[erledigt] 24VDC Signale koppeln an GPIOs

  • Servus zusammen!


    Habe da eine ziemlich genaue Vorstellung wo Raspis einsetzen will, schaut auch gut aus
    aber da ist das Thema Signalkopplung das nicht ganz hinbekomm.


    Anforderung:
    Was jedoch nicht ändern kann ist die 24VDC Welt, die Sensoren sind liefern mir das nunmal
    und geschalten wollen die Aktoren auch mit 24VDC.


    2 Faktoren sind da jetzt schlagend:
    die Raspis bekommen Gehäuse, können zusätzliche Platinen verbaut bekommen,
    aber Platztechnisch darf es nicht ausarten.
    Preislich muss es Sinn machen, wenn so Koppelmodule betrachte von Phönix
    sind beide Faktoren nicht ermöglicht.


    Spannungsteiler sind nicht möglich weil Fehlerquote und Aufwand nicht dafür spricht,
    Optokoppler eventuell, wobei nicht gewährleisten kann das die Sensoren alle über die
    Diode drüber schaffen mit dem Signal.


    wie koppelt man am besten nach dem Motto voltage translation?
    einerseits sind da auf 16mA beschränkte GPIOs (max 50mA in Summe?) mit 3,3VDC
    anderseits Ventile/ Relais/ Schütze an den Ausgängen die 24VDC benötigen.
    Dann noch die ganzen Signale die es nicht über ne stumpfe Dioden schaffen aber
    an den Inputs landen sollen.
    (zum Glück ist locker ein Drittel pot. frei abholbar)


    Brauch eine fertige Platine die mir variabel (Input oder Output)
    hinnimmt das links 3,3V sind und rechts 24VDC sind


    was kann machen?



    Grüße Cure

  • Sinn ist der, das Raspis fixe Einheiten bündeln, weil die immer gleich aussehen.
    Dazu müsste man aber in der Lage sein in der 24VDC Welt wo alle Sensoren/Aktoren M8 oder M12 Stecker haben
    anzuschließen und zu beschalten.


    mfg Cure

  • Hallo,


    das klingt alles sehr, sehr merkwürdig ! Auf der einen Seite ich zitiere "schaffen wir das (sind Industriedesigner, E-techniker, SPS Techniker, blasser Java Programmierer)" und dann ein riesen Problem 24 V Verbraucher an die GPIO´s anzuschließen oder 24 V Eingänge an die GPIO´s anzuschließen, obwohl es da gefühlte 1000 Beiträge im Netz gibt. Irgend was stimmt da überhaupt nicht !!!!!


    Vernünftige Antworten kanns nur auf verünftige Fagen geben!

  • daaaa sindseee doch die Platinchen die guten :)


    also für alle die hier abgebogen sind:
    I/O Module kosten unter 20€, sind mit I2C Bus einbindbar


    http://raspberry-sps.de/sps-karten-fuer-raspberry-pi/


    wichtige Passage dort:


    [font="Open Sans"]Am Bus können 8 PCF8574 und 8 PCF8574A gleichzeitig betrieben werden.[/font]
    [font="Open Sans"]Standardmäßig verwenden wir den PCF8574 in der digitalen Ausgangskarte, den PCF8574A in der digitalen Eingangskarte. Bei dieser Konfiguration haben Sie maximal 64 Eingänge und 64 Ausgänge zur Verfügung.[/font]
    [font="Open Sans"]Bei den Analogkarten gehen 16 Stück gleichzeitig am Bus.[/font]



    jez kanns losgehen :bravo2:

  • Hallo,


    meine Laune ist bestens, aber der Raspi hat eine Schnittstelle die mit 3,3 V arbeitet. Das ist einfach so und nicht zu ändern. Entweder man verwendet irgend welche Schnittstellenkarten, die oft nicht billig sind, und lebt mit den Beschränkungen oder entwirft sich selbst eine angepasste Lösung. Das ist einfach so und läßt sich maximal damit ändern, in dem man sich jemand ins Boot holt, der sich mit so etwas auskennt.


    Und wenn ein E-techniker und ein SPS Techniker nicht in der Lage sind aus einer 15V bis 20V Anleitung eine 24 V Lösung hin zu kriegen, dann stimmt irgend etwas nicht, und Ihr solltet Euch das Vorhaben noch einmal sehr gründlich überdenken.


  • Hallo,


    meine Laune ist bestens, aber der Raspi hat eine Schnittstelle die mit 3,3 V arbeitet. Das ist einfach so und nicht zu ändern. Entweder man verwendet irgend welche Schnittstellenkarten, die oft nicht billig sind, und lebt mit den Beschränkungen oder entwirft sich selbst eine angepasste Lösung. Das ist einfach so und läßt sich maximal damit ändern, in dem man sich jemand ins Boot holt, der sich mit so etwas auskennt.


    Und wenn ein E-techniker und ein SPS Techniker nicht in der Lage sind aus einer 15V bis 20V Anleitung eine 24 V Lösung hin zu kriegen, dann stimmt irgend etwas nicht, und Ihr solltet Euch das Vorhaben noch einmal sehr gründlich überdenken.


    nene wiiir basteln rum weil es ein Heidenspaß macht dem Raspi per Whatsapp mal einfach so
    ne Palette andocken zu lassen und ne Nachricht retour bekommt das der Abstand 7mm ist
    und der Linearmotor 27 Grad hat^^
    Fand es sehr aufmunternd wie im Bedienpult mit meinem temporären Poti drehen konnt
    und das Regelventil das 30m weg ist auf 30% stellen konnte mit visueller Rückmeldung auf
    das HMI :D


    Was willste meehr, preislich haben wir uns paar Anwendungen angeschaut,
    mit normalen Siemens Zeug nur zur Relation:
    30DI/12 DO/4AI/2AO -> mit der ET200S landest ca bei 1500
    mit nem Raspi bei 300 wobei auch das Gehäuse selbst entwerfen kannst wo Logo etc und perfekter Einbau
    im System möglich wird.


    Zu dem das Schnittstellenkarten oft teuer sind, ja - aber das ist beim PI nicht der Fall.
    Hab mir die Datenblätter angeschaut von dem Link oben was die so verkaufen,
    preislich sind die dort wo man landen muss und ne Doku wo nichts fehlt


    so blöd wies klingt aber ich wär sogar in der Lage einen B10d Wert zu errechnen
    weil da sogar ne Stückliste vorhanden ist was wo wie auf der Platine zu finden ist
    Von 100 Platinen schafft man das vielleicht bei 5%


    Alles obendrein schon für Hutschienenmontage, was was willste mehr eine Traumfirma
    die mitdenkt (einzige kleine mini Makel ist das alle englische Datenblätter brauchen aber
    das wird bestimmt auch noch möglich)
    Irgendwo müssen die Artikel dann doch gewartet sein im System


    Zu dem das es nicht verstehst warum nen E-Techniker die 15V Varianten nicht auf 24V ummünzen kann,
    einerseits hats Gründe bei vielen Lösungen warum nicht höher gehen können (das is auch sehr gründlich beschrieben warum^^)
    andererseits hast überlesen das es schlichtweg 2 Ausschlussgründe gibt für 99% der Lösungen (muss ohne Optokoppler/ohne Spannungsteiler die immer anders sind)


    Ich muss in der Lage sein nen Aktor statt Pin 20 auf Pin21 stecken zu können ohne das er mir um die Ohren fliegt nur weil dort 120 Ohm statt 220 Ohm verlötet sind.


    Allgemein würde ich jedem davon abraten der keine Geräte entwirft.


    Schade das der Informationsgehalt der Antworten hier gegen Null strebt, gebt euch bisschen Mühe
    besonders du Aro! antwort dann einfach nicht wenn du nur Gezicke einbringen kannst


    Frohes schaffen!

  • die Eingangskarten zu I2C sind schon brauchbar, was mich stört


    wenn schon für die Digitale Eingangskarte 8-Bit Treiber wie der ULN2803 genuzt werden um eine LED zu treiben hätt man gleich mal den Optokoppler auch bestücken können.


    Ich würde dann lieber eine eigene Digitale Eingangskarte 8-Bit entwerfen.


    für deine 1000 Ports siehts irgendwann düster aus mit PCF 8574 davon kann man nur 8 Stück verbauen -> Adresswahl mit PCF 8574a nochmal 8 macht 2x 8x 8x = 128 Ports dann wird man wohl die Familie wechseln MCP dort bekommt man 16 Ports pro Stein am I2C aber wieviel Adressen musst du googeln.


    Alternativ ginge Schieberegister und SPI da kann man die Kette fast beliebig lang machen für Aktoren mit latch raus MOSI und für Sensoren mit latch rein MISO


    Aber auf galvaniscvhe Trennung mittels Optokoppler würde ich nicht verzichten wollen, für die Versorgung auf der anderen Optokopplerseite würde ic mit kleinen DC/DC Wandler arbeiten, so dürfte mem Sensibelchen PI kein Ungemach entstehen.

    lasst die PIs 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)

  • Raspberrys sind dafür nicht gemacht. Dafür gibt es SPS und Visualisierungen wie WinCC.
    Die kosten halt Geld, sind in der Unternehmenswelt aber auch Zertifiziert und sicher einsetzbar.
    Grade im Maschinenbau ist das ziemlich wichtig.
    Aufgrund des BS ist der Pi nicht Echtzeitfähig. Je mehr IOs er bearbeiten soll, desto langsamer wird das System.
    Irgendwann dann unbrauchbar. Ist eben nicht dafür gemacht.
    Für kleine Aufgaben im häuslichen Umfeld Perfekt, für mehr gibt es halt anderes.


    Gruß Jan

  • es sollen ja nicht alle I/Os an Raspis, 300 allein sind auf Failsafemodulen die auch dortbleiben werden.
    Aber die Stellungsrückmeldungen von Ventilen ist ein Beispiel wo ansetzen versuche,
    das sind einfache Kontakte die örtlich gesehen auf kurzer Distanz abgreifen versuche.
    Nur solche allein sind 10% von den ganzen I/Os


    je Modul sind auch nicht soviele Signale, die varrieren zwischen 20 und 80


    es ist sehr schwer dezentral schmal zu bleiben im Moment wenn man fast 1m SPS Rack hat
    und nur mit einer Technologie fahren versucht.


    Ziel ist es hier die Racks zu entlasten indem man so simple Signale zum Beispiel am Raspi zusammenführt.
    Es ist schon enorm geholfen wenn das Rack dann nur 550mm Breite hat als Beispiel
    (allein vom mechanischen Aufbau der ganzen Konstruktionen)


    zusätzlich muss man ergänzen das alle I/Os die in Echtzeit bearbeitet werden, von Haus aus auf den Failsafemodulen
    sind weil hier die Zyklen der Abschaltungen in Bereichen von unter 2ms liegen müssen (zusätzliche Failsafebauteile
    für jene Anwendungen die nicht in dieser Zeit von der Siemens geschafft werden, da sind wir dann im Zehntel Millisekunden Bereich)


    Also die Echtzeitumsetzung wäre nicht notwendig, man will halt einfach wissen vor einem Test wie die Stellungen von den Ventilen
    sind, wie der IST-Status aussieht, da ist es egal ob in 2ms oder 2s alles abgefragt wurde


    mfg Cure
    Automatisch zusammengefügt:[hr]
    zu den Normen, die Raspis sind laut DIN Norm freigegeben und auch für UL und weitere,
    wobei das auch im Hausgebrauch notwendig wäre


    in der Konformitätserklärung (Stücknachweis) wären auch alle anderen Bauteile inkludiert
    da man in dem 13 teiligen Stücknachweis dann sowieso die notwendigen Prüfungen zu machen hatte
    für die Gesamtheit der Schaltanlage.


    Also von der Aussage "nur für den Hausgebrauch" distanzier ich mich da schon ein wenig^^


    Wenn an die Tastatur oder Maus oder anderen Bauteilen denke die in Verwendung sind,
    die sind genauso wenig für das eine oder andere sondern dort in Verwendung wo gebraucht werden.


    mfg Cure

  • Hallo,


    zu den unrealistishen Gedanken des Beitrags möchte ich mich nicht noch mal äußern.


    Aber das die Verwendung vieler IO-Pins das System belasten oder so verlangsamen, das Probleme auftauchen ist definitiv falsch. Wenn es hier zu Problemen kommt, dann liegt das nur an Deiner Programmierung !


    Ich erstelle professionel Programme in Lazarus auf und für den Pi, zwar nicht in Echtzeit laufen können, aber verdammt nah daran sind. Dabei verwende ich fast immer alle verfügbaren Pins und muß in der Regel noch eine Porterweiterung über i2c vornehmen. Ich habe mir programmtechnisch Zugriff auf die zu den GPIO gehörenden Register verschafft und kann damit die Ports sehr schnell und vor allem Resourcen schonend setzen, zurücksetzen oder abfragen. Damit kann ich auch mehrere Pin´s mit einer Ausgabe auf das Register gleichzeitig bearbeiten. Abfragen der Eingänge erfolgen durch Auslösen eines Interrupts.


    Damit sind selbst 1000 unrealistische Pins kein Hexenwerk.


    Das man diese Programmiertechnik auch in C realisieren kann bin ich mir sicher. Ob so etwas allerdings in Python möglich ist möchte ich bezweifeln.

  • schlimm wie immer überhört wird das es nicht "1000" Signale sind sondern es sind wirklich nur 20-80 je Raspi^^


    aber ich denke auch wenn Potenzial freie Kontakte abruf das der PI mir das bewerkstelligen kann und wenn ein I/O Modul oder 2 anbind
    es auch funktionieren wird wenn mir die 300€ teure Analoge Ausgangskarte von Siemens sparen will


    Das ist ein richtiges Gräuel, besonders wenn es 1x Analoger Ausgang ist und der im Keller ein Sollwert für
    die Heizung (das ist wirklich nichts zeitkritisches), aber muss auch irgendwie ins System


    Oder wenn dem Klimagerät einen Sollwert übergeben muss das ich da lieber ein Raspi setz und ETH Kabel hinführ
    statt in einem der Schaltschränke ein SPS Modul zu setzen kann man wohl nachvollziehen.


    Der Raspi soll nicht das System "ersetzen" sondern die Dinge übernehmen die er kann und wo er Sinn macht,
    wenn es bei 20% der Signale ist verteilt auf die Einheiten dann ist das allein schon immens


  • Der Raspi soll nicht das System "ersetzen" sondern die Dinge übernehmen die er kann und wo er Sinn macht,


    da ein raspi kein Echtzeitsystem ist macht es für mich keinen Sinn, ich würde alles auf AVR oder Arduino auslagern und den PI nur Datensammler spielen lassen oder Kommandogeber

    lasst die PIs 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)