GPIO Strom ohne 5V?

  • Haallo ihr alle,


    nachdem ich mit meinem letzten Post im offiziellen Forum von Raspberry Pi keinen Erfolg hatte (http://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=91&t=89819), versuch's ich diesmal hier :)


    Nun zu meiner Frage:
    Bei diesem Aufbau von der Raspberry Pi Seite - http://www.raspberrypi.org/learning/quick-reaction-game/ - wird keiner der stormliefernden GPIO-Pins angesprochen, sondern nur GPIO2 und GPIO3, GPIO11 und die Erdung benutzt. Ich dachte aber immer, dass die GPIO pins nur dafür da sind, Daten zu übertragen, irgendwelche Reaktionen von Knöpfen anzunehmen oder so. Aber wieso kann die LED dennoch leuchten? Und bis wieviel Volt bzw. Ampere darf ich hier einfach die GPIO pins ohne eine zusätzliche Stromzufuhr anzapfen?


    Danke im voraus :thumbs1:


  • Ok, vielen Dank für die schnelle Antwort :danke_ATDE:


    Woher weiß ich dann, wieviel Volt die Spannungsquelle hat, um beispielsweise hier http://www.passatplus.de/arbei…ektrik/led-widerstand.htm den Widerstand auszurechnen?

  • Hallo Jaymaster,


    jeder GPIO-Pin kann als Ausgang geschaltet werden; dann liegen dort 3V3 an, die über Verbraucher an GND abfließen.


    Jeder GPIO-Pin kann als Eingang geschaltet werden; dann werden Spannungspegel von 3,3 V bis 1,3 V als HIGH erkannt und Spannungen von 0 bis 0,8 V als LOW. In diesem Fall fließt die Spannung von 3V3 (oder einem anderen als Ausgang geschalteten GPIO-Pin) an diesem Eingangs-Pin über Verbraucher, Taster, ... ab.


    Wichtig ist, dass die als Eingang programmierten GPIO-Pins nur maximal 3,3 V "sehen" dürfen. Insbesondere, wenn Spannungsquellen mit mehr als 3,3 V im Spiel sind, brauchst Du einen Spannungsteiler, der das Signal auf 3V3 herunterteilt.


    Fehler erkennst Du immer daran, dass irgendwas nicht mehr funktioniert, Funken sprühen, es qualmt und stinkt.


    Wenn Du aber aufpasst und Dir immer bewusst bist, was Du machst, dann darf auch ein hart beanspruchter Raspberry Pi ein hohes Alter erwarten.


    Viel Spaß hier im Forum!


    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    • Icon-Tutorials (IDE: Geany) - GPIO-Library - µController-Programmierung in Icon! - ser. Devices - kein Support per PM / Konversation

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.


  • Vielen Dank Andreas :D Das hat mir sehr weitergeholfen!



    Und wieso ist es dann möglich, LEDs anzuschließen? Die haben doch standardmäßig um die 20 mA oder nicht? Tut mir leid, bin ein völliger Einsteiger in die Elektronik.


  • Och, eine 20mA LED leutet auch schon bei 4mA.
    Nur eben nicht so hell :D


    Nimm einen Transitor zur Hilfe, dann klappts auch mit deinen 20mA


    Und wenn ich jetzt keinen Transistor nutze, sondern die LED einfach anschließe, so wie hier : http://www.raspberrypi.org/learning/quick-reaction-game/
    Wie viel bekommt die LED dann? Sind's 20mA und ich hab theoretisch schon was kaputt gemacht oder sind es 4mA? Weil bei mir leuchtet die schon ziemlich stark.


    LG jaymaster

  • Hallo Jaymaster,


    den Strom kannst Du entweder
    - mit einem Multimeter messen
    - oder ausrechnen


    Code
    .          (Spannung - Vorwärtsspannung der Diode)
    Strom = -------------------------------------------
                               Widerstand


    Die Vorwärtsspannung steht im Datenblatt der Diode. Es gibt aber grobe Erfahrungswerte für unterschiedliche Farben:
    rot, gelb: 2,0 V
    grün: 2,2 V
    blau: 3,4 V (aber auch bis 4 V)


    Kleiner Tip: Entweder vor dem Schaltungsaufbau rechnen oder nach dem Schaltungsaufbau messen (ohne dass der Raspberry Pi im Spiel ist). Erst, wenn keine bedenklichen Ströme fließen, dann Schaltung und Raspberry Pi zusammenbringen.



    Beste Grüße


    Andreas

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    Edited 2 times, last by Andreas ().


  • Und wenn ich jetzt keinen Transistor nutze, sondern die LED einfach anschließe, so wie hier : http://www.raspberrypi.org/learning/quick-reaction-game/
    Wie viel bekommt die LED dann? Sind's 20mA und ich hab theoretisch schon was kaputt gemacht oder sind es 4mA? Weil bei mir leuchtet die schon ziemlich stark.


    das bestimmst DU selbst, der PI spuckt 3,3V aus die LED hat eine Spannung und du solltest ohne Verstärker Transistor direkt aus den GPIO nicht mehr als 4mA saugen !



    AUA


    "2: Den Widerstand des Widerstandes.
    Daraus berechnest du den Strom."


    umgekehrt wird ein Schuh draus:


    man wählt seinen Wunschstrom, hier 4mA aus den GPIO
    man weiss die LED Spannung, entweder aus Datenblatt oder messen


    das ergibt dann den Widerstand


    (PI Spannung 3,3V - LED Spannung)/ LED Strom


    ich hab da mal vor langer Zeit was vorbereitet:


    ist wirklich bedauerlich das die Suche hier kaum genutzt wird:
    http://www.forum-raspberrypi.d…chtung?pid=49526#pid49526

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • AUA


    "2: Den Widerstand des Widerstandes.
    Daraus berechnest du den Strom."


    umgekehrt wird ein Schuh draus:


    Welches aua?


    Die Antwort war für diese Frage:

    Quote


    Und wenn ich jetzt keinen Transistor nutze, sondern die LED einfach anschließe, so wie hier : http://www.raspberrypi.org/learning/quic...tion-game/
    Wie viel bekommt die LED dann? Sind's 20mA und ich hab theoretisch schon was kaputt gemacht oder sind es 4mA? Weil bei mir leuchtet die schon ziemlich stark.


    Und was ist daran jetzt falsch?


    Mannooo.... Jar .....
    Es wird nach dem Strom gefragt und du lieferst die Formel für den Widerstand.
    Aua !
    ;);););)


    Natürlich könnte man behaupten, dass die Frage schon falsch ist, Bzw. das Vorgehen...
    Erst irgendeine Schaltung aus dem Internet saugen, ohne Ahnung nachbauen, und sich dann fragen, ob man was kaputt gemacht hat.


    Besser wäre sich zu fragen, wieviel Strom kann der Pi.
    Wieviel Strom braucht die LED.
    Und dann: Wie bekommt man die beiden möglichst sicher zusammen?


    Aber für diesen Gedankengang muss man evtl. schon mal ein paar Teile über den Jordan geschickt haben....
    Sozusagen Erfahrung gesammelt...


    Man lernt am schnellsten wenn es auch weh tut.
    Nur leider nicht unbedingt das richtige.
    :D:D:D


  • Und was ist daran jetzt falsch?
    Besser wäre sich zu fragen, wieviel Strom kann der Pi.
    Wieviel Strom braucht die LED.
    Und dann: Wie bekommt man die beiden möglichst sicher zusammen?


    :thumbs1:


    eben


    nur ist die herangehensweise IMHO von hinten, ich kaufe doch keinen Bugatti Grand Sport Vitesse 417km/h und frage dann ob ich damit nach Hamburg fahren kann ohne abzuheben.


    Ich frage wann will ich da sein in welcher Zeit, berechne das notwendige Tempo und wähle dann das Auto das es erreicht, sollte die Strecke nicht für 417 km/h geeignet sein hinterfrage ich den Kauf vom Bugatti Grand Sport Vitesse auch wenn ich langsamer fahren könnte ausser er fährt nicht mit 20km/h dann hat es sich eh erledigt weil ich auch in die Stadt will.


    Ergo frage ich am GPIO erst den maximal sicheren Strom, dann die LED Spannung und rechne dann den Widerstand das alles passt, ergo würde eine 350mA LED ausscheiden, genauso eine mit 7V. Bleibt nur noch zu klären ob eine bis 3.3V 20mA LED bei 4mA leuchtet und das habe ich ja an Hand verschiedener LED Typen gezeigt, ausser mit 1-5W LED ab 370mA bis 7V (2 in Reihe auf einem Chip)

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    Energiesparen:
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  • nur ist die herangehensweise IMHO von hinten, ich kaufe doch keinen Bugatti Grand Sport Vitesse 417km/h und frage dann ob ich damit nach Hamburg fahren kann ohne abzuheben.


    Ich frage wann will ich da sein in welcher Zeit, berechne das notwendige Tempo und wähle dann das Auto das es erreicht, sollte die Strecke nicht für 417 km/h geeignet sein hinterfrage ich den Kauf vom Bugatti Grand Sport Vitesse auch wenn ich langsamer fahren könnte ausser er fährt nicht mit 20km/h dann hat es sich eh erledigt weil ich auch in die Stadt will.


    Ergo frage ich am GPIO erst den maximal sicheren Strom, dann die LED Spannung und rechne dann den Widerstand das alles passt, ergo würde eine 350mA LED ausscheiden, genauso eine mit 7V. Bleibt nur noch zu klären ob eine bis 3.3V 20mA LED bei 4mA leuchtet und das habe ich ja an Hand verschiedener LED Typen gezeigt, ausser mit 1-5W LED ab 370mA bis 7V (2 in Reihe auf einem Chip)


    Ich habe mal so viel Vertrauen in die offizielle Raspberry Pi Seite, dass ich das erstmal anschließe ohne mich damit auseinander zu setzen, wieso das alles funktioniert. Das habe ich dann danach mit eurer Hifle gemacht :thumbs1:

  • Hi,


    die GPIO Pins sind, wie der Name schon sagt (G)eneral(P)urpose(I)nput(O)utput pins. D.h., man kann sie entweder als Input (mit Pullup) oder als Output betreiben. Zum Strom kann ich keine belastbare Aussage liefern - aber das sollte sich leicht googlen lassen. Als Richtwert kann man jedoch von einigen mA ausgehen und keinesfalls sind es Größen über 50mA. Ist halt CMOS und kein Treiber.


    Liebe Grüße


    Anja


  • Als Richtwert kann man jedoch von einigen mA ausgehen und keinesfalls sind es Größen über 50mA. Ist halt CMOS und kein Treiber.


    halt halt
    die 50mA beziehen sich auf die zusätzliche Belastung der CPU (ggffs. des REG2) Version B


    der einzelne GPIO Pin kann zwar zwischen 2 und 16mA liefern, letzteres aber nur sicher nach Umprogrammierung, aber das hat noch keiner hier gemacht oder gezeigt.


    Das bis zu 16mA pro Port fliessen können heisst nicht das der Teiber dafür freigeschaltet wurde, er kann nur nix dagegen unternehmen. Aber bei mehreren GPIO mit 16mA werden die maximal 50mA die man der CPU zumuten sollte schnell überschritten, deswegen ist eine übliche Empfehlung nur um 3mA pro GPIO Port zu bleiben für 17 GPIO wären das die relativ sicheren 51mA.

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