Fragen zu bistabilen Relais

[Elu]

Hallo, ich möchte eine Schaltung realiseren, bei der ein Relais jeweils beim ersten Steuersignal geschlossen und beim zweiten Steuersignal von der gleichen Signalquelle (IR-Empfänger)wieder geöffnet wird. Es sollte ein Printrelais mit möglichst geringen Abmessungen sein. Ich habe mich nun im Internet kundig gemacht und bin zu folgendem Ergebnis gekommen.
Die dafür geeigneten bistabilen Relais gibt es in zwei Ausfühungen: 1- und 2-spulig.
Bei den 1-spuligen Relais muss dabei zwischen den Signalen SET und RESET jeweils die Polung der ankommenden Signale vertauscht werden.
Bei den 2-spuligen Relais kommen die Signale von zwei verschiedenen Signalgebern. Bei C gibt es einen Relais-Vorschaltbaustein, bei dessen Einsatz nur ein Signalgeberanschluss erforderlich ist. Dieser Baustein kostet doppelt so viel wie das eigentliche Relais und nimmt zusätzlich Platz weg.

Meine Frage ist, ob ich das von mir Gelesene richtig verstanden habe und ob es noch andere Möglichkeiten gibt, mein Schaltungsvorhaben zu realisieren. Das einzusetzende Relais soll einen Strom von 1 A bei 5 V schalten.
Elu

[corone]

Mhm, spontan würde ich sagen nimm doch einfach nen FlipFlop. Wenn du grad keinen als IC da hast kannst du dir auch ganz schnell selbst einen bauen, ist nichts weiter als ein bistabiler Multivibrator. An den entsprechenden Ausgang für das Relais noch nen kleinen Verstärker hängen (Transistor BC547 oder anderer kleiner), falls der MV selber nicht genug Strom liefern kann, anderen Ausgang unbeschalten lassen.

[herrma]

Falls du irgendeine 0/8/15 IR-Fernbedienung als "Taster" benutzen willst, bekommst du hinter dem IR-Empfänger eine "tastenspezifische" Signalfolge, die dann empfängerseitig nach der Decodierung die entsprechende Aktion auslöst.

Sollte dein "Sender" lediglich aus einem Taster mit IR-Sendediode und Vorwiderstand bestehen, bekommst du evtl. nach dem Tastendruck durch das "Prellen" des Tasters aber wahrscheinlich auch mehrere Impulse geliefert.

Hinter deinem IR-Empfänger müsste also eine kleine Auswertelogik(z.B. µC) befinden, die den aktuellen Zustand des Ausgangs wechselt, wenn ein oder mehrere IR-Signale innerhalb einer definierten Zeit detektiert werden. (Monoflop)

Als Leistungstreiber könntest du z. B. einen ULN 2803 einsetzen und vielleicht ganz auf ein Relais verzichten, wenn du die 8 Ports parallel schaltest (Iges max 1 A), oder du nimmst einfach eines der unzähligen Halbleiterrelais.

[Elu]

Hallo, vielen Dank für eure Postings. Ich werde mich mal mit euren Votrschlägen befassen und melde mich dann wieder.
Elu

[Elu]

Hallo corone und herrma, auf der Grundlagen eurer Vorschläge habe ich nochmal das Internet nach einer Schaltung durchforstet. Ich war erstaunt in wieviel Foren das Problem der Set- und Resetschaltung mit nur einem Taster eine Rolle spielten. Aber leider nur allgemeines Gedankengut, aber keine konkkrete Schaltung mit der man das Problem lösen könnte. Ich selber bin nicht so firm, um eine diesbezügliche elektronische Schaltung zu entwerfen. Vielleicht findet sich noch jemand ? Bei dem jetzigen Wetter doch sicher eine dankbare Aufgabe in der warmen Stube.
Elu

[herrma]

Aber leider nur allgemeines Gedankengut, aber keine konkkrete Schaltung mit der man das Problem lösen könnte.
...
Bei dem jetzigen Wetter doch sicher eine dankbare Aufgabe in der warmen Stube.
Elu

Für problemspezifische Lösungen ist eine genaue Kenntnis des "Problems" zwingend erforderlich. Die Lösung deines Problems scheint zwar auf den ersten Blick trivial zu sein, aber bekanntlich steckt der Teufel ja im Detail.

Beschreibe doch mal in Stichworten was du genau machen willst:

1.) Was willst du schalten?

2.) Wie sehen die Rahmenbedingungen aus im Hinblick auf Störeinflüsse (Sonnenlichteinstrahlung; andere IR-Fernbedienungen etc.) aus?

3.) Muss die Schaltung gegen unabsichtliches Schalten abgesichert werden?

3.) Welche Reichweite darf´s denn sein?

4.) Sind bereits Komponenten oder Bauteile (Sender/Empfänger) vorhanden?


Ich könnte mir gut vorstellen, dass man dir hier unabhängig vom Wetter helfen wird.

Gruß

[Frank E.]

Ich würde mir die Zeit des Suchens für Besseres aufheben. Nimm doch einfach einen ATTiny45, kleiner (DIP8) und billiger (1,50 €) geht es wohl kaum ...

[Elu]

Hallo, herrma, deine Fragen möchte ich zusammengefasst wie folgt beantworten:

Ich baue z.Zt. meinen zweiten Roboter (Relaissteuerung) und habe die einzelnen Platinen (Bumper, US, CNY70, LDR,IR) schon fertig. Jetzt möchte ich mit der IR-Fernbedienung (von TV) die Batteriespannung des Roboters ein-und ausschalten. Die IR-Empfangsplatine mit einem Print-Relais am Ausgang funktioniert einwandfrei. Solange ich eine Taste der FB drücke ist das Relais angezogen. Jetzt möchte ich, dass das Relais beim Loslassen der FB-Taste weiter angezogen bleibt (Batteriespannung "ein")und erst bei einer erneuten Tastenbedienung (Batteriespannung"aus") wieder abfällt.

Wie meine Recherchen ergeben haben, ist ein bistabiles Relais für meine Betätigung mit nur einer Taste (Relaiskontakt) nicht geeignet. Ich könnte hinter dem jetzt schon vorhandene Print-Relais, wie in diesem Thread schon vorgeschlagen, auch einen bistabilen Multivibrator schalten. Aber wie ??????

Hallo, Frank E., auch deinem Vorschlag mit einem ATTiny45 würde ich gerne nähertreten, aber ohne ein paar Federstriche über die Schaltung komme ich leider nicht weiter. Ich muss also eifrig weitersuchen.

Lasst euch aber die Osterfeiertage durch meine Fragen nicht vermiesen.

Elu

[Hubert.G]

Ein kleiner µC ist sicher die bessere weil erweiterbare Lösung.
Das wäre allerdings die einfachere Lösung, lies dir das mal. www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0210033.htm
Allerdings würde ich das nicht mit dem Relaiskontakt steuern, denn dieser prellt sicher.
Als D-FlipFlop käme ein 4013, als JK ein 4027 in Frage.

[Elu]

Hallo, vielen Dank für eure Antworten. Mit den Hinweisen auf verschiedene Lösungsmöglichkeiten ohne einen konkreten Schaltungsvorschlag komme ich leider nicht weiter. Ich stehe nicht so in der Materie, dass ich selbst daraus was machen kann.
Hubert, wie sieht konkret die Schaltung aus, die ich mit den ICs 4013 und 4027 realisieren kann ? Ich denke, du könntest mir helfen.
Elu

[Hubert.G]

Die Schaltung sollte so funktionieren. Wenn der Eingang von 0 auf 1 geht dann schaltet der FF und beim nächsten mal wieder zurück.

[Elu]

Hallo, Hubert, jetzt bin ich wunschlos glücklich und werde gleich die Teile besorgen. Wenn ich die Schaltung auf der Platine habe, werde ich mich wieder melden.
Dir und allen,die gepostet haben, wünsche ich ein schönes Osterfest und ein Wiedertreffen in diesem Forum.
Elu

[Hubert.G]

Hier auch noch die Schaltung mit dem 4013, falls du den leichter bekommst oder schon hast.

[Elu]

Hallo Hubert, vielen Dank auch für den neuen Schaltplan. Kannst du mir noch mitteilen, wie groß ich den Widerstand R31 bzw. R32 wählen soll? Beide ICs stehen bei Conrad im Katalog und werden sicher auch lieferbar sein.
Gruß Elu

[Hubert.G]

Für die R würde ich etwa 1k wählen, wenn du mit 5V arbeitest, wenn du die Betriebsspannung höher hast kannst du ihn auch etwas erhöhen. Bei 12V bis zu 3k3. Der Ausgang des IC kann max. 10mA, das sollte man aber nicht ausreizen.

[herrma]

Moin,

statistisch wird die Schaltung etwa bei jedem 2. Mal funktionieren. Allerdings könnte die "Trefferquote" nochmal durch "Fehlschüsse" (z.B. Sonnenlicht) sinken.

Deine oben erwähnte Fernbedienung liefert eine codierte Bitfolge (wahrscheinlich RC-5), die zudem moduliert (z.B. 36 KHz) übertragen wird.

Empfängerseitig erhälst du nach der Demodulation je nach Code eine Bitfolge aus Nullen und Einsen.

Ohne Signalkonditionierung bzw. -auswertung erhälst du nach dem Loslassen der Taste am Ausgang einen quasi zufälligen Zustand.

Wie ist denn dein Empfänger aufgebaut?

Gruß
Herrma

[Elu]

Hallo, meine Schaltung habe ich hier gepostet.
Den Elko habe ich so gewählt, dass das Relais sofort nach dem Loslassen der FB-Taste wieder abfällt. Bei der vorliegenden Schaltung (mit galvanischer Trennung) tritt eine Prellung bei höchstens 5% der Schaltvorgänge auf. Aber auch , wenn das Relais an die Stromquelle des Empfängers angeschlossen ist, ist die Prellquote nur unwesentlich höher und für meine Anwendung eher unbedeutend. Somit müsste die Gesamtschaltung (mit anschließendem FlipFlop) auch fuunktionieren.
Elu

[Hubert.G]

Wenn du die Schaltung mit oder ohne Optokoppler benutzt, du benötigst immer einen PullUp Widerstand.

[Besserwessi]

Das "Prellen" kommt wahrscheinlich davon, das der IR Empfänger für ein Moduliertes Signal ist. Wenn der ein zu langes 36 kHz Signal kriegt, wird die Empfindlichkeit reduziert bis es wieder ein paar Aussetzer gibt.

Die Schaltung mit 2 Transitoren und Optokoppler ist etwas übertrieben. Besser wäre ein Komperator mit etwas Hysterese. Das könnte man mit 2 Transistoren oder einem IC (z.B. Ne555, LM311,...) aufbauen. Ein Ne555 könnte auch gleich das Relais (bis ca. 100 mA) ohne extra Treiber ansteuern.

[Elu]

Hallo Besserwessi, du schreibst:

Die Schaltung mit 2 Transitoren und Optokoppler ist etwas übertrieben. Besser wäre ein Komperator mit etwas Hysterese. Das könnte man mit 2 Transistoren oder einem IC (z.B. Ne555, LM311,...) aufbauen. Ein Ne555 könnte auch gleich das Relais (bis ca. 100 mA) ohne extra Treiber ansteuern.
Du hast sicher Recht. Aber in der Ursprungsschaltung, die ich aus der Literatur habe, war als Verbraucher eine 6-Violt- Glühlampe vorgesehen. Erst habe ich an dieser Stelle eine LED mit Vorwiderstand und danach ein Relais angebunden. Mit dem Elko mit 22 uF hatte ich bei der LED nur eine Einschaltdauer von weniger als 1 Sekunde. Bei der Verwendung eines Relais fiel dieses erst nach einer sehr langen, von mir nicht akzeptierten Zeit, ab. Dazu hatte ich in diesem Forum schon mal einen Thread aufgemacht. Man empfahl mir, die Sache galvanisch zu trennen und einen Optokoppler einzusetzen. Damit klappte es, dass das Relais nur einen sehr kurzen Impuls erhielt, den ich wieder zur Betätigung eines bistabilen Relais zum Ein- und Ausschalten der Batterie meines Roboters mittels TV-Fernbedienung nutzten wollte. Da das mit einem bistabilen Relais sicher nicht klappt, ich aber die Empängerplatine aufgebaut habe,
möchte ich den Vorschlag von Hubert nutzen, dafür in den Ausgang meiner Schaltung einen IC 4013 einzusetzen (siehe Schaltplan von Hubert).
Deinen Vorschlag werde ich sicher auch einmal versuchen. Danke.
Elu

[Elu]

Hallo Herbert, ich habe mich im Internet nach Erklärungen zu Pullup-Widerstand informiert. Ich poste eine Skizze, in den ich einen Widerstand eingefügt habe. Meine Frage ist, ob der an der richtigen Stelle sitzt und wie groß sein Wert sein muss ?
Elu

[Hubert.G]

Der Wert ist nicht kritisch, kann zwischen 1k und 100k liegen. Der Platz ist richtig.
Ich würde dir jedoch raten das Relais wegzulassen und von Pin6 des Optokoppler direkt auf den Pin3 des 4013 zu gehen. Der Relaiskontakt prellt ganz sicher. In dem Fall würde ich als PullUp 10k nehmen.

[Elu]

Hallo Hubert, ich danke dir und wünsche dir noch einen schönen 2.Feiertag.
Elu

[herrma]

Hi,

weil mir die Idee mit dem "IR ON/OFF-Taster" gefiel, habe ich sie mal mit einem PIC 16F628-04 realisiert, da mir der Aufwand mit diskreten Bauteilen einfach zu groß war.

Als "Sender" kann jede beliebige IR-Fernbedienung benutzt werden.

Die Empfängerschaltung besteht lediglich aus dem IR-Detektor (TSOP) und dem PIC. An die TTL-Ausgänge können x-beliebige Leistungstreiber (z.B. ULN 2803) angeschlossen werden.

Funktionsbeschreibung:
---------------------------
AUSGANG 1
Der PIC überwacht permanent das Eingangssignal, welches vom TSOP geliefert wird. Sobald ein codiertes IR-Signal eintrifft, wechselt AUSGANG 1 sofort den Pegel.

AUSGANG 2
Wahlweise kann auch AUSGANG 2 genutzt werden, der erst dann "schaltet", wenn ein IR-Signal länger als 1,5 Sekunden anliegt. Diese Funktion ist interessant, wenn man mit einer scheinbar funktionslosen Taste der Fernbedienung ein anderes Gerät (Lampe; Türöffner; usw.) schalten möchte, ohne das der Fernseher etc. reagiert.
Machbar ist auch das EIN-/AUSschalten (Netztrennung) der kompletten Anlage.

Weitere Funktionen (z. B. Sleeptimer etc.) sind angedacht. Für Vorschläge bin ich jederzeit offen und dankbar.

Das HEX-File zum brennen schicke ich auf Anfrage gern zu, aber bitte nur für den 16F628.


http://img179.imageshack.us/img179/3696/irswitchor1.jpg

[Elu]

Hallo Hubert, ich habe, nachdem Conrad geliefert hat, deine Schaltung mit dem 4013er auf dem Steckbrett aufgebaut. Leider hat es nicht wie gewünscht, funktioniert. Ohne Pullup-Widerstand hat des Relais für die Dauer des Signaleingangs eingeschaltet, beim Wegfall des Signal jedoch sofort wieder auf aus. Mit dem Pullup-Widerstand tat sich überhaupt nichts. Die Werte des Pullup-Widerstands hatte ich verschiedentlich variiert. Schade.
Dann habe ich im Internet nach einer anderen Schaltung gesucht und auch hier gefunden:

www.bayer-soft.de/elektro/birelaqis/birelais.htm

Diese (die mit nur einem Relais) hat sofort funktioniert. Ich werde deine Schaltung nochmal aufbauen und den Fehler suchen. Das lässt mir keine Ruhe
Elu

[Hubert.G]

Das ist im Prinzip die gleiche Schaltung wie von mir. Ich habe meine Schaltung auch auf dem Steckbrett aufgebaut, mit deiner Empfängerschaltung allerdings ohne Optokoppler. Anstelle des 270 einen 1k nach +, vom Kollektor an den Eingang des 4013.
Wenn du mit einem Relaiskontakt schaltest kann es sein das es durch das prellen nur zufällig funktioniert.