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Verständnisfrage Marderschutz
Ich habe einen Marderschutz verbaut, eine kombinierte Anlage mit Ultraschall und Hochspannung. Die Stromversorgung erfolgt direkt über Batterie-Plus und Batterie-Minus. Einen Anschluss an Klemme 15 gibt es nicht. Ob das Fahrzeug fährt oder parkt, wird über die Batteriespannung ermittelt. Oberhalb von 13,x V geht das integrierte Steuergerät davon aus, dass der Motor läuft und schaltet die Anlage ab.
Soweit ist das alles klar. Nun gibt es noch zusätzlich einen Motorhauben-Kontakt, der die Anlage bei geöffneter Motorhaube abschaltet. Und hier kapiere ich die Funktionsweise des Schalters nicht. Der Schalter ist nur mit einem einzigen Kabel verbunden, das 300 V Spannung führt, also die normale Betriebsspannung der Elektrokontakte. Der Schalter selbst muss laut Einbauanleitung über seine Befestigungsschraube gut leitend mit Masse verbunden sein.
Wie funktioniert das? Der Schalter kann doch nicht mehr machen, als die Verbindung zur Masse herzustellen oder zu trennen. Eine Verbindung zwischen Masse und +300 V wäre doch aber ein Kurzschluss.
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14 Antworten
ist es ja auch. Die Hochspannung wird auf Masse gelegt, damit besteht keine Gefahr mehr für Mensch und Marder.
Ich weiß nicht, welcher Strom da fließt, vermutlich nur im mA-Bereich. Aber kann man einfach 300 V mit Masse verbinden, ohne dass irgendwas Schaden nimmt? Die Motorhaube kann ja unter Umständen stundenlang geöffnet sein.
Logischer hätte ich es gefunden, wenn der Schalter einfach die +12 V trennen würde.
Die Entwickler haben die Hochspannungsquelle wohl kurzschlussfest ausgelegt, das ist technisch schon möglich.
Ich hätte auch zuerst an eine Unterbrechung der 12V gedacht. Je nach Größe von eventuellen Pufferkondensatoren auf 12V- oder 300V-Ebene könnte es dann aber etwas Zeit brauchen, bis die Hochspannung auf niedriges Niveau abgesunken ist. Vielleicht war das der Grund für die Entscheidung, lieber die 300V kurzzuschließen - das wirkt sofort.
Der Schalter hat 2 Funktionen:
1) Abschalten der Spannung durch Steuerimpuls
2) Entladen der Kondensatoren durch Verbindung auf Masse
Dass man Kondensatoren schnell entladen kann, indem man sie kurzschließt, leuchtet mir ein. Aber warum man die volle Spannung gegen Masse kurzschließt, verstehe ich nicht. Bedeutet das nun, dass dauerhaft - also ggf. stundenlang - 300 V gegen Masse kurzgeschlossen werden? Wo wird denn dann diese Energie verbraten?
So wie ich das verstanden hab, sind das 2 getrennte Funktionen: zum einen der Impuls, der die Spannung abschaltet, damit ist der Stromkreis unterbrochen, und zum anderen das Entladen der Kondensatoren, damit der Rest wirklich spannungsfrei wird. Danach wird nichts mehr verbraten.
Wenn das Steuergerät dadurch vollständig abschalten würde, wie kann dann die Anlage wieder eingeschaltet werden? Schließe ich den Kontakt (Motorhaube geschlossen), dann ist die Spannung sofort wieder da.
Zitat:
@Rockville schrieb am 9. April 2022 um 00:16:56 Uhr:
Dass man Kondensatoren schnell entladen kann, indem man sie kurzschließt, leuchtet mir ein. Aber warum man die volle Spannung gegen Masse kurzschließt, verstehe ich nicht. Bedeutet das nun, dass dauerhaft - also ggf. stundenlang - 300 V gegen Masse kurzgeschlossen werden? Wo wird denn dann diese Energie verbraten?
Wenn man die Hochspannung kurzschließt, bricht sie ja auf null Volt ein. (Ideal, praktisch fast null)
Und nachdem diese Hochspannungsquelle nur einen geringen Strom liefern können muss - Größenordnung max. Milli-Ampere, zig Milli-Ampere könnten schon tödlich sein für Menschen - fließt im Kurzschlussfall nur ein geringer Strom. Multipliziert mit fast Null Spannung ergibt das also nur sehr geringe Leistung, die im Schalter und Kabel verbraten wird. Je nach Wirkungsgrad der Quelle fällt in ihr etwas mehr Verlustleistung an - aber wie gesagt, man kann das schon kurzschlussfest auslegen, durch inhärent begrenzten Strom oder Abschaltung/Hiccup-Schaltung o.ä.
Zitat:
@Florian48 schrieb am 9. April 2022 um 00:24:39 Uhr:
So wie ich das verstanden hab, sind das 2 getrennte Funktionen: zum einen der Impuls, der die Spannung abschaltet, ...
Auf diese erste Funktion wäre ich nicht gekommen - was für ein Impuls, hast du eine nähere Beschreibung oder Anleitung zu den System gesehen?
Die Funktion der Kondensator-Entladung ist in der Einbauanleitung des Schalters beschrieben (s. angehängtes Dokument, für mich relevant ist das Modell M700N).
Von einem Impuls ist nirgends die Rede, allerdings hat das Gerät laut Beschreibung einen "Softstart". Vermutlich wird also immer mit sehr geringer Spannung versucht, das Gerät wieder einzuschalten und erst wenn der Kurzschluss beseitigt ist, wird die Spannung allmählich erhöht.
Ungewöhnlich finde ich diese Schaltung schon. Logischer fände ich die Schaltung von +12 V. Und wenn man dann noch die Kondensatoren entladen will, dann könnte man das ja durch Kurzschließen nach dem Abschalten der 12 V machen. Aber gut, es scheint ja zu funktionieren. Trotzdem komisch, wenn so ein Auto mehrere Tage mit geöffneter Motorhaube steht (z.B. in der Werkstatt) und dabei tagelang ein Kurzschluss besteht. Es wird auch nirgends empfohlen, dass man in so einem Fall die Plusleitung zur Batterie trennen soll.
Der Stromfluss beim Entladen eines Kondensators über einen Widerstand ist:
I(t) = I0 * e^(-t/RC). (Leute, ihr braucht ein LaTeX-Interface im Forum ;-)).
Je nach Größe des Kondensators und des Widerstands (Karosserie und Kabel) und eines möglichen Widerstands im Steuergerät fliesst da nur ganz kurz ein Strom. Das ist so gewollt.
Der Marder soll kurz eine "gewischt bekommen" und nicht gegrillt werden.
Es würde mich wundern, wenn dort länger als wenige Sekunden ein meßbarer Stromfluss anläge. Sinn der Sache ist ein kurzer aber heftiger Stomschlag für den Marder... also wird die Zeitkonstante (1/RC) sehr kurz dimensioniert sein.
Die Leistung (Heftigkeit der Entladung -> Schmerz) kommt über die Spannung, nicht über den Stromfluss. Bereis wenige mA können tödlich sein (auch für Menschen). Hohe Spannungen tun hingegen meist nur "weh" -> Die Entladung an einer Türklinke (einen gewischt bekommen) kann durchaus 25.000V erreichen; aber nur wenige µA.
Der Schluss gegen Masse simuliert ausserdem das, was einem Marder passiert. Der Marder stellt üblicherweise die Verbindung zur Masse her (durch seinen Körper).
Ich nehme an, das Steuergerät erkennt den Masseschluss und lädt den Kondensator nicht wieder auf solange der Masseschluss besteht. Würde das Stg das tun, würde der Marder langsam auf kleiner Stufe gegrillt und käme nicht mehr lebend davon.
Woher ich das wieder "nicht" weiss? 4 Jahre Physikstudium und namentliche Nennung meiner Person in 2 Veröffentlichungen, welche jeweils in Stockholm einen "unwichtigen" Preis gewonnen haben (neben anderen Publikationen). Aber was weiss ich schon ;-).
Die Nennung war weiß nicht? Wir vergeben den Pre is an jemanden, der nix weiß? :D
Im Ernst - das oben klingt plausibel., danke. :)
Nee, eher das was auf meinem Perso stand (vor der Namensänderung). Die Preise gingen nicht an mich persönlich, aber mein Name taucht auf (als Beteiligter, ohne den diese neue Entdeckung nicht möglich gewesen wäre...bla bla).... Ganz so unfähig kann ich daher nicht sein.
Irgendwann schreib ich in die Signatur, was es mit dem Nickname auf sich hat.
Ich möchte noch ergänzen, dass es eine zweite Variante gibt, wie man eine Marderabwehr mittels Stromstößen realisieren kann.
Anstelle eines aufgeladenen Kondensators kann die Batteriespannung über einen Zeithacker auf die Primärwicklung eines Transformators gegeben werden. An der Sekundärwicklung liegt dann Hochspannung an.
Das Wirkprinzip entspricht dann in etwa dem einer Teslaspule (nein, nicht die aus C&C).
Wird dann der Ausgangskontakt auf Masse gelegt liegt über der gesamten Sekundärseite das gleiche Potential an und es kann kein Strom mehr fließen.
Diese Variante lässt sich kompakter bauen und ist sicherer in der Handhabung... Hat jedoch einige andere Nachteile.
Obiger Part ist nur rudimentär beschrieben... Es ist schon spät.