Relais mit Kondensator schalten

    Hallo Wohnmobilfreunde,


    Ich habe hier ein Thema, das normalerweise in anderen Foren besser bedient wäre, aber da die Frage eigentlich simpel ist und für die meisten etwas versierteren Bastler vermutlich kein Problem sein wird, frage ich einfach mal:


    Im Angehängten Schaltplan seht ihr eine Verzögerungsschaltung. Der Kondensator versorgt den Transistor auch nach Abschalten noch eine gewisse Zeit mit Spannung, sodass die LED weiterleuchtet.

    Ich benötige diese Schaltung für eine Rückfahrkamera, die über den weißen Rückfahrscheinwerfer mit Strom versorgt wird. Ich möchte aber nicht, dass die Kamera beim Einparken ständig an und aus geht, wenn man vor- und zurücksetzt. Daher soll eine Verzögerungsschaltung her, die die Kamera für ca 20 Sekunden eingeschaltet lässt, obwohl der Rückwärtsgang nicht mehr eingelegt ist. Ich weiß, dass es das zu kaufen gibt, möchte es aber selber bauen!


    Da das Ganze im ausgeschalteten Zustand keinen (!) Strom verbrauchen soll, damit die Batterie sich auch im Winter nicht entleer (möchte keinen zusätzlichen Schalter), soll statt des Transistors nun ein Relais verwendet werden.

    Frage: Kann ein normaler Kondensator (habe zumindest einen bis 10.000 uF da) das Relais mit passendem Widerstand für ca 20 Sekunden geschaltet halten?

    Ich habe im Internet nur Schaltpläne gefunden, die einen zusätzlichen Transistor haben, der den Strom für die Relaisspule verstärkt, wie gesagt, ich möchte aber ja, dass ausgeschaltet kein Strom fließt, und das Ist dann nicht umsetzbar...

    Vielen Dank für eure Hilfe schon einmal! Ich hoffe, das Problem ist verständlich!

    Tach zusammen,

    im Prinzip ist der Gedanke schon machbar. Wenn du den Haltestrom des Relais kennst kann man die Kapazität des benötigten Elkos berechnen. 10KµF sind aber vermutlich deutlich zu groß.

    Gruß aus dem Westen, Peter

    Glückauf und Gruß vom linken Niederrhein

    Peter

    Der Niederrheiner weiss nix......
    kann aber Alles erklären. (H.D.Hüsch)

    Zitat von surver

    Tach zusammen,

    im Prinzip ist der Gedanke schon machbar. Wenn du den Haltestrom des Relais kennst kann man die Kapazität des benötigten Elkos berechnen. 10KµF sind aber vermutlich deutlich zu groß.

    Gruß aus dem Westen, Peter

    220 Ohm hat die Spule, das ganze läuft auf 12 Volt.

    Zitat von Fliegerbaer

    Hallo Claus,

    Danke für den Link, habe soeben für 7€ bestellt, da fange ich tatsächlich nicht an zu „ basteln“.

    Martin

    Für die meisten bestimmt die wesentlich bessere Lösung, mir geht es darum, das ganze ohne dauerhaften Stromverbrauch zu realisieren, und das geht nicht mit den fertigen Platinen...

    Moin,

    ich verstehe das jetzt im Moment nicht so ganz. Was verbraucht denn in deiner ursprünglichen Schaltung im ausgeschalteten Zustand Strom. Hast du Angst vor dem Leckstrom (<15nA) des Transistors. Dies liegt weit unter der Selbstentladung jeder Batterie.

    Mit den 10mF Kondensator solltest du sehr Vorsichtig sein, wie Claus schreibt, dass ist ein Kurzschluss und 10mF ist schon ein wenig Energie, da solltest du ggf. eine Strombegrenzung vorsehen (im einfachsten Fall einen Leistungswiderstand oder einen NTC).

    Hier mal ein Beispiel mit einem 24 Ohm (min 0,5W) Widerstand Der Kondensator ist dann in ca. 1,5s aufgeladen, je nach dem welche min Haltespannung das Relais hat hält diese Konstellation das Relais für ca 2s aktiv (~1 Tau ca 4V bei 200 Ohm Relaiswiderstand). Die Diode sollte ein Schotkey Diode sein, damit möglichst wenig Spannung verloren geht. Kann man sich ggf auch sparen, weil der Widerstand noch vergleichsweise klein im Vergleich zur Relaisspule ist.

    Gruß

    PS: Die Skizze ist nur schematisch dargestellt. Eine Löschdiode fehlt z.B. (Je nach Relais ist die ggf. integriert)

    Nils

    Wenn du das Relais über die Ladung des Elkos schaltest, kann es passieren das es die Relaiskontakte relativ schnell verbrutzelt.

    Entweder du packst da noch so etwas wie eine Lägsdiode mit rein um den unteren Spannungsbereich abzuschneiden oder du baust die Verzögerungsschaltung mit einem Mikrocontroller a la Arduino.

    Die kleinen ATmega 328 z.B. ziehen im Leerlauf einstellig Milliampere oder noch weniger.

    Das Programmieren ist auch keine Sache.

    Gruß,

    Sebastian

    Zitat von Hugo das Wohnklo

    Wenn du das Relais über die Ladung des Elkos schaltest, kann es passieren das es die Relaiskontakte relativ schnell verbrutzelt.

    Hab ich doch geschrieben!

    Zitat von Sereetzer

    PS: Die Skizze ist nur schematisch dargestellt. Eine Löschdiode fehlt z.B. (Je nach Relais ist die ggf. integriert)

    Zitat von Hugo das Wohnklo

    Die kleinen ATmega 328 z.B. ziehen im Leerlauf einstellig Milliampere oder noch weniger.

    Wenn du mal genau lesen würdest, geht es in diesem Thread darum einen vollständig "stromfreie" Lösung zu finden. Dem TE sind ja scheinbar schon die <15nA des gesperrten Transistors zu viel (was ich jetzt so auch nicht nachvollziehen kann), da will er bestimmt keinen µC aktiv halten!

    Gruß

    Nils

    Hast ja Recht.

    Eigenltrich wären die 15nA, genauso unproblematisch wie 3...5mA.

    Am Ende hält bei beiden Varianten der Akku ewig & die Selbstentladung ist wahrscheinlich auch größer.

    Ich denke die 15nA bekommt man bestimmt auch als Kriechstrom über die Luftfeuchtigkeit....

    Vielen Dank für Eure zahlreichen Antworten!

    Besonders weitergeholfen hat mir die Info, dass der Leckstrom eines Transistors so gering ist, habe bei meinen Messungen größere als Werte im nA-Bereich gehabt, aber das ist sicher mein Fehler. Insofern ist diese Variante ja vielleicht doch nicht so verkehrt...;)

    Arduino wäre kein Problem von der Handhabung, aber gleich einen verbraten für so eine Kleinigkeit... ganz abgesehen von dem doch nicht ganz außer Acht zu lassenden Stromverbrauch. Auch wenn die 15 nA eines Transistors natürlich dann doch in Ordnung wären, geht es mir darum, dass das Womo im Winter monatelang in einer Scheune steht, da möchte ich ungern jedes Mal irgendeinen Stecker an der Rückfahrkamera ziehen.

    Entschuldigt meine Unwissenheit, aber eines Verstehe ich irgendwie nicht: Wieso entsteht ein Kurzschluss bei Kondensatoren mit hoher Kapazität? Bzw. klar, dass da einer ist, aber wieso hat das was mit der Kapazität zu tun? Und abgesehen davon, sollte ein Kondensator nicht sowieso immer über einen Widerstand geladen werden?

    Moin,

    konkret geht es um die Absicherung, i.d.R. eine KFZ, also Schmelzsicherung. Und hier ist die Frage des Stress nicht nur eine Frage des Stroms, sondern ganz entscheidend auch eine Frage der Zeit (ist sogar als Wert in Form von "flink" oder "träge" angegeben).

    Und da ist das ganz einfach, je größer die Kapazität, desto länger dauert dieser "Quasi Kurzschluss". 10mF ist da nun schon ein extremer Wert, eine kleine Sicherung wirst du damit schon beim ersten mal killen ;)

    Ich hoffe, dass dies einigermaßen verständlich ist.

    Gruß

    Nils

    Der Kurzschluss entsteht bei jedem leeren / umladenden Kondensator.

    Kondensatoren werden auch ohne Widerstände verwendet z.B. Glättungskondensatoren in Netzteilen.

    Am einfachsten wäre das mit der Formel zu erklären:

    Die Ladezeit Tau (63% Ladung) berechnet sich aus Vorwiderstand x Kapazität

    Erhöhst du die Kapazität, so musst du mit dem Widerstand runter um auf die gleiche Zeit zu kommen.

    Der große Kondensatoreimer braucht eben länger bis er voll ist. Nun verringerst du den Widerstand da der große Eimer genau so schnell gefüllt werden soll - folglich muss ein höherer Strom fließen. Bei Widerstand gleich Null fließt der maximale Strom.

    Der größere Kondensator hat mehr Fläche, somit können am Anfang mehr Ladungträger durch ihn fließen.

    Die sich nach einer eFunktion aufbauende Ladung beginnt mit der Zeit die Bewegung der Ladungsträger zu hemmen. Man kann das mit einem Innenwiderstand vergleichen. An diesem ständig größer werdenden Widerstand baut sich die Spannung auf.

    Am Anfang....kein Widerstand..also maximaler Strom ohne Spannungsfall.

    Ich hoffe, ich war irgendwie verständlich....


    Zum Thema Relais mit einem Kondensator zu halten wurde ich sagen "Finger weg".

    Bei ganz gleinen Lasten ist das sicherlich durchaus praktikabel aber im Grunde untauglich.

    Der anstehende Strom hält das Relais. Damit verbunden ist eine gewisse Kontaktandruckkraft.

    Durch den "Haltekondensator" sinkt nun diese Kraft ständig ab, da Strom und Spannung zurück gehen.

    Es entsteht zunächst ein Übergangswiderstand durch den mangelnden Kontaktandruck und kann im Extrem einen Abreißfunken (Minilichtbogen) generieren. Weder für das Relais, noch für das nachfolgende Bauteil wirklich gesund.

    Es entspricht im Grunde einer Unterspannung an einer Relais/Schützspule. Im Bereich Netzspannung wäre das brandgefährlich.

    Bleibt gesund!

    Beste Grüße
    Charles Duchemin

    "Was meinem Gaumen schmeckt, dass schmeckt auch deiner Lampe"

    Diesel - Kraft durch Feinstaub :klatsch Fridays 4 Hubraum!!

    ZgM 3850 VA 1950 HA 2240 - 200Ah LiFeYPo4 mit REC Active BMS - passiv Balancing war gestern:wink

    Man sollte aber bedenken, daß ELKO's auch (temperaturabhängige) Leckströme aufweisen - die CMOS-Version des Timers 555 zieht im Ruhezustand auch nicht mehr und ist wesentlich flexibler einzurichten.

    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    Viele Grüße aus dem Westerwald
    Alfred

    Zitat von Trashy

    Es entspricht im Grunde einer Unterspannung an einer Relais/Schützspule. Im Bereich Netzspannung wäre das brandgefährlich.

    Moin,

    grundsätzlich hast du damit recht, aber wir sind hier nicht in der Energie-Elektronik, sondern in der reinen Nachrichten Technik. Damit ist dieser Effekt hier vollständig vernachlässigbar.

    Aber was mir jetzt eben überhaupt erst aufgefallen ist:

    Ich hatte am alten Womo auch eine RFK die über den Rückfahrscheinwerfer versorgt wurde. Das Problem war damals, dass die Versorgung tatsächlich nur über die 2 Leitungen realisiert wurde. Das hieß weiterhin, dass nach dem ausschalten des Rückfahrscheinwerfers überhaupt keine Energie (+12V) mehr zur Verfügung stand. D.h. in dem Fall müsste man sowieso die Kamera direkt über den Puffer-Kondensator betreiben. Über ein stromloses abschalten braucht man sich dann hingegen gar keine Gedanken machen;)

    Hier scheinen ja aber alle drei Leitungen zur Verfügung zu stehen (+12V, Masse und das Signal vom Rückfahrscheinwerfer). Grundsätzlich würde ich dann in jedem Fall eine Schaltung mit einem Transistor wählen. Du solltest allerdings erst einmal schauen, wie der Rückfahrscheinwerfer geschaltet ist. Oft wird die Masse und nicht die +12V geschaltet, dann brauchst du noch einen Inverter (einen 2. Transistor).

    So, ich hoffe das hat jetzt nicht zu viel Verwirrung gestiftet :/

    Gruß

    Nils

    Paul, was wären deine Anforderungen?

    Wie lange schätzt du die Standzeit ... 200Tage?

    Wieviel darf dann aus deiner Batterie entnommen sein?

    Ich hab es mal schnell über schlagen, bei 5mA wären das 24Ah.

    Ein fertiges Arduino Board ist da wirklich ungeeignet, das stimmt.

    Die Spannungsversorgung ist auf solche Szenarien nicht ausgelegt & die 'Sleep Modes' der Controller dann nur bedingt Sinn machen.

    Im Sleep Mode würde ein ATMEGA 328P auch im µA Bereich laufen.

    Gruß,

    Sebastian

    Moin

    ...und ich dachte das mittlerweile selbst die englischen Fahrzeughersteller Minus als Masse nehmen und damit ergo Plus schalten,

    bin da wohl nicht mehr im Thema.

    Ich kann, bei Bedarf, alle Kameras (Front-& Rückfahr) zusätzlich mit Schalter einschalten, so sehe ich auch im Stillstand was da los ist.

    VGadN, Claus

    Erzähle es mir und ich vergesse, zeige es mir und ich erinnere, lass es mich tun und ich verstehe. (Konfuzius)