Zweifach Schnittstellentreiber, Bistabil Relais zwei Spulen?

Hab folgendes Problem. Für meine Schaltung benötige ich ein bistabiles Relais, welches über einen Zweifach Schnittstellentreiber MC34151 die 5V Logikspannung des µC auf 12V Relaisspannung umwandelt. Hab mir bei RS zwar ein bistabiles Relais bestellt, aber dies hatte nicht wie erwartet 1 Spule sondern zwei mit gemeinsamen + Anschluss. Wie kann ich das realisieren das ich trotzdem das Relais über den µC setzen und reseten kann? Einen weiteren Schnittstelletreiber hab ich leider nicht zur Verfügung,d afür aber jede Menge Transitoren. Hier das Datenblatt. Die Abschnitte welche sich auf 2 Coil beziehen sind wichtig.

Danke schon im vorraus

laut datenblatt gibts das ja auch mit einer spule - aber da du nun mal zwei spulen hast:

nehmen wir mal an, die zwei spulen sind in wirklichkeit ne einzige die noch nen anschluss in der mitte hat (eine plausible annahme).
wenn du also diesen mittleren anschluss (+) einfach ignorierst, dann hast du wieder ein relais mit einer spule, wie gewünscht.
allerdings sind die parameter spannung und strom natürlich anzupassen.

wenn du die spannung an die gesamte spule legst, anstatt wie vorgesehen nur an eine spulenhälfte, dann fliesst der halbe strom (doppelter widerstand). andererseits werden doppelt so viele windungen durchflossen. deshalb würde ich mal vermuten, dass da überhaupt nichts anzupassen ist. da der strom geringer ist, sollte es auch kein thermisches problem geben.

es könnte allerdings auch sein, dass die zwei spulen doch nicht eine einzige mit mittelkontakt sind, sondern wirklich zwei getrennte spulen auf getrennten kernen (eher unwahrscheinlich, aber nichtdestotrotz möglich)
dann ists schwieriger die funktionsweise zu erraten. und womöglich ist dann nichts zu machen. aber ich glaube es würde auch dann gehen, den mittelkontakt einfach zu ignorieren.

also einfach mal auf nem steckbrett ausprobieren. relais sind ja recht robust, die bekommt man so schnell nicht kaputt.

Wie ist das eigentlich bei einem normalen Relais (also eins was angezogen bleibt solange Spannung anliegt), welches für DC ist und ich es umpole? Ist es bei normalen DC Relais egal wie herum man sie polt?

Ja die Lösung werd ich morgen mal probieren. Muss morgen eh auch mit dem Oszi schaun ob der Strommesser (oberer Teil mit dem TL062) im Bereich von 0 bis 5V arbeitet, damit ich mir meinen AVR nicht zerschieß.

Was müsst ich machen wenn deine Lösung nicht funktioniert? wie könnte man das Relais sonst noch ansteuern? Also mit dem Treiber und Transitoren?

Die meisten Bistabilen Relais mit 2 Spulen, die eine vorgegeben polarität haben, kann man auch wie eines mit nur einer Spule ansprechen. Entweder man ignoriert eine Spule oder schaltet die Spulen in Reihe oder Parallel. Bei der Reihen/Parallelschaltung muß man aber auf die Polung achten. Bei Serien Schaltung braucht man fast die doppelte Spannung, bei Parallelschaltung fast die selbe, wie mit einer Spule. Das klingt komischm kommt aber daher, das es auf einen schnellen Anstieg des Stromes ankommt, und die Spulen magnetisch gekoppelt sind.

Die 2 Spulen Version ist hauptsächlich dazu da, um 2 open Collektor Ausgänge zur Steuerung zu benutzen, das ist eher einfacher als die Brückenschaltung. Vom Controller also 2 NPN Transitoren mit Emiter an Masse ansteuern, die Collektoren jeweils an eine Spule und das andere Ende der Spule jeweils an +12 V. Durch die Kopplung der Spulen kann man keine normalen Freilaufdioden nehmen. Stattdessen könnte man parallel zu den Transitoren jeweils eine Zenerdiode mit etwas mehr als doppelter Versorgungsspannung (z.B. 27 V) nehmen.

@Besserwessi
Wie könnte ich die von dir beschriebene Schaltung mit den Schnittstellentreiber umsetzen? Dieser schaltet ja entweder auf Masse oder auf 12V, je nach dem. Das heißt es würde entweder an allen drei Anschlüssen 12V anliegen, oder an A1/A2 Masse resp. 12V und an A3 12V. Darf das sein? Oder sollte ich besser die Lösung mit den NPN Transistoren bevorzugen und den Schnittstellentreiber komplett weglassen? Werden die Zenerdioden benötgt oder sind die Optional? Müssen die Z-Dioden genau 27V haben oder einfach nur das doppelte der Versorgungsspannung?

ja, ich glaube bei nem normalen relais ists egal. ansonsten ist ne polung angegeben.

bei nem normalen relais wird einfach ein magnetfeld erzeugt, welches ein eisenteil anzieht.
da sollte die polung egal sein.

bei nem bistabilen relais gibts vermutlich (mindestens) zwei möglichkeiten:
A) ich erzeuge ein magnetfeld, um den anker in eine richtung zu ziehen, und ein anders magnetfeld (zweite spule auf anderer seite des ankers), um den anker in die andere richtung zu ziehen. (dann ist die polung bei beiden spulen egal)
B) man erzeugt ein permanentes hilfsfeld (magnetisierung von hartmagnetischen teilen des relais). das spulenfeld kann dann anziehend oder abstosend auf dieses permanent feld wirken - die polung ist relevant.

in der praxis dürfte wohl zu 99% in irgend einer form B) anzutreffen sein.

Also ist die Polung mit den Tranistoren vorzuziehen, da diese ja auf Masse ziehen oder eben den Anschluss auf garnichts ist? Beim Schnittstellentreiber hab ich ja entweder 12V oder Masse.

lass den schnittstellentreiber einfach weg und ersetze ihn durch zwei NPN die du über nen widerstand direkt mit dem digitalen ausgang des µC ansteuerst (wie von besserwessi bereits erklärt)

warum willst du denn unbedingt diesen schnittstellentreiber verwenden, wenns doch ohne viel einfacher und billiger ist ?

Nicht unbedingt, wollte nur meine Möglichkeiten wissen. Wie groß sollte der Widerstand bemessen sein?

EDIT: Brauch ich Zenerdioden?

Hab jetzt mal den Schaltplan bearbeitet. Müsste nur mehr noch die Widerstandswerte für die R's vor den Transen wissen und ob ich die Z-Dioden brauche

Die Zenerdioden sollten besser schon sein, denn die Kopplung der Spulen ist nicht unbedingt perfekt, sodass beim Ausschalten noch Inductionsspannung entsteht. Die Zehnerdioden müssen nicht unbedingt 27 V sein. Weniger als 2 mal die Versorgungsspannung ist nicht gut, denn wenn man die eine Splue einschaltet kriegt die andere gerade einen Puls bis zur doppleten Spannung. Deswegen gehen auch die normalen Freilaufdioden nicht.
Die Zenenspannung sollte aber kleiner als die Maximalspannung der Transistoren sein, denn die sollen ja geschützt werden. Bei den 33 V Zenerdioden muß man aufpassen, da gibt es extra Temperaturstabile Typen, die sich in der anderen Richtung nicht wie eine einfache Diode verhalten. Die normale Diodenfunktion wird auch gebraucht um die Transitoren vor Spannung in Rückwertsrichtung zu schützen.

Als Tansistoren sollten normale 100mA-300mA NPN Typen mit mindestens 30V , eventuell besser 40 V Spannungsfestigkeit gehen. z.B. BC547, BC107, BC237,2N2222,...
Als Basiswiderstand ca. 2,2 K bis 10 K.


Die Schaltung mit den OPs sieht verdächtig aus. Der TL062 arbeitet nicht gut an der negativen Versorgung. Wenn schon sollte da ein TS272 oder LM358 rein. Sieht mir nach einer eher umständlichen Nulldurchgangserkennung aus. Was soll die Schaltung denn machen ?

entschuldige falls ich hier was falsch verstanden habe .... aber du hast da ein BIstabiles relais verlinkt .... wenn deins das dort beschriebene ist, wird vermutlich eine spule für den eienn schaltzustand sein und die andere für den anderen halt ... quasi set spule und reset spule

@besserwessi
Die Schaltung mit dem TL062 sollte funktionieren, ist modifiziert aus der Elektor 01/08, siehe hier.

@Ceos
Ja das Relais, welches dort im Schaltplan zu sehen ist, ist genau der Typ den ich habe. RT314F12 von Schrack. Eagle hat dazu genau den Typ in der Bibliothek drinnen. Kannst sogar direkt nach der kompletten Bezeichnung suchen unter ADD in einem Sschalplan

Schaltplan wurde geupdated

Also mein Ausbilder hat mir statt den Transistoren zu Optokopplern geraten. Hab ich dann auch Prompt auf eine Experimentierboard umgesetzt und hat funktionert.

Hier der neue Schaltplan

Und hier die Bilder vom Ergebnis des ersten Arbeitstages

was soll in dieser situation den der vorteil von optokoplern sein?

Zusätzlicher Schutz gegen Induktinsspannungen.

hallo..
was mir gerade so zu bistabilen oder stabilen relais als solches einfällt ist ja,
das die den vorteil haben, keinen strom zu benötigen, wenn sie mal in einer stellung sind. durch den strom wird ein eisen magnetisiert, so dass es danach aufgrund von restmagnetismus hält. durch einen strom in umgekehrter richtung wird dieser restmagnetismus wieder neutralisiert oder umgekehrt.

bei einem bausatz vom grossen C (197300) wird so ein relais eingesetzt.
vielleicht hilft ja ein blick in die schaltung.

gruss klaus

Hab den prototypen schon aufgebaut und getestet. Irgendwie funzt der strommesser mit den tl072 nicht.

Das das mit nem TL062 oder TL072 nicht geht hatte ich mir ja schon gedacht, dem Fehlt die negative Versorgungsspannung. Selbst eine Rail-Rail OP wird da noch nicht funktionieren. Das müßte gehen, wenn man den Teil der Verstärkerschaltung (außer der Versorgung des OPs) wo GND benutzt ist stattdessen 5 V benutzt. Das Ausgangssignal wird etwas anders, sollte aber gehen. Für den Verstärker sind dann die 5 V die Referenz und GND wirkt als negative Versorgung.

Verstehe nicht ganz wie du das meinst. Kannst mir vielleicht das auf einem Plan zeigen? Ich hab mal meine eagle-Datei als Anhang hinzugefügt

Ich habe den plan geändert.



Da die Änderungen nicht sofort auffallen, hier noch mal als text:
C1 als Enkopplekondensator für den OP dazu (war schon mal da)
Der OP kriegt 12 V als Versorgung
R7,R8,R10,... gehen zusammen an +5V statt GND.





Eventuell könnte R6 etwas größer (z.B. 22 kOhms) und C8 entsprechend kleiner. Wenn es schon fertig ist, würde ich da aber nichts mehr ändern.

Und an JP2/Pin1 liegt dann sicher nie mehr als 5 Volt an?

Der Ausgang ist tatsächlic ein Problem: Es können mehr als 5 V anliegen, und wenn der Stecker nicht verbunden war kann kurzzeitig auch etwas mehr Strom aus dem Kondensator geliefert werden. Das selbe galt aber auch schon für die alte Schaltung. Das Problem ist der Kondensator, nicht die Spannung, denn durch den Widerstand kann nur ein kleiner Strom von maximal 1,2 mA fließen und der kann über die Schutzdioden in AVR Controller abgeführt werden (außer beim Resetpin, aber den wird man ja nicht gerade nehmen).

Wenn der Pin1 an einen AD eingang oder anderen uC eingang geht, sollte man entweder einen Widerstand ein Reihe (10 K) vorsehen, einen 10 K Widerstand nach GND oder den Kondensator (220nF im Plan) direkt (ohne Steckverbinder) zum Controller. Am besten wäre wohl der Wiederstand nach Masse. Wobei man dann für R6 und gegen GND 20 KOhm nehmen müßte um die gleiche Zeitkonstante zu behalten. Das ganze kann sogar noch deutlich hochohmiger werden, denn durch den Kondensator werden die kurzen belastungen durch den AD aufgefangen. Ich würde z.B. 2 x 100 KOhm und C8 = 47 n nehmen.

Als weiterer Schutz sollten eventuell noch 2 antiparallele Dioden prallel zu C6.

Oh man, das wird ja immer komplizierter. Dabei habe ich die Strommessung mit den OPAMP doch eins zu eins aus der Elektor übernommen.