Automatiksteuerung mittels Relais

#1 von TomTom191 , 08.01.2024 17:33

Hallo zusammen,
ich habe eine Frage zur Konfiguration meiner Automatiksteuerung.

Der Plan ist, dass ich eine eingleisige Nebenbahn mit einem zweigleisigen Durchgangsbahnhof habe.
Es sollen zwei Züge im Wechsel entgegengesetzt ihre Runde drehen. D.h. der erste Zug fährt im Uhrzeigersinn eine Runde und hält wieder im Bahnhof, dann fährt der zweite Zug gegen den Uhrzeigersinn seine Runde und hält wieder im Bahnhof. Und das immer im Wechsel.

Die Steuerung dieser Automatik soll mittels Reed-Kontakten und Relais erfolgen.
Ich hatte die Automatik soweit eigentlich schon fertig, allerdings bin ich kürzlich durch Zufall darüber gestolpert, dass wohl Freilaufdioden nötig sind. Allerdings konnte ich noch nicht herausfinden, ob je Spule eine Freilaufdiode erforderlich ist, oder ob eine Freilaufdiode für mehrere parallel geschaltete Relais ausreicht.
Außerdem stellt sich mir die Frage, ob die Relais durch die Reedkontakte direkt angesteuert werden können, oder ob man dies besser mit Transistoren lösen sollte...

Daher hoffe ich, dass Ihr mir entsprechende Tipps geben könnt!


Hier die erste Variante ohne Transistoren:
Bild entfernt (keine Rechte)
(links = Platine / rechts = Schaltbild)


Und hier die zweite Variante mit Transistoren:
Bild entfernt (keine Rechte)
(links = Platine / rechts = Schaltbild)


Nachstehend die verwendeten/geplanten Komponenten:

Netzteil

Reed-Kontakt

Relais bistabil

Relais monostabil

Freilaufdiode

Transistor


Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!

Viele Grüße
Thomas


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#2 von vikr , 08.01.2024 17:54

Hallo,

Zitat von TomTom191 im Beitrag #1
stellt sich mir die Frage, ob die Relais durch die Reedkontakte direkt angesteuert werden können, oder ob man dies besser mit Transistoren lösen sollte..
das kommt darauf an welche Kontaktbelastung die Reedkontakten beim Schalten mit Nennspannung der Verbraucher aushalten und welchen Strom die angeschlossenen Relais benötigen. Mit Transistoren bist Du auf der sicheren Seite, aber Kleinsignalrelais könnten beide Bedingungen erfüllen. Mit Transistoren bist Du auf der sicheren Seite. Alternativ kannst Du auch zwei (unterschiedliche Relais) hinternander anordnen.

MfG

vik


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#3 von Domapi , 08.01.2024 17:54

Die Freilaufdioden braucht man nur, wenn man Transistoren oder MOSFETs verwendet.

Die Transistorvariante hat den Charme, dass man das Prellen des Reedkontaktes mit einem Kondensator (10yF) zw. Reed und GND abschwächen kann und der Transistor länger durchsteuert. Das Relais braucht schon ca. 20 - 50 ms Strom zum Schalten.

Als Diode reicht eine 1N4148; der Transistor ist reichlich überdimensioniert. Es reicht ein BC547 oder ein vergleichbarer Standardtyp. Der Basiswiderstand sollte ca. 10k betragen.

Und das Netzteil ist auch überdimensioniert. Da tuts etwas kleineres.


Viele Grüße
Martin

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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#4 von Klaus3 , 08.01.2024 19:50

Moin,

die Freilaufdioden braucht man immer. Ansonsten grillen die Relaisspulen auch die Reedkontakte weg. Induktive Lasten, egal ob Motor oder andere Spulen, wie bei Relais, sollte man immer mit Freilaufdioden versehen. Macht natürlich nur bei Ansteuerung mit Gleichstrom Sinn.

Gruß
Klaus


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#5 von TomTom191 , 08.01.2024 20:35

Zitat von vikr im Beitrag #2
das kommt darauf an welche Kontaktbelastung die Reedkontakten beim Schalten mit Nennspannung der Verbraucher aushalten und welchen Strom die angeschlossenen Relais benötigen


Das kannst du in den beigefügten Links nachlesen, wenn du magst.


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Die Transistorvariante hat den Charme, dass man das Prellen des Reedkontaktes mit einem Kondensator (10yF) zw. Reed und GND abschwächen kann


Also zwei Kondensatoren jeweils zwischen Reedkontakt und Widerstand platzieren?


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Als Diode reicht eine 1N4148

Von dieser habe ich auch des öfteren gelesen, allerdings habe ich die 1N4007 schon in großer Stückzahl da. Kann ich die dennoch verwenden?


Zitat von Domapi im Beitrag #3
der Transistor ist reichlich überdimensioniert. Es reicht ein BC547 oder ein vergleichbarer Standardtyp.

Den BC547 habe ich bei Reichelt in drei Ausführungen (A, B und C) gefunden. Ist es egal, welche Variante ich nehme?


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Der Basiswiderstand sollte ca. 10k betragen.


Als Basiswiderstand meinst du den, den ich zwischen Reedkontakt und Transistor eingezeichnet habe?
Dessen Sinn erschließt sich mir noch nicht...Ich habe den nur eingezeichnet, weil ich das in quasi jeder Schaltung gesehen habe...


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Und das Netzteil ist auch überdimensioniert. Da tuts etwas kleineres.

Das Netzteil ist allerdings nicht nur für die Relaissteuerung, sondern soll auch noch relativ viele LEDs auf der Anlage versorgen.


Wie ihr vielleicht merkt, habe ich von der ganzen Thematik nicht all zu viel Ahnung, deshalb freue ich mich, wenn eure Antworten umso ausführlicher und für blöde geschrieben sind


Viele Grüße

Thomas


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#6 von TomTom191 , 08.01.2024 20:37

Zitat von Klaus3 im Beitrag #4
Moin,

die Freilaufdioden braucht man immer. Ansonsten grillen die Relaisspulen auch die Reedkontakte weg. Induktive Lasten, egal ob Motor oder andere Spulen, wie bei Relais, sollte man immer mit Freilaufdioden versehen. Macht natürlich nur bei Ansteuerung mit Gleichstrom Sinn.

Gruß
Klaus


Und wie sieht es aus, wenn das Relais über einen Schalter direkt mit dem Netzteil verbunden ist? Sind im Netzteil eventuell auch Bauteile, die durch eine Freilaufdiode geschützt werden müssen?


Viele Grüße

Thomas


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#7 von vikr , 08.01.2024 21:10

Hallo Thomas,

Zitat von TomTom191 im Beitrag #5
Zitat von vikr im Beitrag #2
das kommt darauf an welche Kontaktbelastung die Reedkontakten beim Schalten mit Nennspannung der Verbraucher aushalten und welchen Strom die angeschlossenen Relais benötigen
Das kannst du in den beigefügten Links nachlesen, wenn du magst
Nein ich verwende inzwischen eigentlich lieber Hallsensoren.
Zitat von TomTom191 im Beitrag #5
Von dieser habe ich auch des öfteren gelesen, allerdings habe ich die 1N4007 schon in großer Stückzahl da. Kann ich die dennoch verwenden?
Ja.
Zitat von TomTom191 im Beitrag #5
Wie ihr vielleicht merkt, habe ich von der ganzen Thematik nicht all zu viel Ahnung, deshalb freue ich mich, wenn eure Antworten umso ausführlicher und für blöde geschrieben sind
vielleicht ist Dir nicht klar, dass auch bei Schutzgasrohrkontakten- hinter einem induktivem Verbraucher in einem Gleichstromkreis - die Induktionspannung bei Stromunterbrechung am ehesten die Kontakte zerstören kann.

Je kleiner der Schaltstrom, je kleiner die Schaltspannung und um so seltener das Prellen, um so länger halten die Reed-Kontakte. Und einfach besser Wechselstrom schalten....

MfG

vik


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#8 von Domapi , 08.01.2024 21:29

Also zwei Kondensatoren jeweils zwischen Reedkontakt und Widerstand platzieren? Ja, den Minuspol an 0V


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Als Diode reicht eine 1N4148

Von dieser habe ich auch des öfteren gelesen, allerdings habe ich die 1N4007 schon in großer Stückzahl da. Kann ich die dennoch verwenden?

ja


Zitat von Domapi im Beitrag #3
der Transistor ist reichlich überdimensioniert. Es reicht ein BC547 oder ein vergleichbarer Standardtyp.

Den BC547 habe ich bei Reichelt in drei Ausführungen (A, B und C) gefunden. Ist es egal, welche Variante ich nehme?

Ist egal für deinen Zweck, nimm C.


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Der Basiswiderstand sollte ca. 10k betragen.


Als Basiswiderstand meinst du den, den ich zwischen Reedkontakt und Transistor eingezeichnet habe?
Dessen Sinn erschließt sich mir noch nicht...Ich habe den nur eingezeichnet, weil ich das in quasi jeder Schaltung gesehen habe...

Der begrenzt den Basistrom am Transistor, sonst raucht er ggf. ab. Mit 10k schaltet er noch sicher durch.


Zitat von Domapi im Beitrag #3
Und das Netzteil ist auch überdimensioniert. Da tuts etwas kleineres.

Das Netzteil ist allerdings nicht nur für die Relaissteuerung, sondern soll auch noch relativ viele LEDs auf der Anlage versorgen.

ok


Viele Grüße
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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#9 von Domapi , 08.01.2024 21:34

Zitat von Klaus3 im Beitrag #4
Moin,

die Freilaufdioden braucht man immer. Ansonsten grillen die Relaisspulen auch die Reedkontakte weg. Induktive Lasten, egal ob Motor oder andere Spulen, wie bei Relais, sollte man immer mit Freilaufdioden versehen. Macht natürlich nur bei Ansteuerung mit Gleichstrom Sinn.

Gruß
Klaus


Das ist theoretisch korrekt.

Da die Reedkontakte aber mit Schutzgas gefüllt sind und die Ströme eher klein sind, ist die „Grillwahrscheinlichkeit“ eher gering.


Viele Grüße
Martin

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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#10 von TomTom191 , 08.01.2024 22:46

Ihnen Dank für eure Hilfe!
Das hat mir schonmal sehr weitergeholfen!!!

@Domapi
Ich hätte da allerdings noch zwei kleine Fragen.

Zum einen bezüglich der Kondensatoren. "Knallt" es nicht im Reedkontakt, sobald Strom fließt und sich der Kondi schlagartig auflädt?

Und hast du eine genaue Empfehlung für mich bezgl. Kondensator und Widerstand? Es gibt ja unmengen verschiedener Typen mit den entsprechenden Werten...

Vielen Dank!


Viele Grüße

Thomas


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#11 von Dampf-Jo , 09.01.2024 01:36

warum nicht Hallsensoren anstatt Reedkontakten, ich stand auch vor dieser Frage und bin mit den Hallsensoren sehr
zufrieden. Ich bin jetzt kein Elektronikexperte hatte aber das Glück dass es das ganze Hallsensorengedöns fertig
in der Bucht gibt, man muss nur noch den Schaltplan zeichnen und dann eben verdrahten. Die Schaltplatinen sind
mit bipolaren Relais ausgestattet, so brennt nichts auf Grund von Dauerströmem durch. Bei mir fahren 14 Züge
im vollautomatischen Dauereinsatz mit Blockstrecken und Kehrschleifen, da gibts schon was zu schalten und ich hatte
in jetzt doch schon einigen Jahren noch nie irgendwelche Ausfälle.

Was mich an den Reedkontakten grundsätzlich stört ist die Sache mit der Bewegung des Kontakts und dem Magnetfeld
des lokseitigen Schaltmagneten der ja, bedingt durch Einbaulage, nie einen gleichen definierten Abstand zum Reedkontakt
hat. Ich habe mich seinerzeit gefragt ob es denn theoretisch möglich ist dass ein zu starker Magnet einen Reedkontakt
regelrecht zerstört und was evtl. Schaltfunken wohl für Langzeitwirkungen auf die Kontaktfläche haben. All das ist
bei Hallsensoren kein Problem.

Dampf Jo


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#12 von Domapi , 09.01.2024 07:29

Zitat von TomTom191 im Beitrag #10
Ihnen Dank für eure Hilfe!
Das hat mir schonmal sehr weitergeholfen!!!

@Domapi
Ich hätte da allerdings noch zwei kleine Fragen.

Zum einen bezüglich der Kondensatoren. "Knallt" es nicht im Reedkontakt, sobald Strom fließt und sich der Kondi schlagartig auflädt?

Und hast du eine genaue Empfehlung für mich bezgl. Kondensator und Widerstand? Es gibt ja unmengen verschiedener Typen mit den entsprechenden Werten...

Vielen Dank!


Da knallt nix, bzw. ist vernachlässigbar.

https://www.reichelt.de/widerstand-kohle...ct=pos_11&nbc=1

https://www.reichelt.de/elko-10-f-25-v-1...tct=pos_6&nbc=1


Viele Grüße
Martin

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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#13 von TomTom191 , 09.01.2024 16:04

Zitat von Dampf-Jo im Beitrag #11
warum nicht Hallsensoren anstatt Reedkontakten, ich stand auch vor dieser Frage und bin mit den Hallsensoren sehr
zufrieden. Ich bin jetzt kein Elektronikexperte hatte aber das Glück dass es das ganze Hallsensorengedöns fertig
in der Bucht gibt, man muss nur noch den Schaltplan zeichnen und dann eben verdrahten. Die Schaltplatinen sind
mit bipolaren Relais ausgestattet, so brennt nichts auf Grund von Dauerströmem durch. Bei mir fahren 14 Züge
im vollautomatischen Dauereinsatz mit Blockstrecken und Kehrschleifen, da gibts schon was zu schalten und ich hatte
in jetzt doch schon einigen Jahren noch nie irgendwelche Ausfälle.

Was mich an den Reedkontakten grundsätzlich stört ist die Sache mit der Bewegung des Kontakts und dem Magnetfeld
des lokseitigen Schaltmagneten der ja, bedingt durch Einbaulage, nie einen gleichen definierten Abstand zum Reedkontakt
hat. Ich habe mich seinerzeit gefragt ob es denn theoretisch möglich ist dass ein zu starker Magnet einen Reedkontakt
regelrecht zerstört und was evtl. Schaltfunken wohl für Langzeitwirkungen auf die Kontaktfläche haben. All das ist
bei Hallsensoren kein Problem.

Dampf Jo


Dazu muss ich mich erstmal schlau machen, was Hallsensoren sind, um abzuschätzen, ob sie mir Vorteile bringen. Aber werde ich mir mal anschauen. Danke für den Hinweis!



Zitat von Domapi im Beitrag #12
Da knallt nix, bzw. ist vernachlässigbar.

https://www.reichelt.de/widerstand-kohle...os_11&nbc=1

https://www.reichelt.de/elko-10-f-25-v-1...pos_6&nbc=1



Vielen Dank!

Ich habe nun meine Schaltung entsprechend deiner Tipps überarbeitet, falls du die so absegnen magst

Bild entfernt (keine Rechte)


Viele Grüße

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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#14 von TomTom191 , 09.01.2024 16:07

Doppelter Post gelöscht


Viele Grüße

Thomas


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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#15 von Domapi , 09.01.2024 16:57

So wird das nix, bitte so wie in rot skizziert:

Bild entfernt (keine Rechte)


Ich empfehle ein Buch zu den Grundlagen der Elektronik, z.B. http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html (auch mal die anderen Links) durchklicken.


Hallsensoren sind teurer, man braucht eine Leitung mehr zum Anschluss und muss ebenfalls Transistoren danach zur Verstärkung einsetzen.
Vorteil ist: kleiner, empfindlicher (kann auch wieder schlecht sein, da sie dann sogar auf das Magnetfeld des Lokmotors reagieren).

Probiers einfach aus: Versuch macht kluch!


Viele Grüße
Martin

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RE: Automatiksteuerung mittels Relais

#16 von TomTom191 , 10.01.2024 16:26

Zitat von Domapi im Beitrag #15
So wird das nix, bitte so wie in rot skizziert:




Ich empfehle ein Buch zu den Grundlagen der Elektronik, z.B. http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html (auch mal die anderen Links) durchklicken.


Hallsensoren sind teurer, man braucht eine Leitung mehr zum Anschluss und muss ebenfalls Transistoren danach zur Verstärkung einsetzen.
Vorteil ist: kleiner, empfindlicher (kann auch wieder schlecht sein, da sie dann sogar auf das Magnetfeld des Lokmotors reagieren).

Probiers einfach aus: Versuch macht kluch!


Ja klar, natürlich hab ich die falsch angeschlossen! So kann es nicht funktionieren...

Bezüglich der Grundlagen hast du vollkommen recht. Das werde ich mir mal zu Gemüte führen. Schaden tut es auf jeden Fall nicht...

Und Hallsensoren haben wohl den Nachteil, dass die Schaltung invertiert ist, ich diese also dann nochmal invertieren müsste, um wieder den korrekten Schaltvorgang zu haben. Das ist mir eine zu komplizierte bzw aufwendige Schaltung.


Ich habe jedenfalls meine Schaltung gem. deiner Anmerkung nochmal korrigiert:

Bild entfernt (keine Rechte)


Und passend dazu auch schon die Platine gezeichnet, die ich demnächst bei Platinenbelichter.de bestellen werde:

Bild entfernt (keine Rechte)


Viele Grüße

Thomas


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