Probleme beim Relaisboard Ansteuern

  • Guten Abend,


    ich möche für ein Projekt mit dem Raspberry Pi 4 verschiedene Lasten über ein Realaisboard schalten. Es handelt sich um dieses Board: https://www.berrybase.de/Pixel…pdf/id/23/onumber/RELM-16

    Zum Testen habe ich ein simples Programm geschrieben, mit dem ein GPIO regelmäßig toggelt. Ich habe nun festgestellt, dass der jeweilige Kanal bei GPIO.HIGH das Relais zwar schaltet, jedoch durch GPIO.LOW nicht ausschaltet. Erst durch den Befehl GPIO.cleanup() am Programmende fällt das Relais ab.

    Am GPIO habe ich 70mV bei LOW gemessen. Bin mir nun nicht sicher ob das reicht, um den verbauten Optokopplern fälschlicherweise am Abschalten zu hindern oder der Fehler woanders liegt.


    Hat jemand eine idee woran das liegen könnte.


    Vielen Dank

    Grüße ablbln

  • ABLBLN

    Changed the title of the thread from “Probleme beim Relaisboard ansteuern” to “Probleme beim Relaisboard Ansteuern”.
  • Da musst du irgendwas falsch gemacht haben. Laut deinem Link schaltet das Relaismodul bei LOW ein, nicht bei HIGH. Was hast du denn wo angeschlossen?


    Wir hatten gerade erst einen Beitrag, in dem es um das gleiche Relaisboard ging.

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  • Vielen Dank für die Antwort, ich schaue mir den Beitrag gleich mal an.

    Bei dem Relaismodul habe ich gemäß der Pins 5V auf die 5V vom Pi, GND auf GND vom Pi, die GPIO vom Pi auf die Eingänge und 12V Spannungsversorgung über ein seperates Netzteil angeschlossen.

  • Also versorgst du den Pi mit 5 V vom Relaisboard oder steckt er zusätzlich an der Steckdose?

    Gibts noch ne Anleitung zu dem Board?


    Das Problem wird folgendes sein: Der Kontakt des Relaismoduls hängt an 5 Volt. Der GPIO des Pi hat 0 Volt (LOW) oder 3,3 Volt (HIGH). Egal, welchen Zustand du einschaltest, es fließt Strom von 5 V zu 0 oder 3,3 Volt - das wiederum schaltet den Optokoppler und damit das Relais.

    Wenn du cleanup machst, wird der GPIO auf Input gestellt - damit ist er hochohmig und es fließt kein Strom mehr. Das Relais schaltet ab.


    Im anderen Thread geht es um Lösungen für den Anschluss des Relaismoduls. Setz dich doch mal mit dem Fragenden dort in Verbindung - er ist vielleicht schon weiter.

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    Edited once, last by Gnom ().

  • Der Pi wird über ein Netzteil ( https://www.berrybase.de/raspb…teil-5-1v/3-0a-eu-schwarz) betrieben. Am Pi gehe ich von Pin 2 und 4 (5V) zu den 5V Eingängen auf der Stiftleiste des Relaisboards. Die 12V Spulenspannung erfolgen über Schraubklemmen.

    Leider ist das das einzige "Datenblatt" (wenn man es so nennen darf) das der Verkäufer hat.


    Wenn Ich einen EIngang vom Relaisboard zb an Pin 1(3,3V) vom Pi hänge, schaltet das Relais ohne Probleme ein und bei Entfernen auch wieder aus.


    Nur im Programmablauf funktioniert das abschalten durch ein LOW nicht. Wobei ein LOW=0V sein sollen was ja eigentlich ein ausschalten bewirken sollte.

    Oder ist das nur durch eine Tri-State Lösung möglich ?

  • Ja, das ist genau, was ich sage. Bei 3.3 schaltet es ein. Wenn du 0 Volt dran hängst, schaltet es auch ein.

    Wenn du den Stecker abziehst, ist es wie bei GPIO auf Input.

    Gesund ist das nicht für den Pi.

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  • Vielen Dank für deine Hilfe !
    Ich habe mal testweise die 5V Spannungsversorgung vom Board auf 3,3V Pins vom PI gelegt. Da funktioniert alles einwandfrei.

    Ist das eine Lösung die ich dauerhaft nehmen kann ohne das der Pi darunter leidet ?

  • Das geht bei diesem Board. Die Eingangsstufe hat einen Optokoppler mit einer IR-LED, ca. 1,2 Volt. Bleiben 2,1 Volt übrig. Der Vorwiderstand ist meist 1000 Ohm (Kennzeichnung 102 auf dem Widerstand) - wenn das so ist, dann kommt das auf 2,1 mA - das passt.

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  • Wenn Du mehr als 4 bis 6 Kanäle gleichzeitig einschaltest (16 sind jedenfalls mehr als 4) reichen die 3,3 V des Pi nicht mehr aus alle Optokoppler und LEDs und den Pi ausreichend zu versorgen (und es kommt zum Systemabsturz)



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Wenn Du mehr als 4 bis 6 Kanäle gleichzeitig einschaltest (16 sind jedenfalls mehr als 4) reichen die 3,3 V des Pi nicht mehr aus alle Optokoppler und LEDs und den Pi ausreichend zu versorgen (und es kommt zum Systemabsturz)



    Servus !


    Ich denke, diese Aussage ist nicht zutreffend.


    Sofern der Widerstandswert mit 1000 Ohm stimmt, bekommt jeder Optokoppler 2,1 mA - alle 16 zusammen also 33,6 mA. Das ist kein Problem für den Pi.


    Der Eingangskreis besteht übrigens bei diesem Board jeweils nur aus einem Widerstand und einem Optokoppler. Die Status-LEDs hängen am Spulenkreis. Das kostet den Hersteller einen zusätzlichen Widerstand - deshalb ist es wohl bei vielen Boards nicht so. Dieser Aufbau ist wirklich sinnvoll - aber leider bei den wenigsten Modulen so zu finden.

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  • Ich denke, diese Aussage ist nicht zutreffend.


    Sofern der Widerstandswert mit 1000 Ohm stimmt, bekommt jeder Optokoppler 2,1 mA - alle 16 zusammen also 33,6 mA. Das ist kein Problem für den Pi.


    Der Eingangskreis besteht übrigens bei diesem Board jeweils nur aus einem Widerstand und einem Optokoppler. Die Status-LEDs hängen am Spulenkreis. Das kostet den Hersteller einen zusätzlichen Widerstand - deshalb ist es wohl bei vielen Boards nicht so. Dieser Aufbau ist wirklich sinnvoll - aber leider bei den wenigsten Modulen so zu finden.

    Wenn Du es sagst, dürfte es rechnerisch richtig sein.


    Servus !

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  • Die Schaltvorgänge funktionieren jetzt zwar durch den Anschluss an die 3,3V Pins aber ich denke daraus resultieren andere Fehler. Der Pi bekommt ungewollt Spannung durch das Board aber bootet nicht und das 12V Netzteil scheint davon auch beeinflusst zu werden.

    Meine Idee ist nun noch ein 3,3V Netzteil zu besorgen, mit dem ich dann die Eingangsstufe vom Board betreibe und auch GND belege wodurch der Pi ja eigentlich galvanisch vom Board getrennt sein sollte.

    Könnte das funktionieren oder mache ich einen Denkfehler?

  • Low Pegel, das ist nicht unbedingt Null Volt, das kann auch durchaus rund 1V sein.


    Die Karte hat ein eigenes Netzteil drauf, dass die Relais versorgt.

    Direkt am Pi, belastet sie das Netzteil mit 1A und mehr, wenn alle Relais An Geschaltet sind.

    Das Originalnetzteil vom Pi 4 dürfte diese zusätzlich 1A noch vertragen.

    Problem ist eher das Schalten mit Low-Pegel, was zwar nicht ganz unüblich ist, aber zu Problemen führen kann.

    Das muss z.B. im Programm beachtet werden, da die meisten Programme von High-Pegel zum Schalten ausgehen.

    Boards, die per High-Pegel schalten, sind da wesentlich Pflegeleichter.

    Da ich auch kaum ein anderes 16 Relais Modul mit High-Pegel gefunden habe, rate ich dazu das in 2x8-Fach Relais Module aufzusplitten.

    Am Besten welche, die man auf High oder Low.Pegel umjumpern kann.


    Auch rate ich DRINGEND davon ab, mit diesen Mini Relais Netzspannung, also 230 V zu schalten!


    Dazu sind die Begebenheiten nicht da und damit auch nicht die Sicherheit!

    Fängt mit der Berührungssicherheit an, geht mit den Leiterbahn Abständen und auch den Leiterbahnstärken ab den Relaiskontakten weiter etc.


    Was das Netzteil auf der Karte angeht, da sind Elektrolytkondensatoren, die u.a. Ladung speichern.

    Das könnte vielleicht dazu führen, dass die Relais nicht sofort abfallen, sondern gehalten werden.


  • Hab die LOW Pegel mit 70mV gemessen.

    Ich dachte, dass die Spulenspannung von den 12V extern gespeist wird und lediglich der Strom für die Optokoppler (15-20mA) vom Pi kommen sollte und sich durch die Vorwiderrstände auch in Grenzen hält.

    Das die Relais nicht abgefallen sind, lag wie von Gnom erkannt daran:

    Das Problem wird folgendes sein: Der Kontakt des Relaismoduls hängt an 5 Volt. Der GPIO des Pi hat 0 Volt (LOW) oder 3,3 Volt (HIGH). Egal, welchen Zustand du einschaltest, es fließt Strom von 5 V zu 0 oder 3,3 Volt - das wiederum schaltet den Optokoppler und damit das Relais.

    Wenn du cleanup machst, wird der GPIO auf Input gestellt - damit ist er hochohmig und es fließt kein Strom mehr. Das Relais schaltet ab.

    Durch die Versorgung des Boards an der Stiftleiste mit 3,3V wird wie gewünscht geschaltet. DIe Optokoppler schalten logisch gessehen auch bei Nullpegel, sprich keine Spannungsdifferenz durch HIgh am GPIO. (Hoffe das ist richtig und ich hab mir keinen Knoten ins Gehirn gedacht)
    Habe nun nur noch das im vorherigen Beitrag erwähnte Problem mit der Spannungsversorgung


    Danke für den Tipp mit der Netzspannung! Wäre ich drauf reingefallen, da auf den Relais zwar 250v DC steht, ich aber nicht an die speisenden Leiterbahnen gedacht habe. Plane jedoch nur 12 und 5V Spannungsebenen zu schalten insofern alles i.O.


    Grüße

    Edited once, last by ABLBLN ().

  • Es ist ziemlich ungewöhnlich, dass das Modul den Pi beeinflusst und umgekehrt, wenn die Schaltung so ist, wie vermutet.

    Kannst du mal nur die 12 V an das Relaismodul anschließen und schauen, ob auf de, 5-V-Pin des Moduls Spannung ist? Eigentlich dürfte es da keine Verbindung geben.

    Könntest du mal Fotos von der Vorder- und Rückseite machen, auf denen man den Verlauf der Leiterbahnen und die Bauteile gut erkennen kann? Dann könnte man den Schaltplan mal rekonstruieren.


    "Der Pi bekommt ungewollt Spannung durch das Board aber bootet nicht und das 12V Netzteil scheint davon auch beeinflusst zu werden."


    Könntest du mal genauer sagen, was da wo Spannung bekommt und welcher Art die Beeinflussung der 12 V ist? Das erscheint alles sehr unlogisch.

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  • An einem beiden der 5V-Pins des Moduls liegen knapp 5V und am anderen keine Spannung. Das ist ungut wenn dort eigentlich keine Spannung anliegen sollte.

    Angehangen sind die Fotos, wenn da etwas nicht gut zu erkennen ist mache ich gerne noch mal ein anderes.


    Also der Pi bekommt anscheinend über einen der 5V Pins vom Modul Spannung auf den 3,3V Pin vom Pi. Was vermutlich ungesund für den Pi ist.

    Ein paar mal hat die LED des 12V Netzteils nur noch gedimmt geleuchtet und hat in regelmäßigen Abständen hell geflackert. Die Relais ließen sich in diesem fehlerhaften Zustand nicht schalten, haben nur kurz beim erwähntem Aufflackern gezuckt. Leider kann ich nicht erklären wie es zu diesem Zustand gekommen ist, da es meiner Wahrnehmung nach nur sporadisch und nicht reproduzierbar aufgetreten ist.

  • Möchte mich korrigieren: an beiden 5V Pins vom Modul liegen bei 5V an wenn das Relaismodul an der Schraubklemme mit 12V gespeist wird.

  • Das sind 5 V out, über die ein Mikrocontroller gleichzeitig mit Strom versorgt werden kann, wenn das Relaismodul mit 12 V DC betrieben wird. Beim Pi darfst Du die nicht an der Pin Leiste anschiessen (wenn keine Jumperbrücke 5 V / 12 V am Relaismodul verbaut ist).


    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so