230V-Halbleiterrelais aussuchen und vom Raspi ansteuern

Hallo,

gegeben sei das unter

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beschriebene Halbleiterrelais.

Dabei wundere ich mich ein wenig über die zulässigen 40A Strom auf der Lastseite. Dafür sehen mir die Klemmen fast ein wenig fipsig aus.

Aber ich möchte nur einen Switch mit vielleicht 200W Stromaufnahme schalten.

Wenn das mit diesem Halbleiterrelais sicher machbar ist, kann ich das auf der Eingangsseite so beschalten?

5V Raspi --------------------------| Raspi GPIO -------------------| | Optokoppler \=> / | | | | --- \- |R| Eingang Halbleiterrelais --- /- | | | | Masse Raspi ------------------------

Oder gibt es kaufbare Module mit denen ich einen 230v-Stromkreis schalten kann? Die Gembird USB-Steckerleiste ist mir zu sperrig, und ein Tasmota kommt nicht in frage weil das Netz braucht, da ist die Ansteuerung zu komplex.

Grüße Marc

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Marc Haber
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Am 04.07.2022 um 10:45 schrieb Marc Haber:

Was versprichst Du dir vom Optokoppler? Kannst eigentlich direkt auf den Eingang gehen oder einen Schalttransistor vorsehen. Eine galvanische Trennung ist ja in der Schaltung nicht gegeben. Das Modul kann übrigens 230V~ schalten, oder ?

Gruß Udo

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Newdo

Ich bin immer skeptisch bei SSR und nicht ohmschen Lasten. Ich würde ein klassisches Relais bevorzugen, z.B. Pollin 340846 oder vielleicht 810921, da ist da Relais schon auf einer kleinen Platine und Anschlussklemmen sind auch schon dran. Das Modul braucht 15-20 mA zum Schalten; das kann der Optokoppler ohne weiteres liefern. Freilaufdiode ist beim Modul auch verbaut.

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Peter Heitzer

Dessen Schaltnetzteil wird beim Einschalten einige A ziehen - es schadet also nicht, das SSR ein wenig dicker zu wählen, 40A Dauerstrom ist aber reichlich.

Wozu den Optokoppler? Der bringt im Normalfall keine Stromverstärkung, d.h. der Raspi-GPIO muss den gleichen Strom (oder im worstcase sogar mehr) liefern, den das SSR braucht (gängige Optokoppler haben CTR im Bereich

50%-600%) - da kannst Du das SSR auch direkt an GPIO und GND hängen.

Das Datenblatt meint, daß das SSR 7.5mA bei 12V braucht und ab 3V schaltet,

7.5mA finde ich für einen GPIO aber schon recht happig, daher:

Nimm' einen BC547, Emitter an GND, Basis über 10k an den GPIO, Kollektor ans SSR, anderes Ende des SSR an +5V:

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und reichlich ähnliches, mit teilweise sehr zweifelhaftem Layout (Isolationsabstände!). Ich würde für 230V eher das SSR nehmen, da hat man gescheite Abstände.

cu Michael

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Michael Schwingen

Gerade bei kleinen nicht-ohmschen Lasten kann das Verhalten eines SSR sehr merkwürdig werden ;-) Hab' grad dasselbe problem in der Arbeit, daß eine netzbetriebene (LED-)Warnleuchte mittels SSR von einem TTL-Ausgang gechaltet werden soll. "Aus" ist da nicht ganz das, was man erwarten würde: Während im eingeschalteten zustand die Warnleuchte tut was sie soll, flackert/blinkt sie im ausgeschalteten Zustand deutlich sichtbar. Um das Flackern zu unterbinden, muß ich beim SSR etwas in der Größenordnung 1kOhm parallel zur Lampe hängen, was die Energieersparnis durch die LED *etwas* überkompensiert 8-P. Das wird dann nächste Woche auf Relais umgebaut.

Gruß, Florian

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onlinefloh

onlinefloh schrieb:

Isso. Ob da nun ein "snubberless" TRIAC drin ist oder nicht, snubber scheint meistens drin zu sein. Je nach LED-Lampe passieren dann ungewollte bis ungewünschte Dinge. Einige dimmen dann sehr dekorativ, andere können auch blinken.

Ganz blöd ist es, wenn man mit SSR ein anderes Relais oder einen andern induktiven Verbraucher kleiner Leistung ansteuert. Etwa ein Magnetventil. Das bleibt dann auf/an. BTDT.

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Rolf Bombach

Erschwerend kommt hinzu, daß die meisten SSR im Nulldurchgang schalten. Was für ohmsche Verbraucher sinnvoll ist, kann bei nicht ohmschen Verbrauchern nach hinten losgehen, z.B. bei einem grösseren Ringkerntrafo. Wie sich ein modernes SNT mit PFC verhält, weiss ich nicht. Aber daß in allen Funksteckdosen ausschliesslich Relais verbaut werden, kann nicht allein dem geringeren Preis geschuldet sein.

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Peter Heitzer

Am 4 Jul 2022 10:43:52 GMT schrieb Peter Heitzer:

Ich sehe das eher umgekehrt, manche Relais kommen mit kpazativen Lasten nicht klar und verschleißen schnell. Ich habe schon etliche Relais mit den Anlaufströmen von Schaltnetzteilen gekillt (Kontakte verschweißt). In industriellen Anwendungen, wo es um häufiges Schalten großer Ströme geht, setzt man auch eher auf SSR.

Gruß Lennart

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Lennart Blume

Am Mon, 4 Jul 2022 14:47:37 +0200 schrieb onlinefloh:

Das SSR hat halt im ausgeschalteten Zustand einen hohen, aber endlichen Widerstand. Es fließt weiterhin ein kleiner Strom von einigen Mikroampere, der Kondensatoren in Netzteilen aufladen kann, was dann zum Blinken von LED führen kann.

Gruß Lennart

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Lennart Blume

Am 04.07.22 um 19:26 schrieb Lennart Blume:

Ja. Und wenn man's nicht übertrieben sieht ist ein Relais schon eine Trennung, ein Optokoppler also nicht nötig. Nur die Anpassung der Ansteuerung (Schalttransistor u.s.w.)

Was für SNT waren das, und was für Relais?

Ist das nicht eher ein Dimensionierungs-Problem?

Ein Gerät das nur 1 Ampere zieht mit einem 40 A SSR zu schalten macht eben keinen Sinn. Ebenso wenig wie ein klappriges Baumarkt-Relais für Höhere Anforderungen.

Bye/ /Kay

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Kay Martinen

Am 04.07.22 um 10:45 schrieb Marc Haber:

Du möchtest einen Glühofen schalten? :)

Alles eine Frage der Kontaktflächen. Mit einem (Ring)kabelschuh geht's auch.

??? Warum das! So was würde ich eher direkt an einer evtl. vorhandenen USV anschließen. Wenn die startet ist der Switch auch da und das ist sein Job. Es gibt vielleicht auch USV mit getrennt schaltbaren Ausgängen... Die Sinnfrage beantwortet das aber auch nicht wirklich.

Ist das SSR nicht optisch Entkoppelt? Ich würde das bei solchen Teilen eigentlich IMMER als Standard annehmen weil doch sonst keine wirkliche Trennung zwischen Steuer- und Last-seite existiert.

Shelly Plug S auch? Kaum so groß wie die Steckdose selbst und die Ansteuerung kann ich nicht wirklich komplex finden.

Es gibt "USB Steckdosenleisten" die nur EIN Relais und mehrere Ausgänge per USB schalten - und es gibt USB-Steuerbare Steckdosenleisten die pro Ausgang ein Relais haben. SIS-PM z.B. ist letztere aber ob die Gembird oder Silvershield heißt (oder inzwischen wieder anders) weiß ich nicht mehr. Nur das sie haltbarer ist, wandmontierbar und auch in Varianten mit LAN oder WLAN anbindung existieren soll.

Meine hat nur USB, läßt sich aber von Windows (UI-Tool) und Linux (shell und Webservice) steuern.

Bye/ /Kay

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Kay Martinen

Marc Haber:

[...]
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Arno Welzel

Dass der mit 16 mA belastbare GPIO-Pin überlebt. Das Halbleiterrelais nimmt 20 mA Eingangsstrom.

Ein Transistor ginge auch, aber den Optokoppler hab ich im Schrank und ich weiß auch was für einen Vorwiderstand ich nehmen muss.

Grüße Marc

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Marc Haber

Das sieht auch gut aus, ja. Danke.

Grüße Marc

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Marc Haber

Du kannst mir einfach glauben, dass ich mir das durchdacht habe.

Der Switch ist ein managebarer 24-Port-10-GbE Switch, der sich alle paar Wochen mal weghängt und entstromt werden möchte. Das möchte ich automatisieren.

Wenn der Switch weg ist, habe ich kein Netz mehr. Ich müsste also zwischen dem Raspi, der u.a. die Überwachung macht, ob er noch Netz hat und ggf den Switch kurz entstromt, ein dediziertes WLAN-Segment aufmachen und dieses dann auch wieder überwachen. Das ist, mit Verlaub, komplizierter und auch störanfälliger als ein Relais am GPIO.

Die Gembird hat einen absurd schlechten Ruf, von "klappert" bis hin zu "hat durch ständiges ein- und ausschalten das angeschlossene gerät ruiniert" bis hin zu "ist abgebrannt" habe ich da schon alles gehört. Außerdem ist sie mir - wie ich oben schon schrieb - zu sperrig.

Ja, das ist wunderbar, so lange das Netz funktioniert.

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Marc Haber

Der RPI, der die Überwachung macht, könnte sich allerdings auch mal verhaspeln. Ich würde deshalb mit dem GPIO ein nachtriggerbares MF bedienen, quasi einen einfachen Watchdog bauen. Solange der RPI das MF mit einer aktiven _Flanke_ triggert, bleibt das Relais angezogen, ansonsten fällt es nach der metastabilen Zeit ab. Der Ausgang des MF kann direkt das Relais schalten, wenn du ein TTL MF wie 74LS123 verwendest.

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Peter Heitzer

Und wie würde das Relais dann wieder einschalten?

Grüße Marc

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Marc Haber

Sobald eine aktive Flanke das MF triggert, zieht das Relais wieder an. Ein nachtriggerbares MF braucht wie ein sog. Totmannschalter im Zug einen regelmässigen Puls und keinen statischen Pegel.

Auf dem Raspi könnte das in etwa so implementiert werden. #!/bin/sh while true; do ping -c 5 $netzwerkswitch >/dev/null && gpiopuls sleep 300 done

gpiopuls ist dabei ein python-Skript, das den GPIO am Triggereingang des MF kurz toggled.

Wie du feststellst, daß der Raspi, also die Überwachung versagt hat, ist dein nächstes Problem ;-)

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Peter Heitzer

Da stellt sich dann die Frage, ob der Optokoppler eine Stromverstärkung >1 hat. Ansonsten hilft dir das nicht bei dem Problem mit der Strombelastung deines GPIOs.

Ich würde, wie schon von anderen vorgeschlagen, einen Transistor verwenden. Den Pluspol des SSR-Eingangs an +5V und den Minuspol auf den Kollektor eines Transistors. Entweder ein popeliger BC547C oder BC347 NPN Transistor im TO92 Gehäuse oder ein Logic-Level Mosfet.

Beim NPN Transistor kann man dann mit einer Stromverstärkung von 200 rechnen. Für Schaltzwecke schickt man dann 10x soviel Strom in die Basis wie man theoretisch bräuchte.

Basisstrom wäre dann 20mA / 20 = 1mA.

Was für Ausgänge hat der Raspi? 3V oder 5V

Bei 3V bräuchte man dann einen 3V-0,7V / 1mA = 2,7 KOhm.

Ich würd einen 4k7 nehmen, weil mit die Farbkombination gelb lila rot besser gefällt ;-)

Dann geht das auch mit einem 5V GPIO.

Alles ziemlich unkritisch, geht wahrscheinlich auch mit 10K.

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stefan

Wenn ich Marc richtig verstehe, geht er davon aus, daß der Raspi dann genau wie der Switch an der geschalteten Leitung hängt. Dann würde in der Tat der Raspi sich selber den Saft abdrehen, so daß ihm ein Wiedereinschalten nicht ohne fremde Hilfe möglich wäre. In diesem Falle hätte er seinen Single Point of Failure (den Switch) um eine weitere Fehlerquelle erweitert, ohne einen Mehrwert daraus ziehen zu können.

Was Peter aber vermutlich meint, ist die Variante, daß der Raspi ständig am Netz hängt (also vor dem Relais), den Switch überwacht, und nur bei Bedarf - wenn die Kiste sich mal wieder komisch verhält - kurzzeitig vom Netz trennt.

Wo ich so drüber nachdenke: Da das ganze sowieso eine Bastelei wird, könnte man auch darüber nachdenken, einfach den Switch aufzumachen und den üblicherweise vorhandenen Reset-Schalter mit einem MOSFET, Optokoppler o.ä. zu betätigen. Der Reset ist dann eh Kleinspannung, so daß Gebastel am Netz entfällt.

Nur so eine Idee, natürlich gibt es einige valide Gründe, den Switch nicht aufmachen zu wollen...

Gruß, Florian

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onlinefloh

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