Brauche Hilfe mit elektromag. Entriegler, Step-Up, Arduino, elektr. Kleinteilen

Thyraz · 13 Juli 2021, 16:47:17

Hallo liebe lötkolbenschwingende Unterforumsgemeinde.

Ich möchte mit einem elektromagnetischen Stößel einen Entriegelungsmechanismus umsetzen.

Dabei versuche ich erstmal auf im Keller vorhandenem Material zurückzugreifen.

- USB Netzteil zur Versorgung
- Arduino Nano
- Ein paar Relais für den Arduino: https://www.az-delivery.de/products/relais-modul
- Stößel: Ähnlich dieser Variante: https://www.adafruit.com/product/2776
- Step-Up Wandler sieht aus wie dieser hier: https://www.az-delivery.de/products/mt3608-dc-dc-step-up-modul-1
- Ein paar Elkos 1000μF 35V
- diverse Diden wie 1n4007 oder 1n4148
- Ne Kiste voller 1/4W Widerstände mit den gängigsten Werten

Dem Stößel fehlte es bei 5V leider an Kraft, deshalb hab ich mittlerweile einen Step-Up Wandler davor der auf 28V Ausgangsspannung eingestellt ist.
Da ich nur einen kurzen Impuls brauche, scheint der Elektromagnet mir das bisher nicht krumm zu nehmen und wird auch nicht heiß.
Am Ausgang des Step-Ups hängt dann ein 1000μF Kondensator, damit der Stößel auch genug Saft bekommt.
Da ich die Entriegelung nicht im Dauertakt betreiben will, darf der auch ruhig etwas Zeit zum Wiederaufladen benötigen.
Der Elektromagnet selbst wird dann über eines der Arduino Relais geschaltet.

Jetzt hab ich aber ein paar Probleme und weiß nicht so recht wie ich das am Besten angehe. (Damit es funktioniert und die Teile auch eine zeitlang überleben.

)

- Kann ich den Elko hinter dem Step-Up wirklich direkt dranhängen? Oder ist das bei der Größe des Kondensators schon problematisch vom Ladestrom und der macht das nicht lange mit?
Wenn ja, bräuchte ich dann einen Vorwiderstand um den Strom zu begrenzen?
Wie würde man den in dem Fall von der Leistung her auslegen?
Rechnerisch benötigt man selbst bei kleineren Widerstandswerten recht schnell Widerstände die einige Watt abkönnen, da der Kondesator zu Beginn ja wie ein Kurzschluss wirkt.
Allerdings geht der Strom ja sehr schnell herunter. Wieweit kann man so 0815 Widerstände für solche Spitzen überlasten, ohne dass sie langfristig darunter leiden?

- Der Arduino bootet neu wenn der Elektromagnet betätigt wurde. Ich denke die 5V auf Primärseite des Step-Ups werden durch die hohe Stromaufnahme kurz zusammenbrechen.
Welche Möglichkeiten habe ich hier?
Pufferkondesator (einer der vorhandenen 1000μF) vor den Arduino und davor eine Diode, damit der Step-Up diesen Puffer nicht leersaugen kann?
Wenn ja gleiche Frage wie oben, braucht es wieder einen Lade-Vorwiderstand für den Elko?

Gibt es hier einen freundlichen User mit einer Empfehlung wie ich meine Kleinteilsammlung am Besten verschalte?

Oder was ich notfalls zusätzlich benötige falls ich damit nicht auskomme?

Vielen Dank auf alle Fälle schonmal fürs Lesen und Mitdenken.

Papa Romeo · 14 Juli 2021, 09:45:09

Hallo Thyraz,

kannst du mal nen Schaltplan zeichnen, wie du dir die Zusammenschaltung / Verdrahtung der einzelnen Komponenten vorstellst.
Das mit dem Betreiben des Stössels mit 28 Volt ist so ne Sache. In der Regel benötigt er um die ein Ampere (5Volt). Bei 28 Volt sind das dann aber schon über 6 Ampere. D.h. von bisherigen 5 Watt benötigst du jetzt eine Steuerleistung von theoretisch um die 170 Watt.
Diese Leistung wird zwar nie auftreten, da die Spannung natürlich sofort zusammenbricht weil der Step-Up das eben nicht hergibt. Das fängst du auch mit keinem Elko ab.

LG Papa Romeo

Thyraz · 14 Juli 2021, 21:00:56

Ich hab mir das Ganze glaub zu kompliziert gemacht.

Habe heute mal etwas mit den Komponenten rumgespielt.

Ich gehe von den 5V jetzt einfach direkt auf den Step-Up und lade dahinter über einen 500Ohm Widerstand den Kondensator auf die 28V.
Das dauert ein paar Sekunden was aber nicht stört. Durch den Ladewiderstand ist der Strom der aus dem Step-Up gezogen wird dafür begrenzt.
Dadurch bricht die Spannung auf der 5V Seite auch gar nicht mehr ein und ich kann da parallel zum StepUp den Arduino anklemmen.

Der schaltet dann das Relais, welches die Spannung vom Elko auf den Elektromagnet durchschaltet.
Dieser bekommt dann kurzzeitig die 28V ab, die hohe Spannung in Verbindung mit etwas Wumms aus dem Kondesator beschleunigt den Stößel, dass der einfach mit mehr Schwung zuschlägt.

Der Elektromagnet hat noch eine Freilaufdiode verpasst bekommen und das wars dann auch schon.

Sorry fürs Verwirren des Forums mit meinen unausgeorenen Fragen,
manchmal hilft einfach drüber schlafen.

Papa Romeo · 14 Juli 2021, 22:21:42

Zitat von: Thyraz am 14 Juli 2021, 21:00:56
...die hohe Spannung in Verbindung mit etwas Wumms aus dem Kondesator beschleunigt den Stößel, dass der einfach mit mehr Schwung zuschlägt.

Die 28 Volt liegen über den 500 Ohm Widerstand mit einem Verhältnis von ca. 100 zu 1 an der Spule des Magneten an und richten dort nichts mehr aus.
Die Energie kommt alleinig aus dem Kondensator.

Ich würde das Relais allerdings so schalten, dass es im Ruhezustand den Elko lädt und bei Aktivierung den Elko parallel zum Magnet legt. Somit könntest du den Widerstand
erheblich verringern und die Ladung des Elko´s beschleunigen. Du könntest sogar versuchen ganz ohne Widerstand auszukommen. In der Regel können das die
Step-Up-Wandler ab. Solltest aber testen.

Edit 28.07.21:

Aussage bezüglich -ohne Widerstand- gestrichen.

Um den Ausführungen, eines Forumsmitgliedes der meint er müsse mit theoretischen Ausführungen, den allgemein praktischen Begebenheiten und Erfahrungen entgegenwirken, gerecht zu werden und damit die entstandene, eigentlich sinnlose Diskussion, obsolet zu machen und das Forumsmitglied wieder beruhigt schlafen kann, hier die Korrektur:

Auf deinen verlinkten Step-Up bezogen , könntest du den Ladewiderstand auf 15 Ohm verringern. So bleibst du unter dem maximalen Strom den dein Step-Up
dauerhalft liefern kann. So bist du auf der sicheren Seite ( ... jene die "richtig" Ahnung von der Materie haben, händeln das allerdings anders...)

LG
Papa Romeo

Thyraz · 14 Juli 2021, 22:40:12

Macht Sinn, danke dir vielmals.

Werde das Morgen nochmal so testen.

Papa Romeo · 14 Juli 2021, 23:03:54

...die Freilaufdiode über dem Magnet könntest du dir auch sparen, da der Elko in der Regel beim Abschalten entladen ist und du eigentlich "spannungslos" schaltest und zudem ein Kondensator parallel zu einer Spule einen ähnlichen Effekt hat wie eine Freilaufdiode.

LG
Papa Romeo

Thyraz · 15 Juli 2021, 13:46:30

Also läuft einwandfrei mit deinen Änderungen.

Danke dir.

Garry · 24 Juli 2021, 21:13:05

Zitat von: Papa Romeo am 14 Juli 2021, 22:21:42
Die 28 Volt liegen über den 500 Ohm Widerstand mit einem Verhältnis von ca. 100 zu 1 an der Spule des Magneten an und richten dort nichts mehr aus.
Die Energie kommt alleinig aus dem Kondensator.

Ich würde das Relais allerdings so schalten, dass es im Ruhezustand den Elko lädt und bei Aktivierung den Elko parallel zum Magnet legt. Somit könntest du den Widerstand
erheblich verringern und die Ladung des Elko´s beschleunigen. Du könntest sogar versuchen ganz ohne Widerstand auszukommen. In der Regel können das die
Step-Up-Wandler ab. Solltest aber testen.

Würde ich nicht tun, das bekommt den Relaiskontakten nicht wenn sie quasi als Kurzschlußschalter den Step-UP-Ausgang gegen Masse schließen.

Garry · 24 Juli 2021, 21:17:15

Zitat von: Papa Romeo am 14 Juli 2021, 23:03:54
...die Freilaufdiode über dem Magnet könntest du dir auch sparen, da der Elko in der Regel beim Abschalten entladen ist und du eigentlich "spannungslos" schaltest und zudem ein Kondensator parallel zu einer Spule einen ähnlichen Effekt hat wie eine Freilaufdiode.

LG
Papa Romeo

Auch hier Einspruch. Ohne Diode kann die Spannung über in den 100V-Bereich bei öffen des Kontakte hinausschießen -> Funkenbildung die den Kontakten nicht bekommen.

Papa Romeo · 25 Juli 2021, 11:52:44

Hallo Garry,

ich weiß jetzt nicht so recht, wie ich auf deine "Einsprüche" anworten soll, da ich deinen Kenntnissstand in Bezug auf "angewandte Elektrotechnik und Elektronik" nicht kennen, aber sorry, deinen Ausführungen nach würde ich diese mal eher als "Oberflächlich" einschätzen.

zu deinem Einspruch 1: Wo wird hier der Ausgang des Step-Up-Wandlers gegen Masse kurzgeschlossen? Auch wenn der Ladewiderstand weggelassen wird ist
der Elko nicht als Kurzschluß zu betrachten, da der Ausgang des Step-Up bereits einen Elko im Ausgangskreis hat (Energie-Umladung)
und als weiteres die Elkos mit einer Impulsspannung beaufschlagt werden. Ist aber für jeden Step-Up zu testen, wie groß ein weiterer
Elko sein darf bevor der Step-Up-Wandler bei Überschreitung des Impulsspitzenstrom abschaltet und in den "Safemodus" geht.

zu deinem Einspruch 2: Bin schon eine ganze Weile in dem Geschäft und habe bisher noch nie ein Relais gefunden, bei dem die Spule unter 0.25 Sekunden
nach dem Einschalten und sofortigem Ausschalten wieder demagnetisiert ist und die Kontakte öffnet. Denn alles was länger dauert,
hat zur Folge das der Kreis völlig energielos ist. Die Berechnung ist bezogen auf einen 10000uF Elko an einem 5 Ohm Spulenwiderstand
und der allgemeinen Festsetzung das ein Kondesator nach 5 Tau als völlig entladen zu betrachten ist.

LG
Papa Romeo

Garry · 25 Juli 2021, 18:31:03

Hallo Papa Romeo,

Zitat von: Papa Romeo am 25 Juli 2021, 11:52:44
Hallo Garry,

ich weiß jetzt nicht so recht, wie ich auf deine "Einsprüche" anworten soll, da ich deinen Kenntnissstand in Bezug auf "angewandte Elektrotechnik und Elektronik" nicht kennen, aber sorry, deinen Ausführungen nach würde ich diese mal eher als "Oberflächlich" einschätzen.

Denke mein Kenntnisstand kann nicht so unterdurschnittlich sein wenn ich meine Schaltungen u.a. durch die E1 Zulassung bekomme.

Zitat
zu deinem Einspruch 1: Wo wird hier der Ausgang des Step-Up-Wandlers gegen Masse kurzgeschlossen? Auch wenn der Ladewiderstand weggelassen wird ist
der Elko nicht als Kurzschluß zu betrachten, da der Ausgang des Step-Up bereits einen Elko im Ausgangskreis hat (Energie-Umladung)
und als weiteres die Elkos mit einer Impulsspannung beaufschlagt werden. Ist aber für jeden Step-Up zu testen, wie groß ein weiterer
Elko sein darf bevor der Step-Up-Wandler bei Überschreitung des Impulsspitzenstrom abschaltet und in den "Safemodus" geht.

Betrachte mal den Step-Up als Black-Box "Konstantspannungsquelle" die Verbindungsleitung und den externen Elko idealisiert mit einem Innenwiderstand von 0 Ohm.
Elko ist vollständig entladen, d.h. beide Pole haben GND-Potential (0V). Jetzt schließt Du das Relais, d.h. die volle Ausgangsspannung gegen 0V. -> Kurzschluß.
D.h. der Einschaltstrom wäre unendlich hoch in der idealen E-Technik-Welt. In der realen Welt haben Step-UP, Leitung und Kondensator einen Innenwiderstand der den Stromfluß begrenzt.
Wenn man Glück hat ist der Gesamtwiderstand groß genug dass alles unbeschädigt bleibt. Wenn man es professionell macht verlässt man sich nicht auf das Bastlerglück sondern prüft welcher
maximale Strom zulässig ist und dimensioniert entsprechend den Vorwiderstand. Kann durchaus sein dass als Ergebnis herauskommt dass die Innenwiderstände ausreichend genug in dieser Konstellation begrenzen und auf den zusätzlichen Widerstand verzichtet werden kann.
Sobald man eine Komponente durch etwas anderes ersetzt (z.b. leistungsstärkeren Step-Up) muss man dies aber erneut prüfen.

Zitat

zu deinem Einspruch 2: Bin schon eine ganze Weile in dem Geschäft und habe bisher noch nie ein Relais gefunden, bei dem die Spule unter 0.25 Sekunden
nach dem Einschalten und sofortigem Ausschalten wieder demagnetisiert ist und die Kontakte öffnet. Denn alles was länger dauert,
hat zur Folge das der Kreis völlig energielos ist. Die Berechnung ist bezogen auf einen 10000uF Elko an einem 5 Ohm Spulenwiderstand
und der allgemeinen Festsetzung das ein Kondesator nach 5 Tau als völlig entladen zu betrachten ist.

Fass mal an die beiden Spulenenden während das Relais zum abfallen gebracht wird und Du spürst was ich meine...
Mag sein dass es in der Bastelwelt nicht zum tragen kommt wenn ein Relais nur vielleicht einige 100 Schaltspiele statt 100k Schaltspiele funktioniert...

Zitat

LG
Papa Romeo

Gruß
Garry

Papa Romeo · 25 Juli 2021, 20:42:34

Hallo Garry,

ist soweit teilweise korrekt was du da ausführst und im Großen und Ganzen stimmt das soweit auch und ich erhebe keinen Einspruch ...

und kurz zur Info, zu meiner Bastelwelt in der ich lebe:

Ich habe mit der Elektronik begonnen als die Betriebsspannungen noch dreistellig waren. Und in der Tat, vor diesen über 50 Jahren war es Hobby und Bastelei. Inzwischen habe ich mehrere elektronische und elektrotechnische Ausbildungen durchlaufen (Gesellenausbildung, Meisterausbildung, Technikerausbildung usw.) und war u.a. auch als Lehrer und Ausbilder im Bereich Elektrotechnik tätig. Und u.a. habe ich gelernt dass auch ich den Elektrotechnik mit "Theorie" und "Praxis" zwei Welten aufeinander treffen und man niemals Äpfel mit Birnen vergleichen sollte. Denn das führt auf Irrwege.

Also nochmal zum Nachvollziehen, so wie es Thyraz aufgebaut hat:

zu Einspruch 1: Der Step-Up ist in Betrieb und erzeugt am Ausgang seine 28 Volt. Diese 28 Volt laden über einen Widerstand (hier 500 Ohm) über den N.C.-Kontakt des
Relais einen Elko auf. Entspricht einem Anfangsladestrom von nicht ganz 60 mA (ohweia ... verdammt nahe an einem Kurzschluß

)

zu Einspruch 2: Das Relais wird angesteuert. Der Kontakt wechselt von N.C. auf N.O. und legt den Elko an die Spule des Magnetriegels. Der Elko wird mit einer Anfangs-
Stromspitz von knapp 6 A entladen ( ... naja, einem Kurzschluss schon etwas näher gekommen

), der wie oben schon erwähnt etwa 250 ms
anhält (Thyrax hat nur 1000 uF verbaut, was dann etwa 25 ms entspricht).

Da das Relais mit Sicherheit länger als 25 ms angezogen bleibt, kann man davon ausgehen, dass die Energie im "N.O. - Elko - Spulen - Kreis" so gut wie 0 ist. Wo soll hier jetzt die Energie für eine Induktionsspannung beim Öffnen der Relaiskontakte bitteschön her kommen. Da fasse ich dir sehr gerne hin.

Ein kleiner Tip, so wie ich es mir zu Angewohnheit gemacht habe. Wenn ich auf ein Problem antworte, führe ich mir Dieses vorerst einmal zu Gemüte um dann nach Möglichkeit genau auf dieses Problem einzugehen und nicht andere eventuell mögliche Anwendungsfälle oder Begebenheit, die eigentlich überhaupt nicht´s mit dieser Problemstellung zu tun haben, in dieses Problem hineinzuinterpretieren.

Zudem deine beiden "Einsprüche" nicht gerade von fachlicher Kompetenz strotzten und dazu noch absolut neben dem lagen was im Schaltplan gezeichnet war, konnte ich nur annehmen, dass die Kenntnisse in Bezug auf Elektrotechnik nicht gerade die Grössten sind, da es ja anscheinend schon bei Lesen des Schaltplanes haperte.

Aber vielleicht braucht man das inzwischen nicht mehr können, wenn man für seine Schaltungen eine E1-Zulassung bekommt (... hatte ich noch anders in Erinnerung).
und das als zweiten Tip ... das mit E1 hätte ich mir vielleicht verkniffen ... nach den beiden "nicht angebrachten" Einsprüchen

LG
Papa Romeo

Garry · 26 Juli 2021, 02:45:15

Hallo Papa Romeo,

Zitat von: Papa Romeo am 25 Juli 2021, 20:42:34
Also nochmal zum Nachvollziehen, so wie es Thyraz aufgebaut hat:

zu Einspruch 1: Der Step-Up ist in Betrieb und erzeugt am Ausgang seine 28 Volt. Diese 28 Volt laden über einen Widerstand (hier 500 Ohm) über den N.C.-Kontakt des
Relais einen Elko auf. Entspricht einem Anfangsladestrom von nicht ganz 60 mA (ohweia ... verdammt nahe an einem Kurzschluß )

Stop! Nicht die Aussagen durcheinander würfeln!
Mein Einspruch 1 Bezog sich auf Deine Aussage "Du könntest sogar versuchen ganz ohne Widerstand auszukommen. "
"Ganz ohne Widerstand" ist ein himmelweiter Unterschied zu hier schon sehr hochohmigen 500 Ohm!
Je nach Typ haben Kondensatoren einen Innenwiderstand von gerne deutlich unter 0,1 Ohm
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolytkondensator#/media/Datei:Polymer-Z-ESR-Elko-Kurven.jpg
28V über 0,1 Ohm bedeuten einen Strom von 280A (Leitungswiderstände vernachlässigt) - eine völlig andere Dimension als 60mA.
Mir sind schon ein paar Kondensatoren in Brand geraten die ohne Strombegrenzung direkt am Schaltnetzteil hingen - allein durch den schnellen Stromanstieg, nicht wegen unpassender Spannungsauslegung.

Zitat
zu Einspruch 2: Das Relais wird angesteuert. Der Kontakt wechselt von N.C. auf N.O. und legt den Elko an die Spule des Magnetriegels. Der Elko wird mit einer Anfangs-
Stromspitz von knapp 6 A entladen ( ... naja, einem Kurzschluss schon etwas näher gekommen ), der wie oben schon erwähnt etwa 250 ms
anhält (Thyrax hat nur 1000 uF verbaut, was dann etwa 25 ms entspricht).

Da das Relais mit Sicherheit länger als 25 ms angezogen bleibt, kann man davon ausgehen, dass die Energie im "N.O. - Elko - Spulen - Kreis" so gut wie 0 ist. Wo soll hier jetzt die Energie für eine Induktionsspannung beim Öffnen der Relaiskontakte bitteschön her kommen. Da fasse ich dir sehr gerne hin.

Sorry, da hatte ich den Denkfehler. Du hast insofern Recht dass die Spannung in der Regel schon wieder abgebaut ist bevor das Relais regulär öffnet.
Probleme macht hier ggf. ein Kontaktprellen beim Schließen des Kontakts wobei dann durchaus Spannungsspitzen deutlich über der Betriebsspannung auftreten können. Die Energie dazu steckt im Magnetfeld der Spule. Elko und und die 28V Betriebsspannung spielen dabei nur bedingt eine Rolle.
Ganz gut erklärt ist der Effekt hier (Man darf Wikipedia gerne anzweifeln und zur richtigen Literatur greifen):
https://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik):
"Ein plötzliches Abschalten des Spulenstromes .... ist nicht möglich. In der Realität entsteht beim Versuch, den Strom zu unterbrechen, eine Spannungsspitze umgekehrter Polarität, deren Höhe nur von der parasitären Kapazität der Spule und anderen spannungsbegrenzenden Effekten (elektrischer Durchbruch, Überschläge, Schaltlichtbogen) abhängt. Sie können Schäden durch Überspannung verursachen. "

LG
Garry

Papa Romeo · 26 Juli 2021, 10:16:10

Hallo Garry,

Zitat von: Garry am 26 Juli 2021, 02:45:15
Hallo Papa Romeo,Stop! Nicht die Aussagen durcheinander würfeln!
Mein Einspruch 1 Bezog sich auf Deine Aussage "Du könntest sogar versuchen ganz ohne Widerstand auszukommen. "

das kam in deinem Einwurf leider nicht so rüber, da du meine ganze Antwort ins Zitat gesetzt hast.

Aber egal, denn hier ist es wieder ... Theorie und Praxis ... und deswegen hab ich auch geschrieben ... kommt auf den Step-Up an
Und hier dann besonders auf die Ausgangsdiode, was diese verträgt und die Größe der Ladungsspule.

Es ist nicht immer gut eine "Black Box" in eine komplexe Betrachtung mit einzubeziehen. Manchmal ist es ganz gut zu wissen was dahinter steckt, ansonsten führt dies zu einer falschen Beurteilung. Die praktische Anwendung zeigt, das es kein Problem darstellt an einem Step-Up in laufenden Betrieb einen weiteren Glättungskondensator parallel zu legen, da sofort eine Umladung vom bereits verbauten Elko auf den neu angeschlossenen erfolgt. D.h. für die dahinterliegende Step-Up-Schaltung belastungslos. Öffnet der Schalter im Step-Up und legt die Ladungsspule in Reihe zu den C´s sieht der Wandler vorgeladene Elko´s. Ist also für ihn nicht einmal so arbeitsaufwendig, wie wenn der Step-Up das erste mal bei völlig entladenem Elko eingeschaltet wird. Desweiteren wird der Ladestrom durch den ohmschen Widerstand der Ladungsspule begrenzt. Umso mehr Leistung des Step-Up bringen kann um so geringer ist natürlich dieser Widerstand, umso höher der mögliche Strom, umso mehr muß die Diode vertragen.

--> Deswegen meine Aussage: Kommt auf den Wandler an --> bitte testen.

Zitat von: Garry am 26 Juli 2021, 02:45:15
Die Energie dazu steckt im Magnetfeld der Spule. Elko und und die 28V Betriebsspannung spielen dabei nur bedingt eine Rolle.

Die Spule hat weder beim Schließen noch beim Öffnen ein wirkendes Magnetfeld

Zitat von: Garry am 26 Juli 2021, 02:45:15
Probleme macht hier ggf. ein Kontaktprellen beim Schließen des Kontakts wobei dann durchaus Spannungsspitzen deutlich über der Betriebsspannung auftreten können.

In der Regel sind Relais heutzutage so ausgelegt, dass Kontaktprellen weitestgehenst vermieden wird und wenn würde es hier keine Rolle spielen. Denn hier muß ich auch eine meiner Aussagen korrigieren.
Ich hab geschrieben "... der Anfangsspitzenstrom...".... ist so eigentlich nicht korrekt.
Wird an eine Spule eine Gleichspannung gelegt, so lädt sich die Spule im ersten Moment mit der ihr angebotenen Spannung auf --> d.h. wiederum ... der Strom ist Null und an beiden Kontakten des Relais herrscht für eine bestimmte Zeit annähernd gleiches Spannungspotential. Wenn jetzt hier was prellt, ist das "wurscht".
Jetzt steigt der Strom erst an und die Spannung an der Spule baut sich ab, bis diese gegen Null und das Magnetfeld wieder abgebaut ist. Vorausgesetzt, das Relais bleibt so lange geschlossen, was aber eigentlich der Sinn des ganzen Aufwandes ist.

LG
Papa Romeo

Garry · 28 Juli 2021, 02:12:29

Hallo Papa Romeo,

Zitat von: Papa Romeo am 26 Juli 2021, 10:16:10
Hallo Garry,

Es ist nicht immer gut eine "Black Box" in eine komplexe Betrachtung mit einzubeziehen.

In dem Fall macht es durchaus Sinn die Black-Box als ideale Spannungsquelle zu betrachten um damit einen Vorwiderstand für die Kondensatorladung zu definieren.

Zitat

Die praktische Anwendung zeigt, das es kein Problem darstellt an einem Step-Up in laufenden Betrieb einen weiteren Glättungskondensator parallel zu legen, da sofort eine Umladung vom bereits verbauten Elko auf den neu angeschlossenen erfolgt.

Ich sehe hier einen Denkfehler.
Zum einen kann zu viel Kapazität zu Problemen führen - man denke sich einen Kondensator mit unendlicher Kapazität. Was macht dann der Step-Up?
Mit geeignetem Vorwiderstand kein Problem. Ohne wird das Schaltnetzteil einen Kurzschluss sehen und entsprechend seiner Auslegung reagieren.
Ja, unendlich kommt hier in der Praxis nicht vor. Aber im Blindflug davon ausgehen dass ein großer Kondensator nicht schadet...
Zum anderen: Es macht einen erheblichen Unterschied ob der Kondensator fest mit dem StepUp verdrahtet ist oder über einen Schaltkontakt zugeschalten wird.

D.h. für die dahinterliegende Step-Up-Schaltung belastungslos. Öffnet der Schalter im Step-Up und legt die Ladungsspule in Reihe zu den C´s sieht der Wandler vorgeladene Elko´s. Ist also für ihn nicht einmal so arbeitsaufwendig, wie wenn der Step-Up das erste mal bei völlig entladenem Elko eingeschaltet wird. Desweiteren wird der Ladestrom durch den ohmschen Widerstand der Ladungsspule begrenzt. Umso mehr Leistung des Step-Up bringen kann um so geringer ist natürlich dieser Widerstand, umso höher der mögliche Strom, umso mehr muß die Diode vertragen.

--> Deswegen meine Aussage: Kommt auf den Wandler an --> bitte testen.
[/quote]
Leicht gesagt, für die meisten hier kaum umsetzbar. 2-3 mal einschalten ist nicht Aussagekräftig. Ja, man kann es solange betreiben bis es kaputt ist und auf gut Glück das defekte Teil vielleicht durch was "stärkeres" ersetzen.
Warum nicht gleich ordentlich dimensionieren und mit einem passenden Vorwiderstand dafür sorgen dass der Ladestrom in einer moderaten Größenordnung bleibt?
Kostet nur wenig und funktioniert unabhängig ob man jetzt ein Stepup oder eine KFZ-Batterie als Spannungsquelle verwendet.

Zitat

Die Spule hat weder beim Schließen noch beim Öffnen ein wirkendes Magnetfeld

Sehe ich anders.
Spule und Kondensator parallel sind zunächst ein Schwingkreis bei dem man in der vorliegenden Beschaltung mit der Schaltkontaktspeisung nicht pauschal (ohne Berechnung) sagen kann zu welchem Zeitpunkt der Kondensator Ladung hat oder die Spule ein Magnetfeld aufgebaut hat.
Die Situation "Magnetfeld vorhanden" und "Kontakt öffnet" ist somit nicht ausgeschlossen - sei es durch Prellen oder durch kurze Schaltzeiten gegenüber der Abklingphase aus der Schwingkreisresonanz.

Zitat

In der Regel sind Relais heutzutage so ausgelegt, dass Kontaktprellen weitestgehenst vermieden wird und wenn würde es hier keine Rolle spielen. Denn hier muß ich auch eine meiner Aussagen korrigieren.
Ich hab geschrieben "... der Anfangsspitzenstrom...".... ist so eigentlich nicht korrekt.
Wird an eine Spule eine Gleichspannung gelegt, so lädt sich die Spule im ersten Moment mit der ihr angebotenen Spannung auf --> d.h. wiederum ... der Strom ist Null und an beiden Kontakten des Relais herrscht für eine bestimmte Zeit annähernd gleiches Spannungspotential. Wenn jetzt hier was prellt, ist das "wurscht".

Nicht wirklich. Durch den steigenden Strom vom Kondensator in die Spule baut sich dort ein Magnetfeld auf. Wird die Verbindung Kondensator-Spule jetzt unterbrochen, induziert dieses Magnetfeld eine Spannung die durch Magnetfeld und Spuleneigenschaften bestimmt ist, völlig unabhängig von der ursprünglichen Speisespannung.

Zitat

Jetzt steigt der Strom erst an und die Spannung an der Spule baut sich ab, bis diese gegen Null und das Magnetfeld wieder abgebaut ist. Vorausgesetzt, das Relais bleibt so lange geschlossen, was aber eigentlich der Sinn des ganzen Aufwandes ist.

Und wohin baut sich das Magnefeld ab?

Gruß
Garry