Elektronik: Solid State Relais & Dimensionierung

--SIMM0N-- · Post by **--SIMM0N--** » Mon Jun 23, 2008 6:08 pm

Hallo, habe mir aus dem I/O-Warrior 40 eine Lichtsteuerung für Lichteffekte bei Partys etc gebastelt. Bin nun mit der Programmierung soweit fortgeschritten das es langsam aber sicher an die technische Umsetzung geht.

Folgendes:
Habe alle Ports als Ausgänge. Diese müssen jetzt Lampen oder Geräte schalten:

Port 0: Geräte max. 200 Watt/Pin
Port 1+2+3: Leuchten Max. 100Watt/Pin
Das ganze bei 230Volt Wechselstrom Netzspannung.

An jeden pin muss ein Relais das dann wiederum die Lampen ansteuert. Da ich an einem Abend denke ich Locker einmal 10.000 Schaltvorgänge auf einem Relais habe müssen diese rel. haltbar sein.

Würden diese SSR's es tun?
Reichelt: S202 S01 :: Solid-State-Relais, U: 600V, Ir: 8,0A, Ift: 8mA
Produktbeschreibung:
Solid-State-Relais
von Sharp im SIP-
Gehäuse, 600V.
U: 4000V
Ir: 8,0 Arms
IFT: 8mA
Hersteller: SHARP

Oder gibt es eventuell bessere Lösungen?

Dann steht in der Doku zum Warrior das man keine Relais an port 0+1+2 anschließen kann weil diese zu schwach sind, also mussn Transistor dran, wie muss der Dimensioniert sein? Könntet ihr mir da vll bei Reichelt was passendes raussuchen? Weil mit der Dimensionierung hab ich immer so meine Probleme...

Vielen Dank im vorraus,
Simmon

McMike · Post by **McMike** » Mon Jun 23, 2008 7:57 pm

Da musst du noch ein wenig schaun und dich kundig machen. Das Relais hat einen Flussspannung von 1,2 V bei 20 mA. Das kann der Warrior nicht liefern. Eine Idee wäre natürlich das ganze über einen Transistor zu schalten. Ich nehm für sowas einen Feld-, Wald- und Wiesen- MOSFET, nämlich den Buz11. Schaltmäßig schaut das dann so aus:

Da wo VPulse1 ist, schließ ich den Warrior an. Vielleicht hilfts ein wenig.

Guido Körber · Post by **Guido Körber** » Mon Jun 23, 2008 10:10 pm

Das geht auch einfacher. Diese Dinger sind im Prinzip Optokoppler. Was man da als Steuereingang hat ist also eine LED.

Da gehen z.B. die ULN20xx Treiberchips, oder man nimmt ganz traditionell PNP Transistoren, z.B. BC307. Vor die Basis des Transistors einen 4k7 Widerstand, Collector an Masse und an den Emitter die Kathode der LED. vor (oder hinter) die LED kommt dann noch ein passender Widerstand um auf die 20mA zu kommen R = (V-Vf)/If, also 3,8/0,02

friend-of-rq · Post by **friend-of-rq** » Tue Jun 24, 2008 1:52 am

Hallo

S202 S02 :ZeroControl: Solid-State-Relais, U: 600V, Ir: 8,0A, Ift: 8mA

der benötigen auch nur nur 8mA IF hat aber ZeroControl

die ULN20xx habe nur einen Nachteil ... sie sind high-aktiv, da bei den IOWs nach dem einschalten alle Ports auf high sind, würden alle Verbraucher bis
zum Start der Software eingeschaltet bleiben.

Es müssten Darlington-Arrays sein die Low-aktiv sind, mir fallen nur zur Zeit keine ein.

McMike · Post by **McMike** » Tue Jun 24, 2008 7:44 am

Guido Körber wrote:Das geht auch einfacher. Diese Dinger sind im Prinzip Optokoppler. Was man da als Steuereingang hat ist also eine LED.

Da gehen z.B. die ULN20xx Treiberchips, oder man nimmt ganz traditionell PNP Transistoren, z.B. BC307. Vor die Basis des Transistors einen 4k7 Widerstand, Collector an Masse und an den Emitter die Kathode der LED. vor (oder hinter) die LED kommt dann noch ein passender Widerstand um auf die 20mA zu kommen R = (V-Vf)/If, also 3,8/0,02

Was ist denn daran "einfacher"? Ein Treiberchip ist kompakter, einfacher würde ich da nicht unbedingt zu sagen, und das Ganze mit Bipolartransistoren zu lösen ist das Gleiche in grün was ich schrieb nur, dass man nun keine leistungsfreie Ansteuerung hat.

--SIMM0N-- · Post by **--SIMM0N--** » Tue Jun 24, 2008 1:35 pm

Erstmal Danke für die bisher ganz brauchbaren Antworten.

ich brauch was einfaches und billiges, also max. 3,50€ weil ich des ja in 32 facher Ausführung brauch. Und SSR schien mir da am einfachsten, muss man die dinger eigentlich kühlen?

Und ob die Lichter an sind bis des Programm gestartet ist iss mir eigentlich ziemlich egal.

Und wäre vielleicht einer so freundlich und nen Schaltplan mit dem SSR, und den benötigtren transistoren und wiederständen mir mal zu malen und dranzuschreiben was was ist? Wäre wirklich sehr freundlich.... :) :D

VIelen Dank im vorraus, Simmon

Guido Körber · Post by **Guido Körber** » Tue Jun 24, 2008 3:06 pm

Kleine Warnung dazu: Netzspannung kann tödlich sein und Fehler können durchaus einen Brand auslösen. Ohne ausreichende Kenntnisse sollte man davon die Finger lassen.

McMike · Post by **McMike** » Tue Jun 24, 2008 10:25 pm

Also ein Buz11 inklusive eines 1k Kohleschichtwiderstandes sollte net mehr als ein Euro kosten. Für die Bipolarvariante gilt das Gleiche. Was so ein ULN20XX kostet weiß ich nicht, hab damit bisher noch nicht gearbeitet, nur das Datenblatt angeschaut. Guido kann ich nur zustimmen: Arbeiten an Netzspannung ist LEBENSGEFÄHRLICH, da ist also größte Vorsicht geboten. Nicht dass man noch ein Licht ausknippst, dass man nicht so leicht wieder an machen kann.

friend-of-rq · Post by **friend-of-rq** » Wed Jun 25, 2008 1:49 am

Hallo --SIMM0N--,

eigentlich ganz einfach ...

!! zwischen der Steuerseite und der 240V-Seite solltest Du eine Leiterbahn
vorsehen, die an (PE) angeschlossen wird um Kriechströme abzuleiten !!

Die zusätzliche LED ist zur Kontrolle da, so kannst Du die Schaltung auch
ohne 240V erstmal testen ...

Zur Berechnung:
Transistor 0,6 V , LED 1,2 V , S202S02 1,2 V = 3V

5V - 3V = 2,0V

Der S202S02 benötigt min=8mA ,Typ=20mA, max=50mA

2V/0,05A = 40 Ohm
2V/0,02A = 100 Ohm
2V/0,008A = 250 Ohm

Ich habe in der Schaltung 150 Ohm genommen,
2V/ 150 Ohm = 0,013 mA
den für 13mA ist eine entsprechende LED (Kontrolle) leichter zu bekommen.

Auch ich kann nur Warnen !!
An 240 V haben Leihen nichts zu suchen !!
z.B. im Falle eines Kurzschlusses könne mehrere hundert Ampere durch Deine Schaltung fegen und
da ist jede Schwachstelle ein Risiko !!

--SIMM0N-- · Post by **--SIMM0N--** » Wed Jun 25, 2008 3:37 pm

friend-of-rq Du bist ab sofort mein Held.

Wollte die SSR's soweiso erstmal mit 9 volt testen ob auch keine kriechströme oder so da sind, und des mit der LED Kontrolle find ich auch Super Danke.

Gibts vll noch ne möglichkeit ne Sicherung zwischen IOW und Pc einzubauen? Auch wenn der PC ne alte schrottkiste ist wollt ich den ned unbedingt zerstören.

Ich meld mich nommal wenn alles Funktioniert hat.

Mike D · Post by **Mike D** » Wed Jun 25, 2008 3:51 pm

die SSRs werden mit 9V nicht richtig funktionieren, außerdem gehen sie nur mit Wechselspannung auf der Lastseite.
Als Schutz für den PC könnte man höchstens einen USB-Hub zwischenschalten. Die gibt es auch galvanisch getrennt, sind dann aber sehr teuer.

friend-of-rq · Post by **friend-of-rq** » Thu Jun 26, 2008 12:12 am

Besten Dank ...

mit 9V= geht es wohl nicht aber mit 12V~ Halogen Lampen und
einen richtigen gewickelten 12 V~ Trafo .
Mit den elektronischen Trafos wird es wohl nicht gehen,
da dort die sek. Seite über PWM geregelt wird.

Gibts vll noch ne möglichkeit ne Sicherung zwischen IOW und Pc einzubauen?

Du solltest deine Schaltung so aufbauen das es eine klare Trennung
zwischen der Steuer-Seite und der Last-Leite gibt (Leitungsführung) !!

das ganze in ein vernünftiges Gehäuse , das sollte reichen !!

Bei einem Metall-Gehäuse solltes Du darauf achten das der IOWarrior mit seiner (USB-Buchse/Stecker) und
die dazugehörende Steuerschaltung keine Leitende Verbindung mit dem Gehäuse hat.
Vermeidung von Ausgleichsströmen zwischen PC und deiner Schaltung (Gehäuse) über das USB-Kabel.
Denn trotz Erdung kann es z.B. in Altbauten Klassische Nullung ( N und PE sind eine Leitung ) und
hohen Last strömen zu Spannungsabfall auf dem N-Leiter kommen und somit zu Spannungsunterschieden zwischen den Gehäusen !
Ist nicht viel kann aber erheblich zu Störungen führen !!

In der Audio-Welt kennt man das unter Brumschleifen :-)

--SIMM0N-- · Post by **--SIMM0N--** » Thu Jun 26, 2008 10:01 am

Hallo nochmal,

Hab mich heute Morgen mit dem ganzen mal längere Zeit beschäftigt, mir ist soweit alles klar und hab jetzt auch schon alles bis auf den Transistor. Bin bei der Schaltung von friend-of-rq gelandet.

Als Schaltzeichen ist da ein NPN-Transistor, müsste da nicht ein PNP-Transistor rein? Oder die LED andersrum? Irgendwas passt bei mir da logisch nicht.

Und könnte mir einer evtl. einen Transistor bei reichelt oder conrad nennen der diese Aufgabe erfüllt, da gibts tausende und ich hab ned so den plan wie ich den passenden finde.

Guido Körber · Post by **Guido Körber** » Thu Jun 26, 2008 10:08 am

Das sollte ein PNP sein und ich würde ihn hinter die LED/Optokoppler packen, also so, dass der Collector direkt an Masse liegt. BC307 wäre ein üblicher Typ.

--SIMM0N-- · Post by **--SIMM0N--** » Thu Jun 26, 2008 10:32 am

Mh, oke also des mit dem Transistor-unverständnis wäre also geklärt, den richtigen Transistor hab ich noch nicht gefunden. Der BC307 ist in Reichelt leider nicht auffindbar.

Hab den Schaltplan mal umgebaut, war das so gemeint?

Schaltplan

Vielen Dank für die Hilfe