Transistoren statt Wechsler-Relais

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Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon Michael1502 am Samstag 1. September 2012, 10:06

Hallo Elektronik-Spezialisten,

vielleicht könnt Ihr mir weiterhelfen.

Ich habe folgende Relais-Schaltung und möchte das Relais durch Transistoren ersetzen, ich weiß aber nicht wie.

Ich weiß auch nicht welche Bauteile ich zusätzlich benötige.

Vielen Dank schon mal

Gruß Micha
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon anders am Samstag 1. September 2012, 10:24

Die Schaltung ist in mancher Hinsicht recht ungeschickt.
Wie hoch ist denn der Stromverbrauch des "Empfänger", und warum werden unterschiedliche Akkus benutzt?
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon Michael1502 am Samstag 1. September 2012, 10:39

Hallo anders,

die genaue Stromaufnahme kann ich dir leider nicht nennen, sie ist vermutlich so um die 5A.
Die Schaltung soll eine Sicherheitsschaltung für ein RC-Modell sein.
Der 6V Akku ist der Hauptakku, mit dem der Empfänger und die Servos versorgt werden, fällt die Spannung aber auf unter 4,7V ab, soll der 4,8V Akku eine Reserve darstellen, damit ich das Modell noch abschalten kann.
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon anders am Samstag 1. September 2012, 11:48

fällt die Spannung aber auf unter 4,7V ab, soll der 4,8V Akku eine Reserve darstellen, damit ich das Modell noch abschalten kann.
Und du hoffst, dass einerseits die 4,8V (die ja unter Last auch noch absinken) ausreichen um das Modell nach Hause zu bringen, und du meinst, dass du die Anzeige durch die LED rechtzeitig siehst?
Was sind das denn für Akkus, Pb, NiMH, Li-Ion?
Ich schätze, dass es günstiger wäre als Reserveakku auch einen 6V-Typ zu verwenden, und den Hauptakku nicht abzuschalten, sondern ihn weiterhin an der Stromlieferung zu beteiligen.

Möglicherweise läuft das dann überhaupt darauf hinaus keinen Reserveakku zu verwenden, sondern einen größeren, und nur ab einer bestimmten Spannung die LED anzuzünden. Unter energetischen Gesichtspunkten wäre das wahrscheinlich günstiger.
Evtl. kann man auch über verschiedenfarbige LED eine Art Spannungsmessung machen.
Zuletzt geändert von anders am Samstag 1. September 2012, 11:52, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon Michael1502 am Sonntag 2. September 2012, 18:30

Hallo anders,

also die 5A sind kein "Dauerstromverbrauch", sondern nur Spitzen.
Mein altes Modell habe ich mit 4,8 V NiMh-Akku betrieben, aber auf Grund der geringen Fahrzeit von ca. 20min habe ich jetzt auf 6V NiMh-Akku umgestellt. Ich fahre seit meinem ersten Crash wegen eines fehlendem Sendersignals mit einem Failsafe, der das Modell in eine Notstellung bringt. Da der Failsafe zwar auch eine zu geringe Akku-Spannung des Empfängers erkennt, aber zum Teil zu spät (nicht mehr genügend Kapazität), um die Servos in Notstellung zu bringen, habe ich mir die Sicherheitsschaltung überlegt. Die 4,8V reichen dann eigentlich aus um das Modell ab zu stellen. Die Led kann ich eigentlich während des Betriebs sehen, da ich auf einer Rennstrecke unterwegs bin und diese sehr übersichtlich ist. Die Schaltung mit dem Relais habe ich mal provisorisch aufgebaut, sie funktioniert soweit auch, nur ist sie etwas zu groß und ich habe die Befürchtung, daß das Relais zu viel Strom verbrennt. Deshalb wäre ich für eine Lösung mit Transistoren sehr dankbar.

Mfg Micha
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 2. September 2012, 21:55

Die Schaltung mit dem Relais habe ich mal provisorisch aufgebaut, sie funktioniert soweit auch, nur ist sie etwas zu groß und ich habe die Befürchtung, daß das Relais zu viel Strom verbrennt.
Das Schlimmste daran sind die Dioden!
Sie verursachen einem unnütz hohen Spannungsabfall, je nach Typ etwa 0,5..0,9V, wodurch immerhin 10% der Akkuenergie nutzlos verbraten werden.
Deshalb nimmt man dafür besser ein Relais mit entsprechend starken Kontakten oder MOSFETs und investiert lieber ein bischen mehr in deren korrekte Ansteuerung.
Welche Lösung man vorzieht hängt von u.a. von Faktoren wie Gewicht und Platz ab.

Die Alternative auf Relais o.ä und das Gewicht des Hilfsakkus zu verzichten und statt dessen die Spannung, ab der die LED auflechtet, präzise zu bestimmen, sollte man nicht aus den Augen verlieren.
Wenn man dafür einen Microcontroller verwendet, könnte man auch die Spannungsänderungen bei Lastschwankungen oder die Temperaturerhöhung der Zellen dafür auswerten.
Bei NiMH-Akkus kündigt sich ja das Ende der Fahnenstange durch einen erhöhten Innenwiderstand und durch eine Erwärmung der Zellen an.
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon BernhardS am Montag 3. September 2012, 07:48

Hallo,

der Fehler ist die gemeinsame Verwendung des Akkus für die Fahrmotoren und die Steuerung. Wenn die Ladung nachlässt, dann bricht die Spannung beim Gasgeben stärker ein und es reicht momentan nicht mehr für die Servos.

Grundsätzlich würde ich die Ansteuerung immer mit MOS-FET Transistoren machen. Die haben einen unglaublich niedrigen Spannungsabfall im geschalteten Zustand, wiegen und kosten weniger als ein Relais.
Dumm ist nur, daß die Ansteuerung etwas höhere Spannung braucht. In dem Fall würde ich einen kleinen Spannungswandler einsetzen, der aus der Akkuspannung 12V für die Ansteuerung erzeugt. Wir reden dabei auch nur über 15-20€.
Leider habe ich aber auch keinen fertigen Plan herumliegen.

Bernhard
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon anders am Montag 3. September 2012, 14:52

Wenn die Ladung nachlässt, dann bricht die Spannung beim Gasgeben stärker ein und es reicht momentan nicht mehr für die Servos.
Ich habe den Eindruck, dass es sich um einen Antrieb mit Verbrennungsmotor handelt, und die Servos zum Lenken und Gasgeben gebraucht werden.
20..30W Antriebsleistung wären für einen Renner doch arg wenig.
. In dem Fall würde ich einen kleinen Spannungswandler einsetzen, der aus der Akkuspannung 12V für die Ansteuerung erzeugt.
Das lohnt bei so kleinen Leistungen nicht.
Da nimmt man leiber einen etwas teureren Transistor z.B. diesen: http://www.conrad.de/ce/de/product/164361/ , und dann bleibt der Spannungsverlust bei 5A weit unter 100mV, auch wenn man ihn nur mit 4V ansteuert.
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon Michael1502 am Montag 3. September 2012, 18:45

Hallo anders und Bernhard,

erstmal vielen Dank für eure Antworten!
Ja es handelt sich um einen Verbrenner und es geht nur um die Ansteuerung der Servos für Lenkung und Gas/Bremse.
Leider bin ich in Sachen elektronik nicht ganz so fit und kann mir leider nur über ein kleines Grundwissen aus der Kfz-Technik älterer Tage helfen, daher das mit dem Relais. Über eure oben genannten Faktoren habe ich mir auch schon gedanken gemacht gerade der Spannungsabfall an den Dioden und der Relais-Spule.
Wenn es eine Möklichkeit gibt das ganze ohne Relais oder ohne Dioden zu machen und Ihr mirda helfen könntet währe ich euch zu großem Dank verpflichtet!!!

Gruß Micha
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon anders am Montag 3. September 2012, 23:04

und Ihr mirda helfen könntet
Dann solltest du zur Kenntnis nehmen, daß auch ich denke, daß der Ansatz mit der Akkumschaltung suboptimal ist.
Lieber einen wirklich separaten Akku für den Empfänger nehmen, der nicht viel Kapazität zu haben braucht und ohne Umschalterei eine vernünftige Spannungsüberwachung des Hauptakkus machen.
Ich vermute nämlich, dass der Kontrollverlust bei schwachem Akku dadurch zustande kommt, dass der Empfänger nicht mehr ordentlich funktioniert, während der Servo lediglich lahmer wird.
Der Empfänger selbst braucht nur sehr wenig Strom; vielleicht, 20mA aber sicher nicht mehr als 50mA.
Deshalb genügt dort ein sehr kleiner Akku.

Aber eine gescheite Spannungsüberwachung für den Hauptakku sollte man machen. Die braucht dann nur die LED anzusteuern, wobei es sich anbietet eine Art Thermometeranzeige zu machen, damit man auch sehen kann, wie weit die Spannung einbricht. NiMH- und NiCd-Akkus haben ja die unangenehme Eigenschaft, daß ihre Leerlaufspannung weitgehend vom Ladezustand unabhängig ist, und man deshalb keine brauchbaren Kapazitätsanzeigen bauen kann, welche die Spannung bei geringer oder gar keiner Belastung messen.
In belastetetem zustand geht das weitaus besser.

Ich würde einen kleinen Microcontroller dafür einsetzten.
Dein ursprünglicher Ansatz, allein mit Zenerdiode und Relaisspule, ist jedenfalls um Größenordnungen zu ungenau.
Zum Glück kann man das heute aber mit wenig Aufwand viel genauer machen.

Für die weitere Diskusion wäre es wahrscheinlich hilfreich, wenn du ein paar Details, z.B. Kapazität der Akkus, Gewichts- und Platzbeschränkungen preisgeben wolltest.
Ich bin ab jetzt erstmal für ein paar Tage auf Tournee. Also wundere dich nicht, wenn ich einige Zeit nicht antworte.
anders
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Re: Transistoren statt Wechsler-Relais

Neuer Beitragvon Michael1502 am Dienstag 4. September 2012, 18:32

Hallo anders,

ich bin grundsätzlich für jede Idee offen! Also der Hauptakku besteht aus fünf zellen NiMh 1500mAh. Der Platzbedarf dürfte nicht größer sein wie 4 AAA Zellen nebeneinander.

Ich bedanke mich schon mal für deine Mühe und schicke dir Morgen noch die Daten bzw. den Typ des Empfängers.

Vielen, vielen Dank

Gruß Micha
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