Frage von prototype0815, 180

Wie viel Watt kann dieses Relais schalten?

Hey folks,

ich bin der Elektronik ja auch nicht ganz fremd aber irgendwas kommt mir bei folgendem Relais sehr seltsam vor.

https://www.conrad.de/de/printrelais-5-vdc-1-a-2-wechsler-zettler-electronics-az...

Ich versuche, einen Monitor mit der 5V Spannung des Raspberry Pi 3 über ein Relais ein-/auszuschalten. Seltsam kommt mir nur das Relais vor das ich gefunden hab, dort steht:

bei einer Spannung von 220V und einem max Schaltstrom von 1A ist die max Schaltleistung 30W

bei 250V und einem max Schaltstrom von 1A ist die max Schaltleistung 62W

kann irgendwie nicht sein...

Desweiteren brauche ich dann noch eine Freilaufdiode die meinen Raspi schützt. Da ich davon aber nicht mehr Ahnung habe, als ich bei Wikipedia nachlesen kann, bräuchte ich eure Hilfe.

Der monitor hat übrigens ca 30W / 220V, und der Raspi wird über ein 2A USB Handyladgerät betrieben.

LG proto

Antwort
von diroda, 64

1A (Laststrom) an 230VAC (übliche Netzspannung) ist bei einer ohmschen Last 230W (P=U*I). Da der Monitor keine ohmsche Last ist ist es weniger aber für den 30W Monitor sollte es reichen. Du mußt beachten ob der Ausgang des Raspberry Pi 3 das Relais überhaupt direkt schalten kann. Die Ausgänge haben 3,3V, das Relais eine mindest Ansprechspannung von 3,8V.

Expertenantwort
von realistir, Community-Experte für Elektronik, 64

Was ist denn da so schwer zu verstehen? Wer lesen kann, ist klar im Vorteil!

Das einzige was irgendwie nicht sein kann -bei dir- ist das verstehen der Zusammenhänge und verwendeten Begriffe ;-) Erkläre mal, wieso du nicht verstehen kannst, was dort im Link steht.

Da steht doch eindeutig genug, die Angaben sind die Grenzwerte des Relais. Punkt, aus Ende. Grenzwert--->e bedeutet was?

Nee, das bedeutet nicht dass beide Grenzwerte gleichzeitig auftreten können. Es bedeutet nur, der Relaiskontakt kann maximal die angegebene Spannung schalten, und verträgt maximal den angegebenen Schaltstrom. Sonst nichts.

Betrachte es mal praktischer, vielleicht verstehst du dann die Grenzwertangaben besser ;-) Fangen wir bei der Spannung an ;-)

Wenn der Kontakt zu ist, wieviel Spannung steht dann an seinen Kontaktenden an? Na? Richtig, eigentlich Null Volt. Wozu also die max Schaltspannungsangabe? Die ist doch nur bei offenem Kontakt vorhanden.
Also bedeutet es, der Kontakt ist so konstruiert, er verträgt an seinen Kontaktpunkten eine maximale Spannungsdifferenz von .... Volt. Zusatz, damit es verständlicher wird, "ohne Überschläge".

Wenn dir Elektronik nicht ganz fremd ist, hast du sicher schon mal was von einem Faktor gehört. Diesen 1000 Volt pro Zentimeter (Sicherheitsabstand)
Das müsste dann beim Relaiskontakt einen Abstand der Kontakte an allen Punkten von 4 mm bei welcher Spannung bedeuten?

Dieses Relais ist ein sogenanntes Reedrelais, und wenn du dir solche Glasröhchen mit dem Schaltkontakt mal näher angesehen hast, wirst du sagen, heee, da ist ja kein Abstand von 4 mm am Trennpunkt vorhanden.
Richtig, ist meistens nicht. Deswegen gibt es da drinnen ein Gas, das solche Eigenschaften hat, um sinngemäß die Wirkung des zu kleinen Abstands zu verbessern. Man sollte nur nicht vergessen, auch so ein Schutzgas hat Grenzwerte.

Was den Schaltstrom betrifft, gibt es ähnliche Dinge zu beachten. Sinngemäß ist der Schaltkontakt -in so einem sehr kleinen Glasröhrchen- natürlich nicht 3 mm dick. Verträgt also keinen zu großen Strom, ohne an mechanischer Stabilität zu verlieren. Was zur Unbrauchbarkeit des Relais führen würde.

Deswegen gibt es diese eindeutig bezeichneten Grenzwerte. Und wie du sehen konntest bedeuten diese noch lange nicht, das gleichzeitige auftreten.
Siehst ja, bei näherer Betrachtung ist die Schaltspannung nur beim offenen Kontakt wichtig und interessant. Bei geschlossenem Kontakt gibt es diese nicht mehr, hat es idealer Weise nicht mehr zu geben.

Nu erklär mir nicht, du hättest bei bissel mehr sinnvoller Überlegungen da nicht selbst drauf kommen können ;-)

Kommentar von prototype0815 ,

Mir ging es nicht darum das es Grenzwerte sind, oder um das einhalten dieser. Sondern eher darum das nach meinem Verständnis der Elektrik, diese Werte irgendwie nicht zusammenpassen.

wenn wir nur von den max Werten ausgehen heisst das ich kann an das Relais eine max Spg. von 250VAC anschließen wenn der Kreis nicht geschlossen ist.

ist das Relais nun durgeschalten kann ein max Strom von 1A fließen (wie lange ist ja egal).

Für mich heisst das, ich kann ein Gerät das normal in der Steckdose betrieben wird, mit diesem Relais schalten. Sofern es nicht mehr als 1A Strom zieht.

Wenn ich das ganze nun mit meinem Halbwissen multipliziere bedeutet das eigentlich ein normales AC Gerät (230V) mit einer max Stromaufnahme von 1A kann ich anschließen. Nur ergibt 230V * 1A = 230W und nicht nur 30W. Das verstehe ich nicht....und nicht irgendwelche Grenzwerte.

Wie du schon sagtest handelt es sich um Grenzwerte, also sollte ich ja ohne Probleme ein Gerät anschließen können das 0.5A zieht. Das wären aber dann immer noch 115W, also weit entfernt von dem max schaltbaren 30W

Kommentar von deruser1973 ,

die 30 Watt ergeben sich dabei aber aus einem wesentlich kleineren möglichen Strom... Also wäre die richtige Rechnung eher I= P/U... damit ist der maximale Strom der Strom, der bei 30 Watt an 230 Volt fliessen darf... - und wenn der überschritten wird, brennt dein Kontakt ab...

Kommentar von prototype0815 ,

Also muss ich es sozusagen von hinten her rechnen. Danke

Kommentar von realistir ,

du versuchst zwar gedanklich besser an die Sache heran zu gehen. Aber machst dabei auch kleine Denkfehler. ;-)

Wenn wir nur 30 Watt Schaltleistung bei 1 A haben, müsste wie folgt gerechnet werden. U = P/I.

Also dürfte die maximale Spannungsdifferenz an den Kontakten bei geschlossenem Kontakt welche Spannungsgröße haben?

Würde dieser Wert realistisch auftreten können? Wenn ja, wann und für welchen Moment?

Kommentar von realistir ,

habe dir doch ausführlicher erklärt, wie du die einzelnen Grenzwerte betrachten solltest. Du begehst hier wieder den Fehler, beide Grenzwerte zum gleichen Zeitpunkt in deine Überlegung einzubinden.

Es gibt aber kein gleichzeitiges auftreten von Schaltspannung und Schaltstrom. Sobald der Kontakt geschlossen ist, hat dieser an seinen Kontakten kein großes Spannungspotential mehr.

Antwort
von RubberDuck1972, 50

Das sind die Maximalwerte.

Du kannst entweder 250 Volt oder 1 Ampere mit diesem Relay schalten.

1 Ampere Schaltleistung gilt für maximal 30 Volt DC.

Bei 250 Volt wären es 0,25 Ampere. - Also würde das Relais für deinen Monitor gerade so ausreichen. Aber bedenke, dass beim Einschalten meistens höhere Ströme als im Dauerbetrieb auftreten.

Und bist du sicher, dass für du für deinen Zweck ein bistabiles Relais (wie im Link) verwenden willst?

Antwort
von timo1211, 90

Die Angaben rechts sind falsch. Lad dir das Datenblatt runter und du wirst sehen, das es 220VDC sind und 250 VAC sind.

Die Diode solltest du in Sperrrichtung parallel zur Spule Schalten. Sollte man auch auf Conrad erwerben können.

Hoffe ich konnte helfen :)

Kommentar von prototype0815 ,

Stimmt du hast recht, allerdings sind 30W bei 250V * 1A auch nicht korrekt. Weisst du woran das liegen könnte?

Zur Freilaufdiode: auf was muss ich da achten? in Sperrichtung muss sie 5V aushalten (oder muss ich da eher 8-12V nehmen?)

Hat es nicht auch noch was mit dem Widerstand der Spule zu tun? 250Ohm sind es bei diesem Relais.

Kommentar von timo1211 ,

Es sind auch keine 30W. Bei AC spricht man von VA.

Dies sind die maximalen Werte für Strom und Leistung und es sind bei AC 62,5VAC. Das Relais kann keinen Strom von 1A bei 250VAC schalten, da die maximale Leistung so überschritten werden würde. Bei deinem Monitor, der mit 220VDC betrieben wird und eine Leistung von 30W hat, wäre der Strom höher wie der maximal schaltbare von diesem Relais.

Die Diode sollte einen Betriebsspannungsbereich haben, der 5V (Spullenspannung) mit einschließt.

für 24V Relais wie sie in der Industrie üblich sind werden meist 6V-24V Dioden genutzt. Mehr wie 5V muss deine nicht können.

Kommentar von prototype0815 ,

du meinst wohl eher der Monitor hat 30W bei 220VAC. Er wird ja ohne Netzteil in die Steckdose gesteckt und hat eine Leistungsaufnahme von 30W.

Kommentar von realistir ,

woran das liegen könnte, weißt du nicht?

Es liegt meist an deiner komischen Denkweise ;-) 
Komisch deshalb, weil du von Zusammenhängen ausgehst, die nur in deiner Überlegung vorkommen, real nicht.

Habe es dir unten in meiner anderen Antwort versucht deutlicher werden zu lassen ;-)

Kommentar von RubberDuck1972 ,

Das Problem ist, dass er das Datenblatt nicht gelesen (oder nicht verstanden) hat. Dabei braucht man es nur an zu klicken. :)

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/507438-da-01-en-RE...

Antwort
von deruser1973, 70

du kannst vom Raspberry pi nicht direkt ein Relais ansteuern... das geht aber über einen Treibertransistor. 

Du bekommst auch keine Dioden mit 5 V Freilaufspannung, wohl aber welche mit 1000 V. Nimm einfach die 1N4007 und fertig. 

Die schaltest du direkt in Sperrichtung an die Spulenanschlüsse.

Die Leistung die das Relais schalten kann, ist wohl deshalb angegeben, weil sonst die Schaltkontakte frühzeitig abbrennen. 

Kommentar von prototype0815 ,

Ich will das Relais nicht per GPIO Pin schalten.

Der Raspi hat 2 power Rails, eine mit 3.3V max 50mA, und eine mit 5V die vom USB Netzteil einfach durchgeschalten werden (mA also je nach Netzteil).

Mit dem einen Relais, das 250Ohm Spulenwiderstand hat, würden bei 5V ca 20mA fließen. Sollte dem Raspi also nicht allzu viel ausmachen.

Die GPIO Pins sind von 2-16mA einstellbar.

Kommentar von deruser1973 ,

wozu brauchst du überhaupt ein Relais, wenn du es nicht vom GPIO Port ansteuern willst. Dann kannst du doch gleich Rasbpi und Monitor in eine schaltbare Steckdosenleiste stecken und diese ein und ausschalten...

Kommentar von prototype0815 ,

Achtung jetzt wirds kompliziert... xD

Zeitschaltuhr geht an - Netzteil Raspi geht an - startet Raspi - Raspi schält die 5V Spannung durch - Relais zieht an - schält den Monitor ein - Raspi fährt zu einer bestimmten Zeit herunter (cronjob) - Spannung für Relaisspule fällt ab - Monitor geht aus - nach ca 1-2h geht die Zeitschaltuhr aus....Dann gehts wieder von vorn los.

Ich weiss, jetzt wirst du sicher sagen: "warum lässt du nicht den Raspi herunterfahren und danach die Zeitschaltuhr den Monitor ausschalten?"

Ganz einfach, weil durch die Sommer / WInterzeit Umstellung der Monitor in einer Jahreshälfte sonst über 1h unnötig an ist.

Da dieser ***** Raspi keine interne Uhr hat, und sich die Uhrzeit jedes mal über NTP aus dem Internet holen muss, muss ich mir so ne ***** ausdenken.... xD

Kommentar von deruser1973 ,

das Problem ist nur, das warscheinlich diese 5 V Schiene nicht geschaltet wird, denn dazu müsste noch eine Zusatzsoftware werkeln.

Das heisst dann, die 5 V liegen an, sobald das Netzteil Strom bekommt und damit schaltet das Relais sofort ein, nachdem die Zeitschaltuhr geschalten hat. Daher könntest du den Monitor direkt an die Steckdosenleiste die auch den Raspbi versorgt anschliessen...

Beim Ausschalten verhält es sich analog. Die 5 V liegen so lange an, wie das Netzteil, das den Raspbi versorgt, Strom erhält...

Ich bin mit sicher,  dass du im Conrad oder bei Reichelt oder ELV oder wo auch immer ein DCF77 Modul erwerben kannst, das die Atomuhr in Braunschweig empfängt und dir damit eine sehr genaue Funkuhrsteuerung bauen kannst.

Kommentar von prototype0815 ,

Daran habe ich auch schon gedacht, an das Problem mit den 5V und an den DCF77, allerdings habe ich das mit den 5v noch nicht getestet, und zudem weniger gute Erfahrungen mit mehreren DCF77 gemacht.

Manchmal haben die Dinger einfach mega miesen Empfang.

Ebenso fertige Zeitschaltuhren mit Funkuhr-Empfänger.

Kommentar von realistir ,

naja, wenn der Raspi keine sogenannte RTC hat, dann kann man dem per Programm eine spendieren. Ob da für deine Anwendung die Sommer/Winterzeit eine Rolle spielen würde? Wenn ja, kann man das auch entsprechend programmieren.

Kommentar von prototype0815 ,

Wie soll der Raspi dann die Uhrzeit speichern? Meines Wissens nach hat er keine "Bios-Batterie", sobald ihm also der Strom fehlt vergisst er doch wieder alles...

Kommentar von deruser1973 ,

hmm, ja, da ist was dran... aber du hast doch eine Speicherkarte mit ein bischen Platz. 

Ich weiss ja nicht, wie Raspbian es macht, aber da wird auch die aktuelle Uhrzeit angezeigt und die wird dann scheinbar nicht aus dem Internet bezogen...

Kommentar von realistir ,

Richtig, diese Freilaufdioden werden ja in Sperrrichtung zur normalen Betriebsspannung betrieben und haben die Abschaltenergie beim Zusammenbrechen des Magnetfeldes sinngemäß zu vernichten, kurz zu schließen.

Beim Zusammenbrechen des Magnetfeldes in einer Spule, somit auch Relaisspule kommt kurzfristig eine größere Energiemenge in umgekehrter Polarität zum tragen, die sinngemäß klein gehalten werden soll. Wegen dieser umgekehrten Polarität der Abschaltenergie liegt diese Freilaufdiode dann ja in richtiger Polarität an dem Relais an.

Dann also stimmt die Polarität der Diode zur Aufgabenstellung.

Kommentar von Chefelektriker ,

Für eine Freilaufdiode reicht auch eine 1N4148.

Antwort
von TitanAlpha, 28

Du könntest eine Relaiskarte verwenden (gibts fertig zu kaufen). Daran kannst du bequem deinen Raspberry anschließen.

http://www.amazon.de/1-Kanal-Relais-Optokoppler-Niveau-Ausl%C3%B6ser/dp/B00LPBZP...

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