5V Analog Sensor am Raspberry Pi 4B

  • Hallo zusammen,


    ich möchte gerne als blutiger Anfänger über den Raspberry Pi einen analogen Drucksensor auslesen. Dieser wird mit 5V betrieben und gibt 0 - 5V zurück. Das Problem mit dem analogen Sensor soll mittels dem MCP3008 gelöst werden. Alle Anleitung die ich dazu habe finden können beziehen sich aber auf Sensoren die mit 3,3V laufen. Meinen Drucksensor, der auch bis zu 5V zurückgibt könnte somit ja die GPIOs beschädigen. Ich meine mal aufgeschnappt zu haben, dass man mittels Widerstände dafür sorgen muss, dass das Output Signal des Sensors schon "gedrosselt" im MCP3008 ankommt. Eine Messungenauigkeit nehme ich hier in Kauf.


    Vereinfacht gesagt soll eine Pumpe solange laufen bis ein bestimmter Druck erreicht ist. Deshalb noch ein 5V Relais und ein externer 12V Anschluss für die Pumpe. Ich habe das hier zum Thema 5V Sensor gefunden:


    https://raspberrypi.stackexcha…5v-sensor-to-raspberry-pi


    Meine Fragen:

    1. Wo muss ich die Widerstände einbauen, dass die hohe Spannung schon vor dem MCP3008 gedrosselt wird?

    2. Ist es i.O. Sensor und Relais über den selben 5V Anschluss zu betreiben?


    Steckplatinen-Plan habe ich mal schnell gemacht und ist im Anhang zu finden..


    Inspiriert wurde ich durch folgende Projekte:


    https://tutorials-raspberrypi.…Sensore-Watering-Pump.png

    https://tutorials-raspberrypi.…nschluss-Steckplatine.png

  • Beide verlinkten Projekte verwenden den MCP3008 im 3,3 V Modus, das solltest Du auch tun.

    Ein MCP3004 hätte auch genügt, wenn Du nur einen Kanal verwendest.


    Auch das Relaismodul solltest Du im Steuerkreis (Optokoppler bis Transistorbasis) mit 3,3 V betreiben. 5 V brauchen nur die Relais(spulen). Wenn alle vier eingeschaltet sind, wird es mit der Stomversorgung aus dem Pi aber schon haarig. Mach Dich auch mit den beiden Anschlüsse VCC und JD-VCC an der Oberseite der Platine schlau.


    Wenn Dein Drucksensor nur mit 5 V funktioniert, musst Du vor CH0 einen Spannungsteiler einen Spannungsteiler (bestehend aus 2 Widerständen) verbauen. Um den Spannungsteiler gehts übrigens in Deinem Link Nr.1


    Das Datenblatt Deines Drucksensors und des MCP3008 soltest Du auch vor dem ersten Einschalten studieren.



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Guten Morgen, danke schonmal für deine Antwort.

    Ein MCP3004 hätte auch genügt, wenn Du nur einen Kanal verwendest.

    Da hast du natürlich recht, als Anfänger versucht man natürlich immer 1:1 das zu finden was auch im Projekt verwendet wurde - deshalb der MCP3008 :D

    Beide verlinkten Projekte verwenden den MCP3008 im 3,3 V Modus, das solltest Du auch tun.

    Nach dem Datenblatt verträgt der MCP3008 auch bis 5,5V, oder? Deshalb dachte ich kann man das machen.

    Du würdest also empfehlen, PIN2 (5V) direkt mit dem Sensor und PIN1 (3,3V) mit dem Breadboard zu verbinden um den MCP3008 zu betreiben? Somit hätte der MCP3008 3,3V und der Sensor seine 5V, richtig? Und dann vor das Signalkabel was aktuell in Channel 0 ankommt einen Spannungsteiler setzen?


    Wenn Dein Drucksensor nur mit 5 V funktioniert, musst Du vor CH0 einen Spannungsteiler einen Spannungsteiler (bestehend aus 2 Widerständen) verbauen. Um den Spannungsteiler gehts übrigens in Deinem Link Nr.1

    In dem verlinkten Beitrag sieht der Spannungsteiler so aus:


    Code
    Input----[ 1k ]-----[ 2k ]---GND
                     |
                     |
                     |
                 GPIO PIN


    Input bezieht sich auf das Signalkabel? GND geht dann direkt zum Pi?


    Auch das Relaismodul solltest Du im Steuerkreis (Optokoppler bis Transistorbasis) mit 3,3 V betreiben. 5 V brauchen nur die Relais(spulen). Wenn alle vier eingeschaltet sind, wird es mit der Stomversorgung aus dem Pi aber schon haarig. Mach Dich auch mit den beiden Anschlüsse VCC und JD-VCC an der Oberseite der Platine schlau.


    Bezüglich des Relaismoduls hätte ich auch noch eine Frage. Ich habe auf deine Antwort hin viel recherchiert und in den Tutorials finde ich nie etwas wo JD-VCC und VCC genutzt wird. Ich habe eine einfache Schaltung schon genutzt wie im Bild oben gezeigt, ohne MCP3008. Sprich einfach 5V zu VCC, GND zu GND und GPIO21 als IN.


    Hier im Tutorial wird zwar an VCC 3,3V angeschlossen (https://tutorials-raspberrypi.…-relais-schalter-steuern/) im oben verlinkten Projekt aber wieder 5V. Auch hier im Forum gibt es rege Diskussionen darüber, wie ein Relais verwendet werden sollte.. Eine richtige einheitliche Lösung habe ich aber nicht gefunden. Wenn ich es richtig verstanden habe würde bei der Nutzung von JD-VCC und VCC an der Oberseite eine weitere Stromquelle hinzukommen. Das würde ich ehrlich gesagt gerne vermeiden, da der Pi eine eigene hat und die andere Seite des Relais zu Steuerung einer Pumpe ebenfalls..


    Wie ist denn deine persönliche Meinung wie das Relais mit dem Pi verwendet werden sollte? Danke

  • Um besser zu visualisieren was ich meine habe ich nochmal schnell einen Schaltplan (nennt man das so? ) erstellt. Habe ich den Spannungsteiler richtig verstanden?

  • Der MCP3008 "funktioniert" schon auch mit 5 V. Die GPIOs des Pi vertragen aber nur höchstens 3,3 V und der MCP zieht seine Datenleitung zum Pi aber auf 5V hoch. Deshalb sollst Du den MCP mit 3,3 V betreiben.


    Den Drucksensor kenne ich nicht. Wenn er sich auch (laut Datenblatt) mit 3,3 V betreiben lässt, ersparst Du Dir den Spannungsteiler vor dem Analogeingamg des MCP.


    Die Funktionsweise eines Spannungsteilers wird in hedem Elektronikgrundkurs erklärt und fusst auf Grundkenntnisse des Ohmschen Gesetzes. Auch hier:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsteiler , dort findest Du auch einen Onlinerechner

    https://www.electronicsplanet.…nungsteiler-berechnen.php , falls Dein Taschenrechner nicht funktioniert.


    Es gibt soviele verschiedene Relaismodule, dass es unmöglich ist, die richtige Anschlussart zu "empfehlen". Dein Verkäufer hat sicher eine Beschreibung des Moduls. Sonst dreh das Modul einfach um, und verfolge die Kupferleitungen. Die Relaisspulen müssen hedenfalls mit 5 V betrieben werden, werden 4 Relaisspulen gleichzeitig mit 5 V des Pi bestromt, kann das schlimmstenfalls einen Neustart des Pi verursachen, je nachdem, was sonst noch alles am Pi angeschlossen ist.


    Vielleicht fängst Du mit Deinen Pi Basteleien nicht gleich mit einem Masterprojekt an, sondern versucht erstmal eine LED zum Leuchten/Blinken zu bringen, und das zu verstehen. Sonst tappst Du beim sturen Nachbau einer Internet-Anleitung meistens auf eine falsche und zerstörst Dir Deinen Pi.



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Den MCP3008 mit 3,3V zu versorgen, ist schon mal richtig, da die Signalpegel für den SPI-Bus von der Versorgungsspannung abhängig sind. Gleichzeitig muss VDD == VREF sein. Ansonsten wäre das ziemlich einfach, da man dann sonst den VREF mit 5V versorgen kann und den VDD mit 3.3V. Ich habe das selbst mal ausprobiert und das Ergebnis war, dass bei unterschiedlicher Versorgung die analogen Eingänge falsche Werte ausgeben. Es war so extrem, dass es sogar die benachbarten analogen Eingänge beeinflusst hat.


    Ich würde 3.3k und 1.8k Widerstände verwenden. So kommt man knapp unter 3.3V und der Strom ist unter 1 mA.


  • Ohne jetzt alles gelesen zu haben mutmaße ich, dass das hier passen könnte: