In smarten Systemen kommt man natürlich nicht drumherum, Geräte zu schalten. In diesem Tutorial wollen wir euch die Grundlagen über Relayschaltungen erklären und dies natürlich mit spannenden Beispielen an unserem System untermauern. Wie wäre es zum Beispiel mit einer Notfall-Beleuchtung, wenn die Batterie zusammenbricht?
Relays (bzw. Relais → wir verwenden nur noch den englischen Begriff) sind im Grunde nichts anders als fern betätigte Schalter. Über einen Steuerstromkreis wird der Arbeitsstromkreis geschlossen. Das ganze funktioniert über ein Elektromagnetfeld (Spule) und einen Anker, welcher den eigentlichen Schalter betätigt. Es handelt sich hier also um ein mechanisches Bauteil, welches "verschleißt". Wir verwenden deswegen auf unseren Platinen nur hochwertige Omron Relays, um euch Langlebigkeit garantieren zu können. Wäre doch blöd, wenn ihr unterwegs auf einmal nicht mehr das Licht oder die Pumpen schalten könnt.
Was gibt es jetzt aber zu beachten?
Hot oder entkoppelte Relays?
Unsere Relays sind vom Arbeitskreis zum Steuerkreis entkoppelt. Das hat den Vorteil, dass wir "beliebige" Spannungen über diese Relays schalten können. Wir können also unsere 230V Geräte, 12V Verbraucher oder Steuersignale schalten. Bei sogenannten "HOT" Relays würden wir z.B. 12V auf das Relay zuschalten. Im geschalteten Zustand liegen also 12V für den Verbraucher an. Dies ist in manchen Fällen sinnvoll, bei uns jedoch nicht. Der Anschlussstecker vom Relayboard müsste viel größer sein, um den ganzen Strom zu schaffen und wir wären in den Möglichkeiten der Schaltungen sehr begrenzt.
Normally Open VS Normally Closed
Wir verwenden auf dem Relayboard 4x NC/NO und 4x NO Relays. Aber warum zwei verschiedene? Wie der Name schon sagt, sind "normal offen" Relays im stromlosen Zustand offen. Wir müssen zum Schalten also Strom anlegen. Dies ist für die meisten Fälle auch vollkommen ausreichend um Lampen, Pumpen etc. zu schalten. Doch was können wir dann mit "normal offen und normal geschlossen" Relays machen? Wir haben dort 3 Kontakte. Der mittlere ist unser "COM" Port und hat immer Kontakt zu genau einem der anderen Pins. Einmal zum "normal geschlossen" Kontakt im stromlosen Zustand und zum "normal offen" Kontakt im geschalteten Zustand.
Wofür kann man dies Verwenden?
Dies kann man zum Beispiel verwenden um Ventile in zwei Richtungen zu schalten. Die Steuerleitung wird auf den "COM" Port gelegt und die beiden anderen Kontakte werden für die Befehle offen und zu genutzt. Oder man könnte eine Art Notfalllicht bauen. Denn wir wissen ja, dass wir im stromlosen Zustand über den Kontakt "normal geschlossen" eine Verbindung haben. Fällt die Hauptbatterie aus und damit das VanPI, könnte man dann über die Starterbatterie eine kleine Notleuchte über diesen Kontakt aktiveren. (Im VanPi System muss das Relay dauerhaft aktiviert sein, sonst geht die Lampe an) Mit diesen NC/NO Relays ist man also etwas flexibler von den Möglichkeiten.
Strom und Absicherung?
Da wir ja eine beliebige Spannung anlegen können, müssen wir natürlich auch auf die Absicherung in unserem Stromkreis achten. Wie oben schon gelernt, sind Relays ja einfach nur fernbetätigte Schalter.
Unsere Relays sind für einen Strom von 10A ausgelegt. Das reicht für die meisten Verbraucher im Campingbereich. Ein kurzzeitiger höherer Strom ist hierbei zu vernachlässigen. Was den Relays nicht so gut tut, sind Funken bei hohen Anlaufströmen. Zum Beispiel große Kühlschränke oder Motoren haben einen sehr hohen Anlaufstrom, welcher zu einen Funken im Relay führen kann. Auf Dauer führt dies dann zum Verschmelzen der Kontakte. Genauso ist es mit größeren Verbrauchern über 10A. Hier müsst ihr ein größeres Relay hinzufügen. Im KFZ-Bereich findet man hier aber günstige Bauteile die leicht 40A schalten können. Das Relay auf dem VanPi System wird dann nur zum Schalten von dem größeren Relay genutzt. Anwendungsbeispiele sind Boiler und kleine elektrische Heizungen.
Wenn euch die 8 Relays auf dem Relayboard nicht reichen könnt ihr diese auch easy mit Relays über Wifi ergänzen. Dafür gibt es bereits ein Tutorial auf unserer Seite:
