Raspberry Relais schalten

Heute ist Stammtischzeit:
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Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)

  • schnasseldag in deiner Tabelle fehlen noch die spannungswerte im unbelasteten zustand. Ich hatte das mit einem Multimeter mit 10 Mohm Eingangswiderstand gemessen und da fallen bei nahezu 0 Strom (reinrechnerisch 290pA) an den Dioden die 2,1V ab. und am widerstand 1k ohm (reinrechnerisch 290nV)
    Janomine Der Sender ist weniger Kritisch der gibt dem Pi keine Spannung er bekommt sie, der Empfänger könnte allenfalls Probleme machen.
    Das mit dem Schrumpfschlauch hab ich auch so könnte ja mit dem Empfänger oder anderen unnützen oder nützlichen Gerätschaften zusammen geraden und einen unvorhersehbaren schaden verursachen.

    Nehmen wir aber mal an der Sender hat einen Defekt o.ä, wäre doch sicherer am GPIO & GND Kabel eine Diode dazwischen zu löten, oder macht das keinen Sinn? Wenn die 5V nämlich irgendwie an GND oder den GPIO-Port kommen, wäre das doch sicher ungesund?

    Einmal editiert, zuletzt von Janomine (31. Oktober 2015 um 12:14)


  • Ich hatte mich mit Strömen am Raspberry Pi und mit der Dokumentation in einem älteren Thread mal ausführlich beschäftigt. Die Ergebnisse waren interessant und das Thema passt zur Diskussion: Stromstärken am GPIO

    genauso wusste ich das schon und hatte immer wieder darauf hingewiesen, was mir an anderer Stelle auch nie geglaubt wurde, ja sogar Streit darüber entstand, aber ergänzend möchte ich noch erwähnen das die Ausgangsports ab 2mA eine Treiberstufe bis 16mA konfiguriert werden können (Bild mit den 4 Ausgangstreiber pro Port) , das wäre der unschädliche Strom für die Ports! aber alle Ports zusammen mit je 16mA überschreiten die VCC und GND Verbindungen die zusätzlich nur bis 50mA treiben können, aus 17 Ports und diesen 50mA ergibt sich pro Port normal unschädliche 3mA.

    Es wurde leider noch nie gezeigt welche Porttreiberkonfiguration 2 oder 16mA im OS bei booten eingestellt wird, kann also 2mA oder 16mA oder was dazwischen sein, genauso wie keiner weiss ob irgendein Treiber oder Software das zur Laufzeit umstellt, und da jeder vermutlich andere Betriebsysteme und Software fährt ist es noch unvorhersehbarer.
    Automatisch zusammengefügt:


    Hat schon jemand mit den Datenblättern nachgerechnet wie viel Spg. am Optokoppler und an der LED abfallen?
    Lt. Datenblatt (KB 817) sind es ca. 1Volt für den Optokoppler und eine grüne std. LED hat auch irgendwas > 1Volt.
    macht 5-1-1 => 3 Volt. Alles ok!

    was wenn der PI Port auf Input steht (weil die SW Amok läuft)?

    wenn der PI Port als Eingang hochohmig ist und kein (nenneswerter) Strom fliesst, wieviel Spannungsabfall gibt das ab 5V wieviel Spannung kommt dann am Port an?

    Eine grüne LED benötigt um 2V eine IR LED 1,25 macht in Summe schon um 3,3V, der RV liefert zusätzlichen Spannungsabfall, wie schon ausgeführt wurde sinkt der Kopplungsgrad zum Relais, es ist nicht mehr sicher das das Relais durchschaltet, es kann flattern was den Geräten oder den Relaiskontakten nicht gut tut, der Treiber vom Relais wird in den Linearbetrieb gefahren und nicht in den Schalterbetrieb, der Treibertransistor kann sterben durch keine UCEsat x Relaisstrom.

    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)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (31. Oktober 2015 um 12:41)


  • was wenn der PI Port auf Input steht (weil die SW Amok läuft)?
    wenn der PI Port als Eingang hochohmig ist und kein (nenneswerter) Strom fliesst, wieviel Spannungsabfall gibt das ab 5V wieviel Spannung kommt dann am Port an?

    Da müssen wir noch nicht mal eine Amok laufende SW bemühen, um einen GPIO als Input zu bekommen. Der Resetwert des BCM2835 für der GPFSEL-Register ist 0 -> Input (Datasheet S. 91f). Der Resetwert des GPPUD Registers ist 0 -> hochohmig (disable pullup/down; Datasheet S. 100f).

    Für Spitzfindige ;) : Das besagt zwar nicht 100%ig, daß nicht irgendeine undokumentierte Magie auf einmal Pull-Ups/Downs im Power-On Cycle das BCM reinclockt; dies wäre dann aber eine echte Dokumentationslücke im Datasheet! Die Annahme ist also Quatsch. Allenfalls spielt noch eine Rolle, daß der Status der Pullup/down Einstellung den Powercycle überlebt, also einmal eingestellt (und nicht mehr aktiv manipuliert) diese Einstellungen erhalten bleiben. Dennoch, das ist alles fragil! Mit dem nächsten OS Update kann das alles wieder anders aussehen.

    Quelle: http://www.farnell.com/datasheets/1521578.pdf

  • Wenn der Port auf Eingang steht gibt es 3 Szenarien:

    1.) Keine Pull Up /Pull Down Widerstand => fliest kein Strom. Alles ok.
    2.) Pull Up: => fliest kein Strom. Alles ok.
    3.) Pull Down:

    Hier wird es interessant. Über 5 Volt, LED, R, OptoK. fliest ein Strom über den internen 10K R zu GND. Den Strom habe ich bis jetzt noch nicht gemessen. Meine Beobachtung: Die LED auf der Relaisplatine glimmt. Das Relais schaltet nicht. Wenn ich mal dazu komme werde ich nachmessen und dann ins Datenblatt des Optokoppler schauen in wie weit der nachfolgende Transistor "schaltet".

    Aber wie auch immer. Sicher schöner mit eigenem Treiber...

    Aber man sollte die Kirche im Dorf lassen und nicht von roten Ampeln/Klettern/Drachenfliegen reden, wenn der TE auf der anderen Seite des Relais mit Niederspannung hantieren will....

    Nachher fängt der TE noch an Dioden vor RF433 Sender zu bauen, falls der Sender defekt ist ;)


  • dies wäre dann aber eine echte Dokumentationslücke im Datasheet!

    es ist nicht die einzigste! der SOC ist mies beschrieben, das Fehlen von Schutzmaßnahmen aka Atmel ist aber bekannt, ich glaube keine Atmel sind derart häufig gestorben wie PIs beim Basteln, das ist den fehlenden Ableitdioden nach VCC und GND und den fehlenden Ausgangsbegrenzungen geschuldet, weswegen alle Warnungen nicht überflüssig sind.

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  • Ja, genau genommen dürft man ohne ESD-Schutz die Eingänge nicht berühren, da dadurch schon große Spg. induziert werden.

    Aber ich gehe davon aus, dass ein Schutz vor zu hohen Spg und sehr geringen Strömen im Chip implementiert ist. Sonst würden
    reihenweise RPis allein schon durch das berühren gehimmelt werden.


  • ...Aber ich gehe davon aus, dass ein Schutz vor zu hohen Spg und sehr geringen Strömen im Chip implementiert ist.....

    du hast leider immer noch nichts verstanden


    ...
    Manchmal wird imho gerne mal vergessen, dass es nicht darum geht, wer jetzt recht hat oder nicht sondern darum, einem Fragesteller zu helfen, etwas sicher an seinen RPi anzuschliessen.
    Und, dass es sich um die Hardware eines Menschen handelt, den ich sonst gar nicht kenne ... also auch nicht um mein Eigentum.
    Da bleibe ich zumindest lieber auf der sicheren Seite und empfehle eher mal ein paar Milliampere weniger oder einen Optokoppler oder Treiber mehr als vielleicht unbedingt nötig. Das schadet zumindest nicht ... was ich im anderen Fall nicht ausschliessen kann ;)


    Können wir uns nicht einfach mal darauf einigen hier im Forum nur nach menschlichem Ermessen sichere Tipps zu geben und auf Spekulationen und Eimerchen-/Schäufelchen-Diskussionen a' la "ich hab rechter als Du", "bei mir läuft das aber ..." zu verzichten

    Dieser "Glaubenskrieg", der im Zweifelsfall zu Lasten eines unbedarften Fragestellers geht, hat imho mit "Professionalität" nichts mehr zu tun, oder? ;)

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  • Zitat von WernerPI


    Ja, genau genommen dürft man ohne ESD-Schutz die Eingänge nicht berühren, da dadurch schon große Spg. induziert werden.

    Berühren von Chipeingängen hat nichts mit Induktion zu tun, eher mit Ableitung von statischen Spannungen. Letztere sind oft so hoch, dass sie die Eingangstransistoren zerstören.

  • jar:
    Ich hab schon in diesem Thread geschrieben: "mit Treiber ist es schöner".

    Aber es wurde trotzdem noch weiter diskutiert und ich hab mit diskutiert - aber jetzt bin ich endgültig raus aus diesem Thread.

    @flyppo:
    "induziert" -> einbringen/bewirken .


  • @flyppo:
    "induziert" -> einbringen/bewirken .

    Selbstverständlich kann man sich das zurechtdrehen und schönfärben.

    Wir reden hier von Elektrotechnik. Da ist induzieren nicht mit Synonymen belegt!

  • Hui, heute gehts aber wieder stürmisch zu. Naja, ist ja schließlich auch Herbst ;)

    Mir geht beim Gedanken 5V an 3,3V Eingang mit Vorwiderstand (vergessen wir mal kurz die Dioden für einen Moment) trotzdem noch etwas durch den Kopf. Und zwar der Latch-Up Effekt. Letztendlich kann ein Vorwiderstand einen Strom begrenzen, womit thermische Schäden vielleicht ausgeschlossen werden (weil die Energie zu gering dafür ist), verhindert wird er jedoch nicht. Ich habe so als Faustregel in meinem Kopf, daß der Effekt einsetzt, wenn die Spannung eines Pins um die Durchlaßspannung einer (Si) Diode überschritten wird - sonach ungefähr 0,7V.

    Jetzt frage ich mich, ob das mit den 0,7V generell gilt oder nicht doch dotierungsabhängig von der Eingangsstufe des Pins ist? Vielleicht findet sich ja ein Physiker oder anderweitig chemisch "vorbelasteter" Elektrotechniker und kann das ein wenig genauer beleuchten?


    Schönes Wochenende noch Euch allen...

  • Hallo Janomie,

    das Du bei dem Fachgesimpel noch mehr verwirrt bist kann ich verstehen.
    Du hast geschrieben, das Du was sicheres und haltbares auf lange sich suchst.
    Ich habe nicht alle Beiträge in gänze studiert.. ...
    Also falls ich mich wiederhole..
    Dann nimm doch mal mit Schnasseldag Kontakt auf. Der hat nämlich selber eine "Relais" - Karte entworfen. den "Hubo". In der einfachen Ausführung mit nur Digital Ein + Ausgängen. Guck mal hier im Forum,
    Die ausführung ist dann natürlich etwas teurer + aufwendiger. Bei Bedarf kannst Du die bekannten 8-fach Relais Karten an den Hubo anschließen. Und wer sich das Zutraut kann mit den Relais vom Hubo auch 230 V schalten.,
    ...
    Ich habe habe habe mit einem kaskadierten Hubo (Master + Slave) eine Turbinen-Steuerung aufgebaut. Bzw. bin noch dabei.

    Ich kann das nur wäemstens empfehlen. - Sicher un d super erweiterbar..
    Beste Grüße und bei Fragen lieber gleich direkt Schnasseldag fragen...

  • Zitat von schnasseldag


    Jetzt frage ich mich, ob das mit den 0,7V generell gilt oder nicht doch dotierungsabhängig von der Eingangsstufe des Pins ist?


    Nein, die gelten nicht generell. Sind abhängig von vorgeschalteten Elementen. Die 0,7V sind ein Richtwert für ein Siliziumübergang einer Basis-Emiter-Strecke eines Siliziumtransistors oder einem Silizium-PN-Übergang einer solchen Diode. Variiren aber stromabhängig, siehe Datenblatt.

                                                                                                                                                                                          
    Jeder darf für sich gerne elektrische Gegebenheiten verbiegen, aber bitte vermittelt dieses Pseudowissen nicht an andere.

    Einmal editiert, zuletzt von flyppo (31. Oktober 2015 um 23:53)


  • den "Hubo". In der einfachen Ausführung mit nur Digital Ein + Ausgängen. G

    Hubo ist vielleicht etwas oversized als Ersatz für eine Relaiskarte. Wie gesagt, ich habe eine gängige und für die GPIOs sichere Schaltung für den Raspberry Pi und Ko umgesetzt. Ein Vorteil wie bei Hubo auch, es gibt ein anständiges Gehäuse. https://raspiprojekt.de/kaufen/shop/ba…elaiskarte.html
    Automatisch zusammengefügt:
    Ich bin gerade dabei, ein paar Leiterplatten zu bestellen, was haltet Ihr von einem "Breakout" für den ULN2803. Der würde sowohl die GPIOs schützen als auch durch den offenen Kollektor die Karten mit Optokoppler wieder bei high schalten. Das Teil wäre (selbst mit dem DIL Gehäuse) so klein, dass man es mit einem Schrumpfschlauch geschützt "frei hängend" vom RasPi zur Karte in das Kabel setzen könnte. Mit Schraubklemmen im RM 2,45 sollte das doch recht gut gehen. Evtl. noch einen Jumper, um die Freilaufdioden zu aktivieren.

  • Hier mal eine Strohm-Spannungs-Diagramm von LEDs in verschiedenen Farben. Zu erkennen ist, das bei nahezu Stromlosen zustand
    schon ein Spannungsabfall der Roten LED von etwas mehr als 1V eintritt was bei einem Widerstand beispielsweise nicht zutrift.

    Das ergib zusammen mit der Optokoppler Diode und dem 1k Ohm Wiederstand die in reihe geschalten sind für mein Verständnis genug Sicherheit um unter der 3,3V zum GPIO zu bleiben. Wer gerne mehr aufwand betreiben will was auch kein Fehler ist soll das machen aber nicht anderen Angst machen es könnte ja dies und jenes kaputt sein.
    Es ist immerhin für viele ein Hobby und das sollte spaß machen!


  • Die 0,7V sind ein Richtwert für ein Siliziumübergang einer Basis-Emiter-Strecke eines Siliziumtransistors oder einem Silizium-PN-Übergang einer solchen Diode. Variiren aber stromabhängig, siehe Datenblatt.

    So hatte ich mir das in etwa auch gedacht. Es erklärt auch, daß manche IC's etwas robuster gegenüber Überspannungen ausgelegt werden (siehe der MCP23018 - hier die GPIO's) - da findet sich's ja auch im Datenblatt. Vielleicht wäre es bei diesem Baustein sogar mal angebracht, daß etwas im Forum herumzuposaunen. Es gab schon etliche Diskussionen über den MCP23017, den Leute mit 3,3V betrieben und die GPIO's mit 5V - oder den Chip mit 5V und dann gehofft haben, daß der Raspi es verknuspelt. Beim MCP23018 wären solche riskanten Ansätze überflüssig.

  • Hallo Jörg,


    ...
    Ich bin gerade dabei, ein paar Leiterplatten zu bestellen, was haltet Ihr von einem "Breakout" für den ULN2803. ...

    Hi Jörg,
    interessante Idee ... wobei: hat der ULN die Freilaufdioden nicht schon drin :s ??
    Das wäre evtl. prinzipiell mal eine Idee eine Art I/O Platine zu basteln ... mit passenden Optokopplern z.B. oder levelshifter ... Flachband-Kabel zum Anschluss an B/B+ und Pi2 ...

    Müsste man fast mal zur Diskussion stellen ...

    cu,
    -ds-


  • hat der ULN die Freilaufdioden nicht schon drin :s ??


    Hat er - zumindest der oft zitierte ULN2803. Auch dessen komplementäres Gegenstück, der UDN298x hat sie bereits verbaut.

    Noch ein kleiner Nachtrag zu meinen o.g. Anmerkungen über die IO-Expander (weil man das schnell überlesen kann) - MCP23017 != MCP23018.

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