MCP23S17 am ESP32 über 3,3 V OUT ?

  • Guten Tag,

    Ich hatte schon einen Thread eröffnet, aber in diesem ist meine zweite Frage offensichtlich untergegangen ;)

    Kann ich über den V3,3 PIn des ESP32 direkt 4 ( VIER ) dieser MCP23S17 versorgen, und dabei auch noch die Ausgänge dazu nutzen um in der Summe 60 ( dieser möglichen 64 ) Ausgänge dafür direkt einen MOSFET anzusteuern, wovon jeder jeweils eine 12 Volt 4 WATT LED Spot ansteuern / schalten soll.

    Wie müsste ich die Ausgänge der MCP23S17 beschalten ? Welchen MOSFET kann man dafür nutzen ? Ist es ratsam alternativ zu dem 3,3 V OUT PIN des ESP einen gesonderten 3,3 Volt Stromkreis aufzubauen ? Und wie müsste dieser bezüglich der Strombelastbarkeit dimensioniert sein ?

    Das ESP soll direkt über einen LDO 5,0V OUT am Eingangspin 5,0 V versorgt, wenn keine USB Verbindung besteht. Dazu wollte ich einen 1,5A Festspannungs-LDO vom Typ MCP1827S-5,0V verwenden ( Ist vorhanden ).
    Wenn das Programm ( Sonnenuhr ) einmal funktioniert, werden somit im höchsten Fall 3 ( Drei ) dieser LED Spots gleichzeitig leuchten.

    :danke_ATDE:

    es grüßt euer
    Willy

  • Hallo

    Laut Datenblatt sind max. 25 mA pro Ausgang möglich. Mit Optokopplern wird eine Trennung zum Ausgang ob Relais oder Mosfet möglich.

    Bei einem Projekt von mir sind 2 MCP23017 (I2C) im Einsatz damit werden 16 Relais angesteuert.

    Vielleicht eine Anregung für die Sonnenuhr.

    md_fg
    10. Mai 2022 um 17:45
  • Guten Tag md_fg,

    danke für die Unterbreitung des Links zu deinem Beitrag.

    Könntest du mir diese Fritzing -Datei bitte via PM zukommen lassen ? :danke_ATDE:

    Was mich jetzt aber interessiert, ist wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, dass jeder dieser MCP23S17 pro 1 MHz Bustakt einen Eigenstrombedarf von 1mA hat. Damit sind noch keine geschalteten GPIOs der Banken A + B gemeint. Somit deren Stromlast noch nicht inbegriffen. Laut den allgemeinen Unterlagen, jetzt nicht auf das von mir speziell verwendete ESP32 Board wird die maximale Taktfrequenz des SPI-Bus mit 9 MHz angegeben. Das heißt ich hätte einen Grundstrombedarf vom 4 * 9 * 1 mA = 36 mA ohne das ein GPIO eine Ausgangslast ansteuert. Schaut man nun in das Datenblatt zu diesen ESP-Boards von Espressif Systems hinein, wird jedoch angegeben, dass dieser 3V3 Pin nur mit maximal 40mA belastet werden darf.
    Daher hatte ich meine Frage bewusst so formuliert, ob man diesen 3V3 Pin mit diesen 4x MCP23S17 ausreizen kann, oder ob es sinnvoller wäre, diese Expander Chips nur via dieser SPI Datenleitungen + GND an das ESP anzubinden, und die Stromversorgung Vc = Pin9 des MCP23x17 über einen gesonderten Stromkreis bereitzustellen, der ebenfalls auf 3,3 Volt ausgelegt ist ?
    Auf eine höhere Betriebsspannung wollte ich verzichten, um nicht auch noch Levelshifter verwenden zu müssen.
    Das man pro GPIO Ausgang der Portexpander jeweils bis zu 25 mA jedoch in der Summe nur 125 mA wäre jetzt auf Grund der möglichen Schaltzustände nur eine Randbetrachtung. Die Idee noch Optokoppler dazuwischen zu schalten, ist ja soweit OKAY, nur möchte ich wegen der Schalttaktung 5 Sec, keine Relais verwenden, sondern die Schaltvorgänge ausschließlich auf dem elektronischen Weg herbeiführen.
    :danke_ATDE:

    es grüßt euer
    Willy

  • Wolltest du nicht Mosfets anschließen? Wenn ich nicht völlig falsch liege, schalten Mosfets über die Spannung. Im Gegensatz zu Bipolartransistoren fließt also dort kein Strom. Die GPIOS werden folglich nicht belastet. Den Bustakt kann man sicher reduzieren, um den Strom zu senken. Für die Ansteuerung von LED-Spots wirst du wahrscheinlich keine 9 MHz benötigen.

    Alternativ könntest du auch einfach acht Schiebergister hintereinander klemmen. Das wäre hier vielleicht überschaubarer als die vier MCPs.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Guten Tag Gnom,

    ja ich wollte MOSFETs verwenden. Jetzt hatte ich jedoch noch die Idee aufgegriffen, um die MCP23S17 wie auch das ESP zu schützen an den GPIOs der MCP23S17 auch noch Optokopller dazuwischen zuschalten. Erst einmal nur eine Idee die ich gedanklich übernommen habe. Also wird wohl auch durch diese Optokoppler ein gewisser Eigenstrom benötigen.

    Aber noch einmal auf den MOSFET zurück zu kommen ;)
    Bei einer Betriebsspannung von 12 Volt und einer SPOT Leistung von 4 Watt, fließt dort eine Strom von 0,333 A Somit müsste doch eine MOSFET in der Leistungsklasse bis 500 mA ausreichend sein ?
    Welchen MOSFET würdest du hierfür verwenden ? und wie diesen beschalten ? :danke_ATDE:

    es grüßt euer
    Willy

  • Hallo

    Den Schaltplan habe ich Dir per PN geschickt.

    Mit den Optokopplern erreicht man eine Trennung der Steuerseite ESP,MCP(3.3V) und der Ausgangsseite egal ob Relais oder Mosfet (5,12,24 Volt)

    Damit sind Levelshifter unnötig. Warum soll mit 9 MHz der Bus getaktet werden bei Schaltvorgängen im Sekunden Bereich.

    Das Bild zeigt eine Pegelanpassung von 3.3 Volt auf 5 Volt nur zur Info.

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