Langeweile, echten Stepdownersatz a la 7805 sind die kleinen switcher Recom R785


    https://www.google.de/search?q…ei=0uFIWbnSMq6P8QfYwbeoBQ


    von 0,5A bis 1,5A (o.ä. Traco) auch pinkompatibel zum 7805.


    oder fertige DC/DC stepdown aller Preise und Größen bei ihbäh

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    Edited once, last by jar ().

  • Du kannst 12V Verbraucher aus 12V versorgen sowie die Relais mit 12V Spule.


    Aber der Steuerstrom, sowie die 12V Steuerspannung müssen doch von meinem Raspberry kommen wenn ich das Relais auch mit dem Raspberry schalten will oder nicht? Und das kann ja keine 12V aufwenden?
    Also dann am besten einfach die 3,3V vom Pi + Treiber um ein 5V Relais schalten zu können?
    Also nochmal: Wenn ich ein 12V Relais habe, dann beziehen sich die 12V doch auf die benötigte Spannung im Steuerkreis oder?


    Du könntest auch 12V Verbraucher schalten mit einem Relais welches 230V Schaltspannung braucht, wäre zwar Blödsinn ist aber machbar.
    Du könntest auch 12V Verbraucher schalten mit einem Relais welches 5V Schaltspannung braucht, wird üblicherweise bei Arduino gemacht weil die mit 5V arbeiten.


    Das verwirrt mich jetzt. Warum "braucht" ein Relais eine bestimmte Schaltspannung? Die Schaltspannung ist doch die Spannung, die geschalten wird (also quasi die am Verbraucher) und nicht die, die zum Schalten aufgewendet werden muss. Ich dachte relevant für das Schalten ist der Steuerstrom und damit auch die Steuerspannung, da diese durch die Spule fließen?


    Ich hab mir mir den Wikipediaartikel vom Relais jetzt 2 mal durch gelesen und auch andere Quellen zu den Kennwerten angeguckt, aber die Begrifflichkeiten sind immernoch nicht wirklich klar. An manchen Stellen im Forum kommt es mir vor, dass Leute hier auch gerne mal den Steuereingang als Schalteingang bezeichnen. Oder hab ich es einfach noch nicht kapiert?


  • Das verwirrt mich jetzt. Warum "braucht" ein Relais eine bestimmte Schaltspannung? Die Schaltspannung ist doch die Spannung, die geschalten wird (also quasi die am Verbraucher) und nicht die, die zum Schalten aufgewendet werden muss. Ich dachte relevant für das Schalten ist der Steuerstrom und damit auch die Steuerspannung, da diese durch die Spule fließen?


    Jeder scheint Schaltspannung anders zu verstehen, also nennen wir das Spulenspannung, ich bleibe bei Schaltspannung, die Spannung die die Relaisspule zum Schalten anregt.


    Mal ehrlich, Schaltspannung an den Relaiskontakten ergibt wenig Sinn, wenn dann nennen wir das mal Schaltleistung, die Leistung die geschaltet werden kann in Spannung und Strom maximal! -> DC und AC getrennt.

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Okay ich habe nun alle Teile bestellt und sitze gerade am Schaltplan. Die Unklarheiten sind erstmal beseitigt (Vielen Dank auch an Gnom an der Stelle!).


    Bis der Schaltplan fertig ist noch eine allgemeine Frage:
    Warum genau sagt man denn, dass es "gesünder" fürs Raspi ist, wenn man Versorgungsspannungen von 5V für Relais oder anderen Platinen lieber extern und nicht vom Pi aus bereitstellt? Ist es einfach die höhere Leistung, die dann ständig durch die Bauteile vom Pi fließt und somit höheren Verschleiß mit sich bringt? Oder geht es darum, dass dann einfach weniger "Saft" für die eigenen Bauteile übrig bleibt und es evtl. zu Instabilität kommt?

  • So, habe den Schaltplan nun "fertig". Das ist wirklich kein Schmuckstück geworden. Komme mit Fritzing noch nicht so gut klar, vor allem mit dem Bauteileditor nicht. Habe daher das Relais einfach mal als Bild eingefügt und noch mit gimp ein paar Drähte rein gezeichnet.
    Das Raspi wird fürs erste ganz normal mit dem beiligenden 2,5A Netzteil betrieben. Ich würde mir überlegen die 5V Stromversorgung für Platine und Relais auch vielleicht schon vom Netzteil des Raspberrys abzugreifen bevor es ins Raspi geht. Macht das überhaupt einen Unterschied im Sinne der Verträglichkeit für das Pi? Fürs erste müsste das so ja aber auch klappen.
    Der Jumper ist gezogen. VCC wird mit 3.3V aus dem GPIO 17 versorgt und JD-VCC aus den 5V vom Raspberry Pi.
    Die IC Platine soll Neueinsteiger's selbstgemachte Platine für eine genau solche Ansteuerung darstellen.


    Habe ich was falsch gemacht oder gibt es sonstige Anregungen?


    Hier nun noch die Teile, die ich verwende:


    - Raspi 3 V1.2
    - 4 Kanal 5V Relaiskarte - http://www.ebay.de/itm/4-Kanal…12731?hash=item51e567719b
    - Neueinsteigers Relaisplatine zur Ansteuerung mit den GPIOs: http://www.forum-raspberrypi.d…euerung-einer-relaiskarte
    - MeanWell Schaltnetzteil 12V, 2.1A: http://www.ebay.de/itm/MeanWel…ksid=p2060353.m2748.l2649
    - 12V Magnetventile (ähnlich dem hier: https://de.aliexpress.com/item…id-Valve/32408834555.html?)


    Viele Grüße
    narki


    /edit: Das Netzteil kam heute an und leider musste ich feststellen, dass man das ja selber anschließen muss. Ist es wirklich eine so gut Idee als Anfänger 240V zu verkabeln, wenn das ganze dann in Kopfhöhe rechts unter meinem Bett sein wird? (wo man auch mal gerne drunter fasst etc?) Also ich werde das mal zusammengoogeln wie man das am besten anschließt. Und klar, ich brauche sowieso eine Art Box, in die dann am Ende alles kommt, aber irgendwie ist mir das doch nicht so recht wenn die 240V Anschlüsse offen liegen.
    Nimmt man bei so etwas eigentlich ein Metallgehäuse und legt dieses auf den Schutzkontakt des Schukosteckers oder lieber was aus Holz bauen?


    /edit 2: Okay das mit dem Netzteil sollte schon machbar sein. Habe mir einen Schukostecker und Ringkabelschuhe zugelegt.


    /edit3: Habe zwar schon beide Varianten gesehen aber ich nehme mal an ich muss die 5v und 3,3V tauschen. Macht ja auch viel mehr Sinn mit Neueinsteigers Platine. Die muss man ja nur aufstecken.