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Spannung für Reed Kontakte bei langen Zuleitungen

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  • Spannung für Reed Kontakte bei langen Zuleitungen

    Aus aktuellem Anlass, also weil ich mich selbst gerade damit beschäftigen musste, möchte ich das Thema der "Abfragespannung" von Reed Kontakten hier mal aufgreifen.

    Ein Reedkontakt wie er üblicherweise in Fenstern/Türen verbaut wird besteht intern aus einem Vakuumierten Glasröhrchen in welchem ein mechanischer Kontakt angeordnet ist, welcher geschlossen ist wenn sich entsprechend der Kontaktanordnung ein Magnetfeld im Einwirkungsberich des Glasröhrchens befindet.

    Wie man weiß, können mechanische Kontakte im Moment des Schließens oder Öffnens bei entsprechender Energie einen Funken ziehen, welcher je nach Intensität, Dauer und Anzahl die Kontaktoberfläche beschädigt. Bei Relais kennt man das wenn z.B. durch Überlastung und/oder die Kontakte verkleben.

    Diesen Effekt gibt es auch bei Reed Kontakten, bedingt durch die Vakuumierung und die doch üblicherweise vom Hersteller sehr restriktiv vorgegebenen Leistungen (Ströme) werden Reedkontakte dann eben auch mit einer doch sehr hohen Zahl von Schaltzyklen spezifiziert.
    Wenn man sich an die Vorgaben der Hersteller hält, sollte der Einsatz also auch auf sehr lange Sicht keine Probleme bereiten.

    Wenn man sich mit dem Thema nun näher beschäftigt, stellt man fest, daß das Einhalten der Vorgaben aber u.U. gar nicht so einfach zu bewerkstelligen ist, speziell wenn man Reed Kontakte zentral abfragen möchte, also lange Zuleitungen von der zentralen Abfrageelektronik bis zum Reed Kontakt hat.
    In meinem Fall habe ich z.B. an die 60 Reed Kontakte welche alle einzeln bis in den Verteiler im Keller gezogen wurden und teils bis zu 30m lange Leitungen haben.

    Was ist nun aber das Problem mit langen Leitungen, daß Problem ist die in den Leitungen gespeicherte Energie welche dort als kapazitive wie auch als induktive Energie vorliegen kann welche desto größer ist, je länger die Leitungen sind und je höher die Spannung ist.
    Diese Energie wird nun (ja nach Auslegung, Abfrage ...) beim Schließen oder Öffnen des Kontakt abgebaut und fließt somit über den Reedkontakt.
    Hiermit können Reedkontakte, speziell auf länger Sicht, beschädigt werden.
    Verhindern kann man daß indem man einen oder mehrere Parameter entsprechend anpasst, also in diesem Fall die Leitungslängen kurz hält, die Spannung niedrig, oder alternativ die Energie vor dem Kontakt ableitet.
    Die Energie vor dem Kontakt abzuleiten ist oft nicht mehr oder nicht mehr so einfach möglich, weil man dazu nahe am Reedkontak eine entsprechende Schutzschaltung einbauen müßte, hierfür aber oft kein Platz ist oder man nicht mehr dran kommt.
    Die Leitungen zu verkürzen scheidet,wenn man sich für eine zentrale Verkabelung entschieden hat ebenfalls aus, was bleibt ist also die Vorgabe der Abfragespannung.
    Was ist nun aber eine geeignete Abfragespannung, diese Frage ist nicht ganz leicht zu beantworten, da dies im wesentlich von den anderen Parametern wie Leitunsglänge, Leitungstyp .. abhängt.
    Meder als ein Hersteller von Reed Kontakten hat hierzu ein paar PDFs bereit, z.B. dieses hier:
    https://standexelectronics.com/wp-co...tection_DE.pdf

    Hier kann man vereinfacht u.a. lesen:
    ----------------
    "Lange Lebensdauer – bei Schaltspannungen unter 5 V (Lichtbogen-Grenze)"

    Weiterhin ist zu lesen:
    Wird das Schaltsignal über ein längeres Kabel geführt, ist ebenfalls Vorsicht geboten. Das Kabel, aber auch Schirmhauben und sonstige Kapazitäten haben eine nicht zu unterschätzende Streukapazität, die es zu berücksichtigen gilt.

    Die Bandbreite reicht von einigen Pikofarads der Streukapazitäten bis Mikrofarads kapazitiver Bauelemente. ...
    Diese wird im Schließmoment des Schalters, und das liegt in der Natur des Sache, so schnell wie möglich abgegeben bzw. entladen. Ungeschützt geschieht dies mit der höchstmöglichen Stromstärke. Schaltstromspitzen über Reedschalter sind, wenn möglich zu vermeiden oder so gering wie möglich zu halten.
    ----------------
    Auch werden Schutzschaltungen gezeigt um die hohe Energie im Schaltmoment abzuleiten, wie schon oben erwähnt, leider halt bei mir nicht mehr möglich nachzurüsten.

    Physikalisch alles nichts neues, trotzdem interessant, das der Hersteller der Reed Kontakte explizit drauf hinweist. Eine max. Spannungs Vorgabe ist aber auch hier nicht zu bekommen.

    Sucht man zu dem Thema etwas im Internet, dann findet man (mal wieder) im Nachbaruniversum, schon den einen oder anderen Thread zu diesem Thema.
    Hier äußern sich dann sogar Hersteller von Binäreingängen (z.B. Wiregate ) zu dem Thema und bestätigen in Kenntnis dieser Sachlage Ihre Produkte entsprechend hierfür ausgelegt zu haben.
    Wiregate gibt hier z.B. an, die Abfragespannung bei unter 5V zu halten und die Kontakte dabei sogar nur zyklisch zu bestromen, damit die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens einen Öffnen/Schließen Ereignisses mit dem Bestromen der Kontakte massiv abnimmt.

    Mein Fazit, ich hab keine Lust in ein paar Jahren die Fenster raus reißen zu müßen, weil die Reed Kontakte nicht mehr funktionieren und habe deshalb dafür gesorgt, daß ich nicht wie bisher geplant mit 24V sondern nun mit ca. 5V arbeite.


  • #2
    Das Thema wäre bei reed-kontakte mit 1wire abgefragt ja kein Thema. Da bist ja ohnehin mit nur 5V unterwegs.

    Du hast tatsächlich alle Fenster Reeds an digitale Eingänge? 60 Stück?

    Wie gehst damit um, dass 5V an einem digitalen Eingang logisch 0 ist?
    Zuletzt geändert von Thomas M.; 21.Mai.2019, 09:44. Grund: 5V sind nicht undefiniert, 5V sind logisch 0

    Kommentar


    • Labmaster
      Labmaster kommentierte
      Kommentar bearbeiten
      -Von Wiregate, gibt/gab es eine Zentrale Lösung.

      -Aus Platzgründen hab ich mich für zwei Weinzierl Multi IO570 entschieden .
      Leider kann diese auch nur 24V I/O, die Nachfrage beim Hersteller (Weinzierl) ergab, daß dieser die Problematik auch nicht auf dem Schirm hatte, bzw. die Multi IO auch nicht nur speziell für Reed Kontakte entwickelt wurde.
      Mein pragmatischer Ansatz war nun diese Multi IO 570 zu modifizieren, was sich dann auch als relativ einfach raus stellte.
      Alle IOs liegen dort über 39K auf Versorgung (24V) und werden über 5V versorgte 74HC597 SR eingelesen und (im Ausgangs Fall) über Highpower OD SR (TPIC6A595) auf GND gezogen. (die Schaltschwelle liegt also bei etwas über 2,5V)
      Im mußte also nur für jeden I/O eine 5.1V Zenerdioden zwischen Ausgangund GND löten, was direkt durch Huckepack auflöten auf bestehende SMD Kerkos möglich war.
      Zuletzt geändert von Labmaster; 21.Mai.2019, 09:58.

  • #3
    Was mich interessiert: Wie sieht‘s mit dem Spannungsfall aus? Bei 30m Leitungslänge müsstest du ja schon 4qmm legen, ohne einen gravierenden Spannungsfall zu haben.
    Dann noch Kabelhäufungen usw stell ich mir schon schwer vor.

    LG
    Take it easy, but take it.

    Kommentar


    • #4
      Zitat von Mango Beitrag anzeigen
      Was mich interessiert: Wie sieht‘s mit dem Spannungsfall aus? Bei 30m Leitungslänge müsstest du ja schon 4qmm legen, ohne einen gravierenden Spannungsfall zu haben.
      Dann noch Kabelhäufungen usw stell ich mir schon schwer vor.

      LG
      Mango Ohne Leistung/Belastung wird der Spannungsabfall nicht wirklich relevant sein. Und was sollen da "Kabelhäufungen" für eine Rolle spielen?
      Zuletzt geändert von THX; 22.Mai.2019, 13:12.

      Kommentar


      • Thomas M.
        Thomas M. kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        5V/10kOhm=0,5mA

        Wenn wir das schlechteste Kabel mit den schlechtesten Klemmstellen überhaupt verwenden und man rechnet 50 Ohm Leitungswiderstand ein ...
        Dann 5V/(10kOhm + 50 Ohm) = 0,49mA.
        Man sieht, es spielt "keine" Rolle wie hoch der Widerstand das verwendete Kabel ist, da der Eingangswiderstand vom Eingang selbst 200 mal höher ist.

        0,49mA an 50 Ohm = 24mV Spannungs(ab)fall. So hoch, um das Projekt ohne 4mm² Verkabelung zum Scheitern zu bringen.
        Statt 5V kommen "nur" 4,97V an.
        Zuletzt geändert von Thomas M.; 22.Mai.2019, 14:50.

      • THX
        THX kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        Thomas M. Strike ;-)

      • Mango
        Mango kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        Danke
        War ja nur der Meinung, dass es unbedingt genau 5V sein müssen. Daher mein Gedankenansatz. Ihr habt mich überzeugt!

    • #5
      Zitat von Labmaster Beitrag anzeigen
      ...Mein Fazit, ich hab keine Lust in ein paar Jahren die Fenster raus reißen zu müßen, weil die Reed Kontakte nicht mehr funktionieren und habe deshalb dafür gesorgt, daß ich nicht wie bisher geplant mit 24V sondern nun mit ca. 5V arbeite...
      Die Lebensdauer eines Reedkontaktes ist auch Abhängig vom Magneten und dessen Distanz.
      Zudem kann er ja auch so einfach mal seinen Dienst verweigern.
      Daher wäre es, aus meiner Sicht, sinnvoller die Reedkontakte so einzubauen, dass sie ausgetauscht werden könnnen, ohne dass man die Fenster rausreissen muss

      lg Romildo

      Kommentar


      • THX
        THX kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        Ich lasse einfach eine kleine Schlaufe im Rahmen des Fensters, im Zweifelsfall kann (wenn auch frikelig) getauscht (gelötet) werden. Alternativ ginge natürlich das Leerrohr sauber am Rahmen anstehen zu lassen und dann zu einer Zugdose, geht auch, habe ich auch schon einmal gemacht.

      • Labmaster
        Labmaster kommentierte
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        Wenn man hierzu die Möglichkeit hat, wäre das ja schön.
        Aber wenn man die Reedkontakte bereits in die Fenster eingebaut bekommt, wo die Fenster bereits in die fertigen Wände eingebaut sind welche dann nur noch vom LKW gehoben und hingestellt werden, dann läßt sich da leider nicht mehr viel daran machen :-(

        Das mit den Magneten stimmt zwar, sollte aber kein Problem sein wenn diese als System (Reedkontakt und Magnet) incl. der vorgesehenen Befestigungen passend zu den Fensterbeschlägen verbaut werden.

        Aber das ist ja nicht das Thema, es geht um die zusätzliche Schädigung von Reed Kontakten gegebenfalls bedingt durch die Verkabelung in Verbindung mit nicht optimaler Hardware für die Abfrage.
        Zuletzt geändert von Labmaster; 22.Mai.2019, 18:46.

      • romildo
        romildo kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        Aber es ist das Thema Reedkontakt an Loxone Eingängen, welche einen Eingangswiderstand von 10kOhm haben.

        Ich finde es gut, wenn das Thema hier mal aufgegriffen und die Bedenken kundgetan werden.
        Ich würde es aber auch nicht überbewerten, da wir, bei Loxone, von einer üblichen Stromaufnahme von ca. 2.4mA sprechen.
        Auch das nur meine Meinung

        Bei Fensterkontakten welche schon in 2010 in Loxone an 24V eingebunden habe, ist bis heute noch kein einziger ausgefallen.
        Klopf auf Fenster (Holz)
        Zuletzt geändert von romildo; 22.Mai.2019, 19:49.

    • #6
      Reedkontakte sind in den 1930er Jahren auf den Markt gekommen. In Alarmanlagen werden die seit über 30 Jahren verbaut. Ich denke es könnte mal lohnen im richtigen Forum nach einem Erfahrungswert zu fragen....
      Ich denke nicht, dass es zu nennenswerten Ausfällen gekommen ist, sofern man nicht zu hohe Lasten schaltet...

      Gesendet von meinem SM-G960F mit Tapatalk

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      • Labmaster
        Labmaster kommentierte
        Kommentar bearbeiten
        Das glaube ich gerne, denn auch Alarm Anlagen arbeiten bei Reed Kontakten mit teils gepulster Abfrage (machen dabei sogar analoge Messungen) und teils recht niedrigen Spannungen...
        Das Thema ist ja auch nicht neu und die Sache mit der Spannung und den Leitungslängen wird ja üblicherweise bei der Entwicklung von entsprechender Hardware beachtet. Nur ich hatte halt das Thema nicht auf dem Schirm und es deshalb hier geschrieben.

    • #7
      BTW:
      ich hab hier gerade über die Suche eine alten Thread gefunden wo das Thema auch schon mal aufgegriffen wurde.
      Im Gegensatz zu den teils dort vorhandenen Meinungen würde ich das Thema nicht ganz so trivial abtun, aber das ist auch nur meine Meinung.

      https://www.loxforum.com/forum/verka...-reedkontakten


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      • #8
        Guten Morgen

        mich treibt das Thema auch etwas um, in unserem anstehenden Neubau werde ich ebenfalls mit (durch den Hersteller) verbauten Reedkontakten in den Fenstern arbeiten... allerdings erfasse ich diese dezentral über die MDT BE-0X001.01 Tasterinterfaces. Im "Standartraum" wird praktisch ein BE Modul 4 Fach neben dem Fenster sitzen, an diesem angeschlossen wir der Reedkontakt vom Fenster (kurze Leitung, unkritisch), der Rollotaster für die Rollobedienung, der dann die Dose verschliesst (auf den möchte die bessere Hälfte auf keinen Fall verzichten) und zu guter Letzt der Türkontakt der Zimmertüre, diesen werde ich über das gelb /weisse Aderpaar im KNX Kabel einbinden, das von der Verbindung Glastaster neben der Tür zum BE- Modul am Fenster unbenutzt bleibt. Hier werde ich teilweise die max. empfohlene Länge der Eingangskabel von 10m erreichen wenn nicht leicht überschreiten. Die BE Module arbeiten mit 3,3V.
        Als Vorteil ist hier natürlich zu sagen, dass ich den Kontakt in der Türe relativ leicht tauschen kann, sollte er mal kaputt gehen. Bei den Fenstern sehe ich da recht schwarz.

        Um zum Thema zurück zu kommen, kann man die Reedkontakte nicht ähnlich wie ein Schaltausgang bei Induktiven Lasten durch diverse Löschglieder schützen? Dafür sollte doch an der Klemmstelle Kabel vom Sensor <--> Leitung in den Schaltschrank genügend Platz sein.

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        • #9
          In meinem ersten Post oben habe ich eine PDF von Meder/Standex verlinkt, dort auf den hinteren Seiten sind solche Schutzbeschaltungen aufgeführt.
          Wenn du jedoch ausschlißlich die MDT BE-x001 verwendest, dann hast du mit den 3.3V ja eh eigentlich keine Problem.
          Die Leitungslänge wird hier in Bezug auf Sicherheit bezüglich externer Einflüsse angegeben. Die Schaltschwelle ist bei 3.3V halt nicht besonders weit weg von GND.
          Die üblicherweise vom Hersteller angegebenen Kabellängen sind eigentlich sehr restiktiv und mit hohen Sicherheitsmargen versehen. In der Praxis und vor allem wenn keine Störeinflüsse zu erwarten sind, also keine anderen Kabel mit Energie parallel laufen, kann man das überschreiten.

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