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Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

Diskutiere Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe? im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo allerseits, Google führt mich zu euch. :) Ich hab mir hier eine Kleinigkeit überlegt und wollte gerne wissen, ob das so glattgeht, wie ich...

  1. #1 xJulian, 25.12.2006
    xJulian

    xJulian Guest

    Hallo allerseits, Google führt mich zu euch. :) Ich hab mir hier eine Kleinigkeit überlegt und wollte gerne wissen, ob das so glattgeht, wie ich mir das vorstelle - da mir sowohl an den Bauteilen als auch nicht zuletzt an meiner eigenen Sicherheit etwas liegt... :p

    Also, folgende Sachlage: Ich arbeite momentan an einem PC-Modding-Projekt. In diesem Zuge habe ich vier LEDs an einem Ort versammelt, die völlig unterschiedliche Zwecke erfüllen und mit ebenso unterschiedlichen Spannungen irgendwo zwischen 0 und x Volt laufen, keine Ahnung wie hoch die höchste ist. Eine ist meist an, zwei blinken ständig und die letzte ist mal an und mal nicht.

    Jetzt hätte ich am liebsten eine Möglichkeit, diese vier LEDs bei Bedarf mit einem Schalter komplett abzuschalten. Nach kurzem Überlegen fasste ich die Möglichkeit eines Relais ins Auge. Nach nur wenig längerem Suchen stieß ich auf ein Industrierelais, für das ich nun folgende technische Daten habe:
    Im PC komme ich bequem an 12V Gleichstrom. Wenn ich die Daten richtig deute, kann ich damit das Relais schalten, richtig? Es sind vier Umschalter, das heißt, wenn ich den Schaltstrom angelegt habe, hat das Relais die eine Stellung, und wenn er nicht fließt, die andere (monostabil?), korrekt? Sind die genannten 7 A ein Maximalwert oder muss ich die liefern, damit das Relais funktioniert? Was bedeutet die Schaltspannung? Kann ich an die Schaltkontakte des Relais einfach die 12 V anlegen oder brauche ich einen zusätzlichen Verbraucher?
     
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  3. #2 Matthias, 25.12.2006
    Matthias

    Matthias Spannungstauglich

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    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Hallo,
    warum nimmst Du nicht einen Schalter, und schaltest einfach die Masse ab?
    Ein Relais zieht mit Hilfe einer Spule einen Kontakt oder einen Satz von Kontakten an. Die Spule wird direkt mit der Steuerspannung versorgt. Also kein Widerstand etc. Dieses Relais hat eine Ruhestellung, aus der es mittels Spannung in die Arbeitslage bewegt wird. Nach Abschalten der Spannung kehrt dieses Relais in seine Ruhelage zurück. Gibt andere Relais, die bistabil/ anzugsverzögert/ abfallverzögert sind. Ich denke aber, daß Du einfach die Masse der LED schalten solltest. Das erspart Dir viel Arbeit.

    Gruß,
    Matthias
     
  4. #3 xJulian, 25.12.2006
    xJulian

    xJulian Guest

    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Danke, aber das ist bei meinem Aufbau wohl nur schwer möglich. Du musst wissen, zwei der vier LEDs sind an die Power LED- bz. HDD LED-Stecker des Mainboards geschaltet, eine wird an die Onboard-Netzwerkkarte gelötet (und löst die dortige Traffic-LED ab) und die letzte hängt an der Stromleitung eines USB-Kabels. Ich habe keine Ahnung, ob es möglich ist, da einen gemeinsamen Massepol zu nutzen (so viel Ahnung von dem Thema habe ich nicht). Aber belehre mich ruhig. :)
     
  5. #4 Matthias, 25.12.2006
    Matthias

    Matthias Spannungstauglich

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    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Hallo,
    Du kannst das messtechnisch leicht ermitteln: Nimm ein Messgerät, zieh den Netzstecker vom PC, und miss die Massepunkte (Widerstandsbereich) gegeneinander durch. Sollte mich sehr wundern, wenn es verschiedene Massepotentiale gäbe.
    Du hast ein Netzteil, das Spannung liefert. Dieses Netzteil hat EINE Masse/ EINEN Minuspol.

    Gruß,
    Matthias
     
  6. #5 xJulian, 25.12.2006
    xJulian

    xJulian Guest

    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Korrekt. Trotzdem gilt, dass die Stromkreise aus völlig verschiedenen Bauteilen kommen. Wer weiß, ob das Netzteil nicht vielleicht Schutzmaßnahmen besitzt, die sicherstellen, dass der Strom auf den einzelnen Schienen bei +-0 bleibt?

    Für das USB-Kabel z.B. gibt es eine recht enge Spezifikation (5 V, max. 500 mA). Ich weiß nicht, was passiert, wenn ich da etwas mit anderen Stromkreisen kombiniere (Elektronen sausen auf der 5V-Schiene los und kommen auf der 12V-Schiene zurück).

    Ähnliches gilt für die Netzwerk-LED. Wer weiß, wo genau die ihre Spannung herkriegt und wie empfindlich das Mainboard dabei ist. Hinzu kommt, dass ich bei drei der vier LEDs nicht weiß, ob der Vorwiderstand davor oder dahinter geschaltet ist etc.pp.
     
  7. #6 Matthias, 26.12.2006
    Matthias

    Matthias Spannungstauglich

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    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Hallo,
    die Stromkreise kommen natürlich aus verschiedenen Bauteilen, aber es wird aus einem Netzteil die nötige Spannung entnommen, und auf dem Board bauteilebezogen auf die erforderliche Spannung gebracht.
    Nochmal: Wieviele Massepotentiale hast Du auf dem Mainboard? Was Du meinst, ist etwas anderes: Du hast sogenannte Step-down-controller (meist die kleineren Käfer), die aus einer vorgegebenen Spannung (z. B. 12 Volt) herunter"steppen", z. B. auf 5 Volt, nächster controller geht 'runter auf 3,3 Volt usw. Trotzdem bleibt es dabei, daß Du nur ein Bezugspotential hast, schon aus Gründen der EMV und der Sicherheit. Wie willst Du sonst Brummspannungen oder Kurzschlüsse verarbeiten? Miss es einfach 'mal im stromlosen Zustand nach.
    Ansonsten nimm Dir die 12 Volt von der Platine ab, und schalte damit das Relais. Die 7 Ampere sind mir etwas schleierhaft, da 1.250 VA ca. 5 Ampere sind...
    Die Spule sollte sich rechnerisch mit ca. 86 Milliampere begnügen.

    Gruß,
    Matthias
     
  8. #7 xJulian, 26.12.2006
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 26.12.2006
    xJulian

    xJulian Guest

    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Die 7 bzw. 5 A sind also der Wert, ab dem wohl Probleme auftreten. Von denen sollte ich ja weit entfernt sein.

    Dein Vorschlag würde - alles, was du sagst, mal hingenommen - immer noch eine Problemzone haben: Die Funktionsweise der HDD-LED-Pins auf dem Mainboard. Zitat von Modding-FAQ:
    Allein dadurch wird das - zumindest für diese LED - wohl schwierig. (Der Typ von Modding-FAQ hat das dann mit einem NAND-Gatter gelöst, wenn ich das richtig verstehe.)

    Ähnliche Probleme können realistischerweise auch bei der LAN-LED auftreten, weswegen ich zum Relais tendiert habe.

    Ich habe hier einen interessanten Text zum Thema gefunden, in dem jemand etwas Ähnliches beschreibt. Dabei stellt er insgesamt drei mögliche Probleme von Relais im PC fest, von denen ich zwei im Grunde auch schon wieder abhaken kann, denke ich.
    1. Magnetfeld: Wohl vernachlässigbar, wenn man das Relais nicht gerade direkt auf die Festplatte lötet.
    2. Elektromagnetische Welle mit Einfluss auf andere Komponenten: Bei mir befindet sich das Relais in einem ausgschlachteten CD-Laufwerk, der Metallkasten bietet also Extra-EMV-Abschirmung. Ich hoffe, das macht also nichts.
    3. Die Selbstinduktionsspannung. Er beschreibt es so: Wenn man das Relais unter Schaltspannung setzt und anschließend das ganze Netzteil abschaltet, entsteht entgegengesetzt gepolte Selbstinduktionsspannung, die die Leitung zurückjagt und für andere Komponenten am gleichen Spannungsnetz (also quasi alles) ungesund sein kann, wenn man den Computer ausschaltet ohne den Schaltkreis des Relais vorher zu trennen. Er beschreibt eine Schutzschaltung mit zwei Dioden. Wer kann mir dazu mehr erzählen (möglich, praktikabel, nötig, unabdingbar)? In meinem Aufbau würde so etwas vermutlich selten vorkommen (genauso wie ich das Relais nur selten werde beanspruchen müssen), aber Schaden an den Komponenten möchte ich natürlich nicht riskieren...
    Und einmal ganz explizit Danke für deine bisherige Hilfe, Matthias. Ich hoffe, du magst mich noch. ;)

    Nachtrag: Für die Netzwerkkarten-LED habe ich hier noch ein Tutorial gefunden. Dieses empfiehlt wiederum die Verwendung eines Optokopplers. Was ist daran besser, als die LED einfach auszutauschen? Ich nehme an, dass man dann die volle Kontrolle über die Spannung hat?

    Himmel, wird das alles anspruchsvoll. :/

    Nachtrag 2: Nochmal diesen Ansatz gedanklich verfolgt: An Netzwerkkarte, HDD-LED-Anschluss und USB-Kabel könnte ich mich um je einen Optokoppler bemühen. Mit der Verstärkungsschaltung (auch nochmal hier könnte ich dann für die drei LEDs auch recht simpel und problemfrei einen gemeinsamen Massepol einrichten, ohne irgendwas zu gefährden, womit sie leicht abschaltbar wären. Für die vierte ist es eh trivial, die soll ja bloß direkt am 12V-Netz hängen.

    Bedenken habe ich nur noch beim USB-Kabel bzw. ob ich, wenn von den 2,5W die die USB2-Spezifikation zulässt, schon eine Festplatte betreibe, da noch etwas abgreifen kann. Was verbraucht ein Optokoppler?
     
  9. #8 Matthias, 27.12.2006
    Zuletzt bearbeitet: 27.12.2006
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    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Hallo,
    was ich noch nicht ganz begriffen habe, warum Du ein NAND-Gatter nehmen möchtest für die HDD-LED. Welche Farben willst Du in welchem Zustand haben?

    Zu 1. und 2.: EMV und Einfluß auf das Board sind relativ klein. Ich habe solche Einflüsse auf einem TÜV-Prüfstand getestet.
    Zu 3.: Schutzschaltung mit ZWEI Dioden????? Ist mir neu. EINE Diode, und das Teil nennt man dann Freilaufdiode. Wird einfach parallel gegenläufig über die Spulenanschlüsse gelötet. Wichtig dabei: Da die Diode in Sperrichtung betrieben wird, muß natürlich die Sperrspannung höher sein als die geschaltete Spannung, damit die Diode nicht "durchhaut".
    Optokoppler: Sind natürlich immer schön, um Schaltungen voneinander abzutrennen. Solltest Du generell nehmen, da Du Bedenken hast. Optokoppler verbrauchen fast nichts an Strom (5-10 MilliAmpere). Was mich allerdings etwas irritiert, ist der fehlende Vorwiderstand vor dem Optokoppler in den von Dir beschriebenen Schaltungen. Den solltest Du auf jeden Fall einsetzen. Kleine Bemerkung noch zu den Optokopplern: Lass Dich nicht von der Vielzahl der Teile verwirren, es gibt unzählige Varianten. Die Variante im Gehäuse mit 8 Beinchen besteht auch nur aus 2 Optokopplern (aufgesägt...).

    Gruß,
    Matthias
     
  10. #9 xJulian, 27.12.2006
    xJulian

    xJulian Guest

    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Die Schaltung kannst du in dem Modding-FAQ-Artikel nachlesen, den ich verlinkt habe. Der Typ hatte eine Duo-LED mit gemeinsamem Massepol für Power- und HDD-LED. Weil bei letzterer aber die Masse geschaltet wird und der Pluspol konstant Strom hat, funktionierte das nicht: Entweder er schloss die LED an die Masse der Power-Leitung, dann waren beide immer an, oder an die der HDD-Leitung, dann waren beide halt an die Festplattenaktivität geschaltet. Also hat er irgendwas mit einem NAND-Gatter gemacht, um das zum Funktionieren zu bringen. Kannst ja nachlesen, wenn's dich interessiert.
    Dazu zitiere ich mal das o.g. Tutorial:
    Vorwiderstand: Macht sinn, wenn da auch bloß eine LED drin ist. Der Vorteil der Optokoppler ist, dass ich die vier LEDs problemfrei (und mit gutem Gefühl bei der Sache) an einen gemeinsamen Massepol kriege. Gut, dann fällt das Relais weg und wir machen es so.
     
  11. #10 Matthias, 27.12.2006
    Matthias

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    AW: Meinung von Experten: Bestimmtes Relais geeignet für diese Aufgabe?

    Hallo,
    es funktioniert so mit einem NAND-Gatter, geht aber auch mit Optokopplern, und weniger Klimmzügen.
    Dioden: So ganz begreife ich den Sinn dieser Schaltung nicht. Es reicht eine Freilaufdiode parallel zur Spule. Ich begreife nämlich nicht, wie eine Diode den Kurzschluß eines Netzteiles verhindern soll, und was mit Restspannung gemeint ist. Meint er vielleicht die Induktion? Außerdem, was macht eine Diode in dieser Schaltung parallel zur Spule in DURCHLASSrichtung? Diese Schaltung erzeugt einen gnadenlosen Kurzschluß, wenn D1 durchlässt. Wenn D1 jedoch permanent sperrt, funktioniert die komplette Schaltung so nicht. Ich lasse mich gern belehren, vielleicht habe ich ja etwas falsch verstanden.
    Vorwiderstand: Ist keine Kür, sondern Pflicht! Sonst raucht mit Sicherheit irgendwann die Schaltung ab.

    Gruß,
    Matthias
     
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