Raspberry Pi - unterschiedliche Geräte mit 12V und 5V per Mosfet über GPIO schalten

  • Hallo,


    ich frage mich wie ich von einem Raspberry Pi, Geräte mit unterschiedlichen Spannungen schalten kann.


    Idee: Ich habe einen Spannungswandler von 230V auf 12V, davon gehe ich auf einen Spannungswandler der mir 5V gibt (dazw. ist eine 3A Sicherung). Vom 12V/5V Spannungswandler geht ein Mikro-Usb Kabel zum Raspberry Pi und versorgt diesen mit 5V Strom. So der grobe Aufbau woher welche Spannung kommt.

    Nun möchte ich einen 5V Lüfter und eine 12V Birne (vom Auto) zum laufen bringen. Beides soll nicht dauerhaft betrieben werden, sondern nur angehen wenn ich es möchte/am Raspberry Pi sage. Dazu hatte ich ein wenig gegoogelt und bin auf Mosfets gestoßen. Für die Schaltung verwende ich Mosfet IRF 3708, diese sind dafür spezifiziert ab 2,8V zu öffnen - was wiederum mit einem GPIO- AUsgang vom Raspi mit 3,3V funktioniert. Viele haben bei den Mosfets geschrieben man müsse genau darauf achten, weil die meisten auf 4-5V spezifiziert sind und das mit dem GPIO schwierig ist. Das Problem hoffe ich mich mit meiner Wahl umgangen zu haben.

    Anbei habe ich mal zwei Bilder hochgeladen wie die Schaltungen mit meinem Breadboard aufgebaut ist (statt des Lüfters ist ein Multimeter zw. geklemmt). Die einzelne Schaltung mit 5V funktioniert so wie sie soll, also müsste die Mosfet Schaltung selbst mit dem GPIO Ausgang zusammen so richtig sein.


    Bild 1 Beschreibung:

    Am 230V/12V Wandler ist der Tobsun 12V/5V Wandler. Von diesem geht eine plus und minus Leitung als Mikro USB Kabel zum Raspi und eine plus und minus Leitung auf dem Breadboard auf + und - Lane. Vom Raspi geht der GND (Pin 9) ebenfalls auf die - lane vom Breadboard. Auf der linken Seite des Breadboards gehe ich mit + auf das Multimeter und komme dann mit - auf dem mittleren Pin vom Mosfet (gate) an. Der rechte Mosfet-Pin (drain) geht dann auf die - lane vom Breadboard. Der linke Mosfet Pin (source) ist mit GPIO 17 (Pin11) vom Raspi verbunden.


    Bild 2

    !!! nur eine idee - die wahrscheinlih unter die kategorie nicht nachmachen fällt !!! -> die inhaltlichen Komponenten in Bild 2 waren dabei stromlos.

    Beschreibung:

    Aufbau ist wie in der 1. Bildbeschreibung + derselbe Aufbau nochmal auf der "2. Seite" vom Breadboard mit ankommenden 12V, GPIO 27 (pin 13) - allerdings ohne weitere GND Leitung -> wenn, dann müsste die ja eig. mit auf die - lane der 12V Leitung. Ich habe aber gelesen das alle GND Pins der GPIOs miteinander verbunden sind - das kommt mir spanisch vor das dann da drauf zu stecken... ich hatte mein herrn Vater mal gefragt, der mir dann was von Bezugspotentialen erzählt wo ich dann komplett ausgestiegen bin :D


    -> ich hoffe die Bilder sind ok, sonst muss ich das mal zeichnen

    *edit: ich habe versucht mit fritzing zwei bessere Bilder zu machen. dabei wurde der 5v lüfter durch eine led und die 12v birne durch einen motor ersetzt. Für die Stromversorgung habe ich zwei beliebige Beispielkomponenten genommen und drüber geschrieben was diese darstellen sollen. Ich hoffe das von mir beschriebene ist nun mehr nachzuvollziehen.

    *edit ende.


    Also die Frage ist nun wie ich neben der 5V SChaltung eine 12V Schaltung integriere mit der ich die Birne oder den Lüfter an und aus schalten kann wie ich lustig bin. Oder geht das auf einem Breadboard bzw. mit solch unterschiedl. Spannungen nicht gleichzeitig?


    Zusatz:

    - wenn das geht würde ich wahrscheinl. noch ein paar mehr 5V und 12V Geräte in die Schaltungen mit eigenen Mosfets integrieren -> aber erstmal muss ich mit beiden Spannungen gleichzeitig arbeiten können

    - die GPIOs sind als Ausgänge konfiguriert und ich habe mit pigpio gearbeitet, wo ich dann die Ausgänge lediglich auf 0 oder 1 also 0V oder 3.3V setze und dadurch öffnet oder schließt sich dann das Gate vom Mosfet wodurch sich der Stromkreis für den jeweiligen Verbraucher zu stande kommt oder getrennt wird.


    Grüße pyxion

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  • Vllt. bist Du mit einem Schaltplan doch besser bedient, wenn Du aus dem Inet eine Auskunft willst.

    Bei den vielen aus und ins Bild führenden Kabeln sehe ich kein Bauteil, mit dem bei Abschaltung der G-S Spannung sich das Gate wieder entladen kann.


    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Ok, habe versucht mich auf die Schnelle dem Programm "Fritzing" zu bedienen. Vl. ist mein Aufbau nun transparenter ^^

  • Auf deinem zweiten Bild gibt es keine Verbindung von GND (12 V) zu GND des Pi. Da könnte schon das Problem sein.

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    • Best Answer

    Ja, wobei du es tunlichst NICHT dahin steckst, wo die 12 V anliegen, sondern wo GND anliegt (was du als - Lane bezeichnest und was im Satzaufbau eher wie ein misslungener Einschub aussieht - schreib doch Minus-Lane, dann versteht man, was du meinst). Deine Ausdrucksweise ist etwas kompliziert.


    GND ist GND - damit bezeichnet man das gemeinsame Bezugspotenzial (null Volt). Du kannst prinzipiell alle GNDs miteinander verbinden. Und manchmal MUSST du sie verbinde - zum Beispiel wenn du an das Gate (bzw. die Basis) eines Transistors gehst, denn der Strom, der dahin fließt, muss ja auch irgendwo zurück bzw. braucht ein passendes Bezugspotenzial.

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  • Okey, ich habe es gerade probiert und funktioniert einwandfrei. Jede Komponente bekommt seine zugehörige Spannung und ich kann alles ein und ausschalten wie ich es möchte. Dann war die erste Überlegung von Bild 2 gar nicht so verkehrt, es hat nur die gnd Verbindung gefehlt, wie du es gerade erwähnt hast.

    Das ist auch bei mir noch der Knackpunkt gewesen mit den Bezugspotentialen. Das hatte mir mein Vater versucht zu erklären, aber seine Erkläerung war irgendwie komplizierter gehalten. Die drei Zeilen von dir sind kurz und knapp und einleuchtend :D


    Dann kann ich ja nun weiter basteln und ein paar Birnen testweise zum Leuchten bringen. Vielen Dank!

  • pyxion

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  • ich hatte es mal gemalt!


    Darum müssen GND verbunden werden

    jar

    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)