Halbleiter-Relais

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hi!

Für eine Steuerung einer Schankanlage muss ich Magnetventile (SIRAI D144 mit Z530A Spulen, d.h. 24V AC, Inrush 23VA, Hold 14VA) ansteuern. Von einem Mikrocontroller aus möchte ich diese Wechselspannung mit Relais schalten.

Dazu bieten sich zwei Möglichkeiten an:
A) herkömmliche Relais
B) Halbleiter-Relais

Ich habe noch keine Erfahrung mit Halbleiter-Relais, drum bitte ich euch, mir Tips und Hinweise zu geben. Bei Farnell hab ich solche ab ca. € 8,-- gesehen (wobei herkömmliche Relais schon um unter 1,-- erhältlich sind). Laut Datenblatt kommen die Halbleiter-Relais auch mit viel geringeren Ansteuerströmen aus (wenige mA), die direkt vom IO-Pin des uC zu treiben sind.

Soll ich die Neuerung wagen?

Danke
Hansi

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Moin,
…

Ich habe noch keine Erfahrung mit Halbleiter-Relais, drum
bitte ich euch, mir Tips und Hinweise zu geben.

Vorteile von Halbleiterrelais (SSRs)
gegenüber elektromechanischen Relais (EMRs) (PDF-306kB)
http://www.clare.com/home/pdfs.nsf/www/Germanversion…
Halbleiterrelais-Anwendungsbereiche (PDF-1,07MB)
http://www.celduc-relais.com/all/pdfcelduc/SSRDE.pdf
…
Du solltest nur auf ausreichende „Sperrspannung“ am Ausgang achten.
Evtl. muß am Magnetventil,
ein „Überspannungschutz“ oder „Freilaufdiode“ nachgerüstet werden.

Danke
Hansi

mfg
W.

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Hallo,

Für eine Steuerung einer Schankanlage muss ich Magnetventile
(SIRAI D144 mit Z530A Spulen, d.h. 24V AC, Inrush 23VA, Hold
14VA) ansteuern.

Die Spulen gibt es in der Regel auch wahlweise für andere Spannungen.

Von einem Mikrocontroller aus möchte ich
diese Wechselspannung mit Relais schalten.

Wenn du eh mit 24V arbeitest, dann würde ich aber immer
zu DC hingehen. 24V-Schaltnetzteile in Industriequalität sind preiswert.
(z.B. 75W, ca. 30€).
Dann macht auch die Freilaufdiode an der Spule Sinn.
Für den Fall gehen dann auch einfach Transistoren (z.B. FET) als Ersatz
für die Relais. Da du einmal Kleinspannung hast, braucht es dann
wahrscheinlich auch keine galv. Trennung extra, oder?

Aus den 24V kannm man auch bequem alle anderen Spannungen für die
Elektronik ableiten.

Dazu bieten sich zwei Möglichkeiten an:
A) herkömmliche Relais
B) Halbleiter-Relais
Ich habe noch keine Erfahrung mit Halbleiter-Relais, drum
bitte ich euch, mir Tips und Hinweise zu geben.

Halbleiter bieten sich immer dann an, wenn die Anzahl Schaltvorgänge
in der vorbestimmten Lebenszeit der Anlage recht große Werte annimmt,
so das Relais unzuverlässig werden (z.B. PWM-Steuerungen).
Ich nutze so was z.B. um 800W-Heizungen (bei 230V) mit PWM zu regeln.

Bei Farnell hab ich solche ab ca. € 8,-- gesehen (wobei herkömmliche
Relais schon um unter 1,-- erhältlich sind). Laut Datenblatt
kommen die Halbleiter-Relais auch mit viel geringeren
Ansteuerströmen aus (wenige mA), die direkt vom IO-Pin des uC
zu treiben sind.

Dass solche Halbleiterrelais mit kleinen Steuerströmen (wenige mA)
auskommen, ist korrekt. Kontrollerausgänge sind aber auch meist
ziemlich sensibel (z.B. gegen Störspannungen).
Da würde ich immer eine Entkopplung zwischen setzen (also z.B.
einfachen Bipolartrans. als Open-Kollektor-Treiber oder gleich einen
Treiber-IC wir z.B. ULN2003.

Wie oben schon geschrieben, kann man 24V bei den recht kleinen
Leistungen aber auch locker mit einem Transistor direkt von der Platine
aus schalten. Wozu da also noch extra Halbleiterrelais?

Ich schlage vor, die überdenkst dein ganzes Konzept, oder gibt
es Randbedingungen, die es so zwingend machen?
Gruß Uwi

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Anmerkung o.T.
Hallo,

Ich nutze so was z.B. um 800W-Heizungen (bei 230V) mit PWM zu
regeln.

Vermutlich eher eine Puls-Paket-Steuerung? Also Ein- bzw. Ausschaltdauer über mehrere Netzperioden? Wegen EMV?
Gruß
loderunner

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Hallo,

Ich nutze so was z.B. um 800W-Heizungen (bei 230V) mit PWM zu
regeln.

Vermutlich eher eine Puls-Paket-Steuerung? Also Ein- bzw.
Ausschaltdauer über mehrere Netzperioden? Wegen EMV?

Nö, es ist nur eine einfache PMW.
Allerdings mit einer Taktzeit von 10sek. Das geht problemlos,
weil Heizungen meist träge sind.
Das hat auch den Vorteil, dass nicht so häufig geschaltet wird und
es auch deshalb kaum EMV-Probleme gibt.
Außerdem ist das Schalten von ohmschen Lasten sowieso nicht so kritisch
und die Leitungslängen sind rel. kurz (nur ca. 40cm).
So kann ich auf aufwendigere Schaltungen verzichten.

10s Taktzeit ist wie gesagt, für Heizung ausreichend und als PWM schon
recht langsam (ca. 30s würde aber auch noch gehen).
Trotzdem schaltet das Gerät am Tag über 4300 mal ein/aus.
Im Jahr also schon über 1,5Mio mal und in 6 J. wären es ca. 10 Mio. mal.
Da würde ich einem mechanischen Relais, das ständig einige Ampere
unter Last schaltet dann schon nicht mehr vertrauen.
Gruß Uwi

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Hallo,

Nö, es ist nur eine einfache PMW.
Allerdings mit einer Taktzeit von 10sek.

Das genau meinte ich ja. Ich habe mich nur nicht korrekt ausgedrückt.

Außerdem ist das Schalten von ohmschen Lasten sowieso nicht so
kritisch

Oh doch. Da gibt es schließlich die Sache mit der ‚Flicker‘-Messung. Allerdings nur für Haushaltsgeräte (genau genommen geht es um alle Geräte, die in normalen Wohngebieten verwendet werden könnten) - aber natürlich habe ich keine Ahnung, ob das in Deinem Bereich eine Rolle spielt.

Gruß
loderunner

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Hallo,

Nö, es ist nur eine einfache PMW.
Allerdings mit einer Taktzeit von 10sek.

Das genau meinte ich ja. Ich habe mich nur nicht korrekt ausgedrückt.

Naja, ich habe da jetzt was rein interpretiert, nämlich dass man dann
sinniger Weise auch meist gleich Nullspannungsschalter nutzt.
Ansonsten ist es zwar immer noch eine PWM im eigentlichen Sinne, aber
da die Taktzeit lang ist, kannst du es auch Pulspaketsteuerung nennen.

Ob die Teile, die ich verwende tatsächlich im Nulldurchgang schalten,
weiß ich jetzt aus dem Kopf aber gar nicht. Kann aber durchaus sein.
http://industrial.omron.de/de/products/catalogue/swi… nutzt.

Das wäre dann bei Nutzung von AC auch noch ein guter Grund für
solche Halbleiterrelais.

Außerdem ist das Schalten von ohmschen Lasten sowieso nicht so
kritisch Oh doch. Da gibt es schließlich die Sache mit der

‚Flicker‘-Messung. Allerdings nur für Haushaltsgeräte (genau
genommen geht es um alle Geräte, die in normalen Wohngebieten
verwendet werden könnten) - aber natürlich habe ich keine
Ahnung, ob das in Deinem Bereich eine Rolle spielt.

Nö, ist industrielle Messtechnik. Aber Flickermessungen werden da
inzwischen auch gemacht und noch ein Haufen weiterer Kram.
Was früher an einem Tag erledigt war, brauch jetzt fast ne Woche :frowning:

Da aber das Produkt, wo so was eingebaut ist, schon an die 10 Jahre
auf dem Markt ist und die EMV.Messungen in den letzten Jahren
permanent an Umfang zugenommen haben, kann es sein dass es damals
noch nicht der Fall war.
Irgend welche EMV-Probleme gab es damit aber nie.

Wie auch immer, im Zweifelsfall sollte man alles tun, um sich
Probleme vom Hals zu halten. Da sind paar € in bessere Komponenten
gut investiert, solange es nicht um riesige Stückzahlen geht,
wo um die Pfennige gefeilscht werden muß.
Gruß Uwi

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Hallo Uwi!

Hallo,

Für eine Steuerung einer Schankanlage muss ich Magnetventile
(SIRAI D144 mit Z530A Spulen, d.h. 24V AC, Inrush 23VA, Hold
14VA) ansteuern.

Die Spulen gibt es in der Regel auch wahlweise für andere
Spannungen.

Das ist eine Randbedingung, dieses Ventil mit dieser Spule wird mit vom Hersteller der Schankanlage vorgegeben. Er hat mir auch dringend vom DC-Betrieb abgeraten (sonst würde ich gleich die 12V von einem PC-Netzteil verwenden und mit einem FET schalten).

Dass solche Halbleiterrelais mit kleinen Steuerströmen (wenige
mA) auskommen, ist korrekt. Kontrollerausgänge sind aber auch
meist ziemlich sensibel (z.B. gegen Störspannungen).
Da würde ich immer eine Entkopplung zwischen setzen (also z.B.
einfachen Bipolartrans. als Open-Kollektor-Treiber oder gleich
einen Treiber-IC wir z.B. ULN2003.

Ja, oder FET-Ansteuerung mit genügend kleinen Ugs

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Hallo

Meine Meinung:
Wenn das Wort „Schankanlage“ fällt, mein ich, es kommt nicht so drauf an. Es könnten auch normale Relais sein.
Wenn es aber dauerhaft und sicher sein soll, keins dieser elektromagnetischen Relais. Ich hasse elektromagnetische Relais, wenns drauf ankommt.

Die 8 € für die guten, praktischen und bequemen Halbleiterrelais kannst Du Dir aber wenigstens teilweise mit einer Schaltung sparen.
Das mit dem Fet fand ich schon einen recht guten Vorschlag. Muß unbedingt Wechselspannung an die Ventile kommen, kann man normale Transistoren, Thyristoren oder eben auch Fet’s zusammen mit einem Vollweggleichrichter im Stromkreis benutzen. Die Dioden bzw. Gleichrichter kosten nicht viel.

MfG
Matthias

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Hallo,

Für eine Steuerung einer Schankanlage muss ich Magnetventile
(SIRAI D144 mit Z530A Spulen, d.h. 24V AC, Inrush 23VA, Hold
14VA) ansteuern.

Die Spulen gibt es in der Regel auch wahlweise für andere
Spannungen.

Das ist eine Randbedingung, dieses Ventil mit dieser Spule
wird mit vom Hersteller der Schankanlage vorgegeben. Er hat
mir auch dringend vom DC-Betrieb abgeraten (sonst würde ich
gleich die 12V von einem PC-Netzteil

So was ist unprofessionell. Ist das also ein reines Bastelprojekt?

verwenden und mit einem FET schalten).

Aha.
Die Möglichkeit des Betriebs in einer Gleichrichterbrücke, wie
Kollege Kattelmann vorschlägt, kann ich auch gut zustimmen.

Bleibt aber immer noch mein Grübeln, ob ich ein SSR oder ein
normales Relais verwenden soll. Hmm.

Du hast doch genug Meinungen dazu bekommen.
Wenn dir die paar € zu viel sind, dann nimm halt Relais.
Ist sicher kein Problem, wenn du die nächsten 10 Jahre Support
für die Anlage machst.
Schätze ab, wie viele Schaltvorgänge da zusammen kommen und vergleiche
das mit den Lebensdauerangaben der Relais.
Das ist normale Ingenieurarbeit.
Gruß Uwi