SSR reset Arduino

[kerl]

Hallo,

ich habe eine wahrscheinlich recht grundlegende Frage, auf die ich keine sichere Antwort finde. Ich schalte eine Heizung (2 kW) mit einem Arduino Nano und einem günstigen SSR relais (optisch gekoppelt, zero-crossing). Zusätzlich ist eine mechanische Unterbrechung der Heizung in Serie geschaltet, welche ebenfalls die Hiezung abschalten kann, während eine Pumpe läuft. Die Kühlplatte des SSR habe ich mit der Erdung verbunden, der Arduino hängt an einem 230 V auf 12 V Netzteil.

Wenn jetzt das SSR geschaltet wird, und der Stomkreis durch den mechanischen Schalter zugeschaltet wird, kommt es beim Arduino zu einem Reset. Ich habe die Spannung bereits für alle I/O auf 5 V bzw. gnd geklemmt, sowie Vorwiderstände bzw. Kondensatoren (100 µF) bei den Analogen Eingängen vorgeschaltet, um EMI auszuschließen. Leider haben die Maßnahmen nicht geholfen, die Resets zu unterbinden.

Was allerdings geholfen hat ist, die Erdung des SSR zu entfernen. Da die Kühlung aus eloxiertem Aluminium besteht und die gesammte Elektronik nochmals in einem geerdeten Metallgehäuse untergebracht ist, sollte der Betrieb auch so noch sicher sein. Allerdings verstehe ich nicht, wie es zu den Resets durch das geerdete SSR kommen kann. Die Kühlplatte des selben sollte meinem Verständnis nach nur mit der Thyristortriode verbunden sein und vom Arduino komplett getrennt (optisch gekoppelt) sein. Wenn ich das USB-Kabel (vom PC) stecken lasse, kommt es ebenfalls nicht zu den Resets. Ich vermute, dass hier die Erdung über das PC-Netzteil an den Arduino weitergegeben wird und das System dann wieder auf dem gleichen Niveau ist? Wäre es in dem Fall sinnvoller Arduino Ground zusammen mit dem SSR zu erden?

Über eure Hilfe würde ich mich sehr freuen.

 

[patois]

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Man sollte den RESET-Eingang nicht schwebend lassen, wenn kein Reset-Signal gegeben wird.

 

[werner_1]

Mach mal eine kleine Skizze über die Zusammenschaltung arduino-ssr-heizung.

 

[kerl]

Hier eine Skizze, ich hoffe es hilft. Das mit dem Reset kann sein, aber warum kommt es dazu und warum nicht mehr wenn die Erdung weg ist? Ich dachte die Systeme sind entkoppelt?

Vielen Dank und viele Grüße.

 

[patois]

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Eine Aussage darüber, ob die beiden "Systeme" entkoppelt sind oder nicht,
kann man nur machen, wenn die Innenschaltbilder von Arduino und dem SSR vorliegen würden.

Außerdem ist dein Schaltbild ein wenig verwirrend, bezüglich der 12 Volt Symbole.
Unter Umständen ist diese unbekannte Verknüpfung Teil des Problems.
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[kerl]

Ich wollte damit nur andeuten, dass ein 230 V auf 12 V Hutschienennetzteil im selben Stromkreislauf angeschlossen ist, das den Arduino versorgt. Die komplette Schaltung ist etwas komplexer, aber es geht im Moment ja nur um diesen Teil, da hier (höchstwahrscheinlich) der Fehler liegt. Hier noch das Schaltbild des SSR laut Hersteller.

 

[leerbua]

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Die komplette Schaltung ist etwas komplexer, aber es geht im Moment ja nur um diesen Teil, da hier (höchstwahrscheinlich) der Fehler liegt. ...

Ich liebe solche Anfragen ​

 

[kerl]

Ich weiß, dass es etwas suboptimal ist. Das ist der Teil, den ich angefügt habe und der von werner_1 verlangt wurde.

Mach mal eine kleine Skizze über die Zusammenschaltung arduino-ssr-heizung.

Hier liegt das Problem:
--> SSR auf Erde --> Reset bei heizen nach pumpen
--> SSR nicht geerdet --> Kein Reset bei heizen nach pumpen

Ist es eine gute Idee bzw. kommt es normal vor, dass man Arduino gnd mit der Erdleitung verbindet, da sich sonst ein Differenzpotential bilden kann? Wenn ihr mir tipps geben könnt, werde ich es gerne nachlesen bzw. ausprobieren.

@leerbua: deine Antwort bringt mir leider nichts, weil ich nicht mal sicher sagen kann, warum du solche Anfragen so liebst. Ich hoffe, ihr könnt verstehen, dass ich nicht alle bereits vorhandenen Schaltungen zu meiner hinzufügen und alles in einem riesigen Schaltbild aufzeichnen kann/möchte.

 

[patois]

Ich wollte damit nur andeuten, dass ein 230 V auf 12 V Hutschienennetzteil im selben Stromkreislauf angeschlossen ist, das den Arduino versorgt. Die komplette Schaltung ist etwas komplexer, aber es geht im Moment ja nur um diesen Teil, da hier (höchstwahrscheinlich) der Fehler liegt. Hier noch das Schaltbild des SSR laut Hersteller.

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Bist du dir sicher, dass dieses von dir verwendete "Hutschienennetzteil" eine einwandfreie galvanische Trennung
zwischen Eingang und Ausgang gewährleistet ...

 

[kerl]

Nein, sicher bin ich mir nicht. Leider habe ich dazu auch nichts im Datenblatt gefunden. Also entweder sicher galvanisch trennen oder mit PE verbinden?

 

[patois]

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Der Knackpunkt am Arduino-Reset könnte die Länge des blauen Drahtes zwischen RESET-Klemme und Taster-Anschluß sein.
Falls diese blaue Ader in deiner realen Installation ziemlich lang ist und eventuell mit anderen Adern zusammen verlegt ist,
könnte hier die "wilde" Einkopplung eines Signals erfolgen, welches einen Reset herbeiführen könnte.

Hast du schon versuchsweise den Blauen Draht an der Reset-Klemme abgetrennt, um zu testen, ob dann das Schalten
des Pumpen-Relais den RESET nicht mehr auslöst?

Hast du schon darüber nachgedacht den Reset-Befehl über einen Optokoppler, welcher ganz nah an der Reset-Klemme platziert
werden sollte, anzusteuern?

Da µC mit sehr niedrigen Signal-Pegeln arbeiten, sind sie leider nicht in jeder "verseuchten" Umgebung narrensicher einsetzbar.
Der zu treibende Aufwand zur Abschirmung gegen Einflüsse aus der unmittelbaren Umwelt ist manchmal unverhältnismäßig hoch.

EDIT:

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[kerl]

Vielen Dank! Leider verwende ich kein Kabel am Reset-Pin. Verwendete Pins sind nur:

• A1: 4-20 mA Sensor über 250 Ohm auf 1-5 V
  
• A3: 4-20 mA Sensor über 250 Ohm auf 1-5 V
• D4: SSR Pumpe
• D5: SSR Heizung
• Gnd, Vin (12 V)
• Rx, Tx (Bluetooth modul)
  
• Alle anderen Pins (0 bis A7 ohne o.g.) sind dank deines obigen Tipps auf "output" und "high" gesetzt, um Noise auf ein Minium zu beschränken.

Der Arduino steck in einem Erweiterungs-Board und ist sehr nahe an dem geerdeten, beschichteten Metallrahmen. Daher dachte ich evtl. Netzteil auch auf Erdniveau ziehen, um hier größere Spannsungsdifferenzen ausschließen zu können.

Manchmal hängt sich das System auch einfach nur auf wenn o.g. Fall eintritt. Leider ist das Verhalten schwer zu testen, da man Pumpe und Heizung triggern muss und es dann in ca 1/3 der Fälle auch tatsächlich zu dem Fehler kommt.
Der Reset sollte daher kommen, dass das System vom Watchdog zurückgesetzt wird, wenn ein Aufhängen erkannt wird. Watchdogs sind auf dem Nano mit alternativem Bootloader möglich.

 

[patois]

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Obwohl ich es eigentlich nicht vorhatte, habe ich mich nochmals mit diesem Thread beschäftigt.

Fakt ist, dass es SSR gibt, deren Kühlplatte/Kühlkörper nicht von der innenliegenden Schaltung isoliert ist.
Die ganzen Abbildungen von SSRs enthalten keinerlei Anzeichen dafür, dass SSRs zu "erden" wären.

Der PE ist in den meisten Anlagen so "verseucht", dass eine aus falscher Motivation angebrachte "Erdung"
oftmals der Funktion der Schaltung mehr schadet als dass sie hilfreich wäre.

In der nachfolgenden Abbildung habe ich versucht aufzuzeigen, welcher Punkt der vorliegenden Schaltung
meine Zweifel an der Notwendigkeit einer "Erdung" an dieser Stelle hervorgerufen hat.

. . . zum Vergrößern auf Bild klicken !

Um noch tiefer in die Funktionsweise des verwendeten SSR vordringen zu können,
wäre es wirklich erforderlich, dass man den Hersteller des SSR genannt bekäme.

Für mich ist jetzt das Ende der Fahnenstange erreicht, auch wenn kein Ergebnis erzielt werden konnte.
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