Nutzung mehrerer Relaiskarten mittels I2C-Bus möglich?

Das von dir verlinkte 16fach Relaisboard ist kein I2C .

Dieses hier wäre I2C :https://www.reichelt.de/arduino-relais-modul-4-channel-5-v-srd-05vdc-sl-c-grv-relais-4ch-p255328.html?

oder 8 Kanal :https://www.ebay.de/itm/394750182143bzw 16 Kanal :https://www.ebay.de/itm/394033088559  
hier wären auch mehrere über verschiedene I2C Adressen möglich.

Ansonsten müsstetst du über I2C Port-Expander dir mehr GPIO Pins erstellen z.B. mit https://www.reichelt.de/index.html?ACT…der%20raspberry

Beim I2C Expander werden am Expander verschiedene Busadressen meist per Lötbrücke eingestellt.

Die Ausgänge des Port-Expandes werden mit Jumperkabeln mit den Signal In-Pins der Relais Platine verbunden.

Gute Erklärung hier und hier .

Bei der Unteradressierung von I2C-Karten würde ich bei der Modellbahn ein Problem sehen. Denn die Steuerung soll doch einigermaßen schnell funktionieren, besonders, wenn du eine reihe von Relais schalten willst.

Weiche-1, Weiche-2, Signal -A, Signal-B, und das so, dass der Zug dieweder entgleist noch dann doch beim roten Signal durchfährt.

Denn der Fahrstrom wird ja auch vom PI gesteuert, oder?

(Also nicht, dass das Signal über einen Ausgang die Fahrspannung abtrennt, sondern dass das über ein Signal über die Lenz erfolgt)

Und dann hast du nicht nur einen Zug sondern drei oder vier, die gleichzeitig fahren. Gleichzeitig verschiedene Signals und Fahrstraßen bekommen sollen, so das der aus dem Bahnhoffahrende von dem,der das Gleis nach ihm belegt, nicht angefahren wird.

Dass die Gleiskreuzung störungsfrei erfolgt und dass der Bahnübergang, der vom Rechner gesteuert werden soll, auch die Schranken geschlossen hat, wenn der Zug über ihn fährt.

Hier befürchte ich, dass ein I2C-expander das zu langsam macht.

Also, das ist meine Befürchtung, die du, oder jemand, der das schon so macht, beantworten sollte.

Nicht, dass du alles darauf aus umbaust und es dann doch nicht so funktioniert, wie du es dir vorgestellt hast.

Das wäre schade.

Eigentlich brauchst Du für eine Fahrtraße (logisches Element) keine I2C Ports, die Eingabe Start / Ziel würde ich z.B. über eine alte USB Tastatur machen, diese ist auch in Zeilen und Spalten aufgeteilt und wenn du diese "entkernst" kannst du an die Kontakte der Platine auch normale Taster anschließen. Damit sollten sich genügend Kombinationsmöglichkeiten für Fahrstraße o. sonstige Eingaben ergeben. Die realen Elemente (Weichen, Signale, GFM, BÜ usw.) könnte man u.a. übersichtlichkalthalber, an einen je dafür eigenständigen I2C Bus betreiben. Den RPi könnte man mit zusätzlichen I2C Bussen erweitern bzw. kann man auch einen I2C Multiplexer verwenden. Es gibt die I2C Portexpander auch mit mehr als 16 Ports, leider wird es dann wg. der Bauform der IC's etwas speziell und leider auch teurer. Als Treiber würde ich nur im Notfall auf Relais setzen, ich würde versuchen, die Elemente mit einem Transistorarray wie z.B. ULN280x o.ä. anzusteuern.

PS: Bitte keine Doppelposts zum gleichen Thema erstellen, dies wird in den wenigsten Foren gern gesehen und stellt auch einen Verstoß der Forenregeln dar.

Quote from Mika97

Wie schließe ich dann die Bedienelemente des Stellpults auf der Tastaturplatine an?
Wie kann ich dann die Eingaben auswerten; es müsste ja eine Datei existieren, in die dann „reingeschrieben“ wird?

Gegenfrage: Wie wolltest du denn deine Pulttasten an die I2C Portexpander anschließen bzw. dann später diese mit dem RPi auswerten und dann im Anschluss Elemente wie Weichen, Signale usw. ansteuern? Ohne etwas Praxiserfahrung mit dem Lötkolben und Programmierkenntnisse wird das eine echte Herausforderung werden. Selbst bei Fertiglösungen, wird man immer etwas basteln müssen.

Einen für dich geeigneten Multiplexer musst du dir leider selber aussuchen, genaue Beschreibungen zur Funktionsweise findet man im Netz. Im Prinzip wird der I2C Master nacheinander mit verschiedenen Bussen verbunden und kommunizert dann mit den Slaves in diesem Bus, was einen erhöhten Programmieraufwand zur folge hat. Den RPi mit zusätzlichen I2C Bussen zu erweitern, wird sicher einfacher sein.

Quote from Mika97

Warum ehr Abstand von den Relais nehmen? Wie werden die Transistorarrays verwendet/betrieben und verbaut?

Du wirst vermutlich sehr viele Relais brauchen, neben dem Platzbedarf, Strombedarf, den Kosten der Relaisplatinen und den Geräuschen vieler klappernter Relais, ist auch der Verschleiß der Kontakte, ein Nachteil ggü. einer elektronischen Ansteuerung. Zur Verwendung von Transistorarrays wie dem ULN 280x sind im Netz ebenfalls genug Infos zu finden.

Quote from Mika97

Eine Frage noch bzgl. der GFM:

Wie können diese realisiert werden?

Es gibt sehr kleine Reflexlichtschranken od. man verwendet kleine Magnete und Hall-Sensor IC's, welche man im Gleis platzieren könnte.

Lichtschranke unter der Anlage verbauen und mit Lichtleitern(Glasfaser) nach oben und an geeigneter Stelle ausrichten.

z.B. ca. 3mm SMD Reflexlichtschranke gibt's bei Reichelt https://www.reichelt.com/bd/de/shop/pro…pact_smd-146683

Hall-Sensoren gibt's zu Hauf in SMD SOT23, kleiner wäre vermutlich auch noch möglich, aber zum Schluß muss es ja noch montierbar sein.

Guten Morgen,

Wenn du mehrer Relaiskarten ansteuern willst, diese über einen Portexpander ansteuern, und ggf sogar über die gleichen Protexpander entsprechende Rückmelder in dein Steuerungssystem einspeisen willst, dann würde ich zu einem MCP23017 greifen.
Diese sind schnelle bezüglich des Datenverkehrs auf dem I²C wie andere Mitbewerbermodell aus den Häuser NXP oder Texas Instruments.
Zudem haben diese einen INT Rückmelder. Was für dich bedeutet die Portexpander welche als Eingänge dienen müssen nicht ständig via des Datenbusses I2C abgefrat werden, sondern der Portexpander meldet sich über einen separaten GPIO bei PI, das sich hier etwas verändert hat.

Wenn du wissen willst wie schnel dieser MCP23017 Portexpander sein können, mal von den resultierenden Schaltlatenzen der Relais selber abgesehen dann kommt man auf mit SCl Bus-Takt auf etwas 350 Schaltvorgänge im Multi-Bus Betrieb ( mehrere dieser MCP23017 parellel , nur mit getrennten Busadressen ) pro Sekunde.

Das Bedeutet du kannst via des I2C Busses 8 dieser !6 Port- Portexpander MCP23017 prallel anschliesen und betreiben. Wenn das nicht ausreichen sollte dann die SPI Version MCP23S17 verwenden, diese können mit der Erweiterung um ein CS Pin ( Gehört zum SPI BUS ) um jeweils weitere 8 dieser Expander erweitert werden. Auch hier kann man mehrere dieser MCP23S17 via Adress-Codierung an einem SPI BUs mit einem einzigen CS Signal 8 dieser Expander parallel schalten. Nur durch die Erweiterung um einen zusätzlichen CS Pin, bei gleichen Datenleitungen MOSI , MISO und SCLK kannst du das solange erweitern bis dir die freien GPIOs für die CS Funktion am PI ausgeht.
Technisch gesehen sind 16 CS, mal 8 MCP23S17 mal 16 I/O Ports an einem RasPI = 2048 solcher I/O Kanäle möglich.
SPI hat zudem den Vorteil das diese um einiges schneller ist, wie der I2C Bus. Allerdings wenn du auch Rückmeldekanäle installieren willst, musst du dir eine Möglichkeit erschaffen oder offen lassen diese INT-Rückmelder ( Eingangs-Portexpander ) mit dem RasPi zuverbinden .

Dieses kann man über einen GPIO IRQ Event machen, der dann diesen betreffenden Portexpander ausliest, und feststellen kann an welchem der Eingänge ein Siganalwechsel stattgefunden hat.
Damit müsstest du nur die entsprechende Anzahl Portexpander anschließen, diese nach dem Bus-Init entsprechend konfigurieren, ob Eingang oder Ausgang und dann läuft die Sache.

Noch ein Hinweis zu dem Beitrag von Fliegenhals bezüglich der Hallsensoren. Hier musst du aufpassen, besonders bei den digitalen Ausführungen, für welche Magnetfeldstärke diese ausgelegt sind, sonst kann es passieren das dieser nicht immer oder korrekt meldet.
Alternativ dann analoge Hallsensoren, welche dann aber eine Nachbeschaltung benötigen. Hier kann man mit einem einstellbaren Schwellwertschalter ( Operationsverstärker ) dann die Schaltschwelle mittels eins Potis sehr genau einstellen. Ohne zu wissen, welche Induktivität deine N-Spur verursacht um einen solchen Gleismelder aufzubauen, kann das auch sehr schnell teuer werden, wenn man versucht mit digital arbeitenden Hall-Sensoren so etwas aufzubauen, weil man muss sehr viel herumprobieren. Oder man kann in anderen Foren für Modellbau dort ein paar Werte abgreifen.


Es grüßt
Roland.

Mika97

https://www.reichelt.com/bd/de/shop/pro…6528#closemodal Wenn du dir die Fotos bei Reichelt genau anschaust, siehst du links vom schwarzen IC drei Lötbrücken JP5,JP6,JP7 (Quadrat mit kleinen Rechteck rechts davon) diese werden für eine andere Adresse jeweils mit einander verbunden.

Beim Multiplexer sind das A0, A1, A2 als Lötfläche .

Quote from Mika97

Fliegenhals Danke dir für den Link zu der SMD Lichtschranke. Ich denke mal, dass die Leitungen (0,14 mm²) an den Eckpunkten angelötet werden müssen?

Ja, es gibt auch sehr kleine Reflexlichtschranken mit Drahtanschlüssen z.B. https://www.reichelt.com/de/de/shop/pro…in_4-pol-114341 aber auch hier muss man die Adern anlöten.

Quote from Mika97

... im Datenblatt vom Multiplexer ist zwar eine Tabelle enthalten, wie die Adressierung erreicht wird (High bzw. Low-Signale) aber nicht wie ich diese genau erzeuge (5V, 3V, …). Kann mir diesbezüglich jemand mit einer Erklärung helfen?

L = GND

H = Vcc (3,3V)

A0, A1, A2 auf GND = niedrigste Adresse 0x20

A0, A1, A2 auf Vcc = höchste Adresse 0x27

Guten Abend,

Der Vorteil dieser Module sind zwar, dass man diese schön mit teuren kabeln aneinanderreihen kann, aber dann hören sämtliche Vorteile dieser Module bei einem Projekt dieses Umfangs auf.

Das Ganze ist nicht so einfach wie es ausschaut und das beginnt mit der Stromversorgung und endet mit den Schaltpegeln die an diese Relaiskarten herausgehen sollen.

Diese MCP23017 benötigen je nach dem und hier beginnen dann deine Probleme erst richt ! :
- Welche Schaltspannung, und welchen dazugehörigen Strom benötigt jeder Relaus Kanal für sich einzeln ?
Hinweis dazu: Jeder dieser MCP23017 kann nur 700 mW oder 0,7 W umsetzen. Daraus ergibt sich je nach Betriebs- und Ausgangsspannung am Portexpander GPIO unterschiedliche Stromwerte [ Bei Vcc 3,3 V = Summe 212 mA oder 140mA bei 5,0 V Betreibsspannung ]. Diese Teilen sich dann auf diese 16 Output Ports auf. Jedoch darf der einzelne GPIO am Portexpander auch Impulsweise nicht mehr wie mit 25 mA belastet werden.

Daraus ergibt sich je nach Betriebspannung mit welchen du diese MCP23017 in der Parallelschaltung betreiben willst ein etsprechnd hoher Strombedarf. Hast du dir schon Gedanken gemacht wie du bei 8 diese MCP23017 und einer Vcc 3,3 V diese ca 1,7 A oder 1,3 A bei 5 V nur für 8 dieser MCP23017 in einer Kette bereitstellen willst ? Wenn du dann das Ganze auch noch mittels dieses Bus-Multiplexers um den Faktor 8 Erweitern willst, kommt man dann auf fast 15 A ( 13,6 A ) bei 3,3 Volt oder ca. 10 A ( 9,6 A ) bei 5,0 Volt !?
Da ist der Eigenstrombedarf des Multiplexers noch nicht einberechnet.
Aber wenn dann auch noch alle Ausgänge an einem einzelnen dieser MCP23017 gleichzeitig ein Relais ansteuern sollen und angezogen halten soll, dann darf dein Relais am Steuereingang nicht mehr wie 13 mA @ 3,3 V oder 8 mA @ 5,0 V ziehen ! Sonst fliegt dir die ganze Schose um die Ohren.

Zudem ist zu beachten, die Vcc des Portepanders entspricht dem Signal auf dem I2C Bus, was bei einem 5,0 V Betrieb dieser noch einen Pegelwandler ( Levelshifter ) von 3,3 V / 5,0 V voraussetzt, sonst überlebt das Ganze dein Raspi nicht.

Kann man alles machen - keine Thema, aber es kommen dann auch noch Leitungslängenbeschränkungen hinzu, so das diese jeweils Kette aus 8 dieser Protexpander Module ( Link zu Reichelt ) nicht unbegrenzt lang werden dürfen. Eine weitere Bremse ist dieser Multiplexer welcher die BUS-Geschwindigkeit erhabsetzt um überhaupt noch funktionieren zu können.

Für dich wäre erst einmal wie schon geschrieben wichtig, welchen Anzugsstrom ein solches Relais benötigt, wenn diese Relaiskarte über keine OptoKopplereingänge verfügt, und welcher resultierende Haltstrom diese Relais benötigen, denn das muss du dann via eines weiteren Stromkreises gesondert bereitstellen. Es gibt unter diesen blauen Relais die auf den meist bei Amazon angebotenen Karten Modelle / Versionen die einen Anzugsstrom ( das einleiten des Umschaltvorgangs ) von bis zu 140 mA benötigen. Wenn dann auf der Relaiskarte kein Schaltverstärker verbaut ist, oder auch kein Optokoppler dann würdest du den MCP23017 sofort schrotten, denn der einzelne GPIO kann nur max. mit 25 mA bbelastet werden, wobei immer dieser 700 mW Gesamtleistung Pro MCP23017 als oberstes Limit zu beachten ist !!!

Wenn halbwegs begabt bist einen Lötkolben zu schwingen, dann baue dir diese Expanderkarte selber. Das geht mit Locjrasterplatinen und den Schaltkreisen in DIP Ausführung besser und du kannst unabhängig der Relaiskarten oder Relais selber gleich noch einen MOSFET wie den BSS138 oder 2N7000 nachschalten. Damit kannst du den Strombedarf für diese Expander ( in der Summe 8 x 8 ) gering halten und die Relais trotzdem mit 5,0 V ansteuern. Allerdingsbenötigst du dann noch eine Freilaufdiode zum Schutz des MOSFETs sowie zwei zusätzlicher Widerstände ( Gate-Vorwiderstand und einen Gate-Source- Pulldown ).
Hier der Vorteil der genannten MOSFETs diese lassen sich mit jeweils 1,2-1,5 mA via des Gates auch mit 3,3 Volt ansteuern auch wenn das daran angeschlossene Relais mit 5 Volt betreiben wird.

Wobei ich mir hier mehr Gedanken machen würde wie bekomme ich für 8 x 8x 16 = 1024 diesen Relais Anzugstrom her, der theoretisch auftreten könnte. Im dümmsten Fall aller Fälle sind das 1024 * 0,14 A = 143,5 A bei 5 Volt ! Sowie im einfachsten Fall, wenn alle Relais nur einen Haltestrom von 15 mA aufweisen immerhin noch 22 A !!!

Die Programmierung ist eher das geringste Problem. Viel mehr sehe ich das Problem woher du für all diese ggf 5,0 V Relais den Strom herbekommen willst, und wie du alle diese vielen Proexpander plus den Multiplexer mit Strom versorgen willst ?

Alternativ du bist soweit in der Materie drin das du mit Fritzing oder KiCAD dir selber eine solche Ansteuerplatine mit dieser hohen Anzahl Proexpander designen könntest !? Fritzing ist für Linux auch das RasBianOS kostenfrei, ebenso KiCAD.

In diesem Sinne, bevor du planst irgendwleche Module zu kaufen, überlege dir ganz genau wie du diesen ganzen Batz mit Strom versorgen willst und ob du das überhaupt auf die Reihe bekommst !?

Es grüßt
Roland

Neben elektromechanischen Komponenten (Weichen, Bahnübergänge), die per Relais gesteuert werden, sind ja auch Signale mit (hoffentlich halbwegs modernen hellen) LEDs dabei, die direkt angesteuert möglicherweise deutlich weniger Strom aus dem Portexpander benötigen (2mA oder weniger bei gedrosselten ultrahellen LEDs) als ein Relais im angezogenen Zustand (15mA und mehr). Da kann ein stromfressendes Relais wegfallen.

Da es die Modellbahnanlage ja schon gibt, liegt m.E. die größte Herausforderung darin, die neue Steuerung mit der bestehenden Anlage zu verbinden.

Zum Thema Stromversorgung und Module: Fast alle Infos stehen in den Datenblättern bzw. Beschreibungen. Dort kann man auch lesen, das die Relaismodule mit 12V laufen, via Optokoppler PC817c und Teiber ULN2803 mit einem Strom von 15-20mA angesteuert werden und einen Haltestrom von ca. 0,04A (nur das Relais) haben, also keine Panik. Sich aber vor dem Zusammenbau ein paar Gedanken über die SV bzw. auch die Ansteuerung zu machen, ist nie verkehrt.

Ich hab nicht den ganzen Thread gelesen, deshalb bitte Nachsicht, falls ich irgendwo daneben liege.

Bei der großen Anzahl Aus- und Eingänge könnte man doch relativ überschaubar mit Schieberegistern/Latch arbeiten. Da gibt es welche, die relativ große Ströme (10 mA und mehr) schalten können. Damit kann man einige Elemente direkt anschließen. Wo das nicht reicht, nimmt man halt noch einen Transistor oder schaltet gleich hinter jedes Schieberegister einen ULN2803 oder einen Optokoppler. Auf Relais würde ich verzichten, so weit es nur geht. (nur mal überschlägig: wenn 1/4 der 200 Relais aktiv ist, hast du schon eher 50 x 60 mA = 3A nur für die Relais!)
Die Schieberegister kann man in Reihe hintereinander schalten und beliebig verteilen. Außer der Spannungsversorgung braucht man da nur drei Leitungen.

Für die Eingänge bieten sich zwar Porterweiterungen an, weil die einen Interrupt liefern können, wenn ein Signal reinkommt, aber letztlich musst du dann doch die acht Eingänge eines Ports checken, wo denn nun genau der Eingang aktiviert wurde. Bei >100 Eingängen brauchst du mindestens 13 Interrupts. Und dann musst du den ganzen Kram noch über I2C auslesen. Das macht alles kompliziert. Man könnte auch hier Schieberegister einsetzen und müsste die dann eben regelmäßig pollen. Ein Problem sehe ich da aber nicht, denn die Schieberegister arbeiten mit Taktraten bis zum MHz-Bereich - die Abfrage von 100 Eingängen ist also ne Sache von ein paar µs.

Für jedes 8-Bit-Schieberegister hältst du dir ein Byte mit den Daten. Änderst du was, dann schiebst du sämtliche Datenbytes an alle Register.
Für die Eingänge entsprechend ein Byte für jedes Schieberegister. Alle Einlesen und durch XOR-Vergleich mit dem letzten Zustand kriegst du raus, wo sich was verändert hat.
Du kannst so auch leicht an jeder Stelle ein Schieberegister hinzufügen. Objektorientiert lässt sich das recht einfach programmieren und das ist wahrscheinlich am Ende nicht komplizierter als eine Struktur mit mehreren I2C-Geräten mit unterschiedlichen Adressen und Interrupts.

Wenn du dir ne Lochrasterplatine nimmst, auf die das Schieberegister und ggf. ein Treiber-IC passt (ggf. auch noch größere Transistoren oder Relais), evtl. auch Optokoppler und Widerstände, dann kannst du diese Module sehr einfach überall platzieren.
Das Ganze ist auch wesentlich billiger als I2C-Relaiskarten, so dass du ohne Budgetbelastung reichlich Reserven einbauen kannst. Eine Platine mit 8 Ein- oder Ausgängen kannst du für ungefähr 2 € Materialpreis basteln.

Um das Ganze halbwegs stimmig zu kriegen, müsstest du aber auch erst mal eine Übersicht machen, wo welche Teile mit welchen Spannungen und Strömen geschaltet werden müssen bzw. wo welche Art von Sensoren welche Art von Signal (Spannung) liefern. Ich hab nichts dazu gelesen, mit welcher Spannung das alles betrieben wird oder ob es mehrere Spannungen gibt. Und dann noch die Frage, ob es überhaupt alles mit Gleichstrom läuft. Ich kenn mich da nicht so aus, aber ich meine, die Modellbahn meiner Kinderzeit hatte Wechselspanung für die Locks. Ich nehme an, da gibts heute anderes.

Guten Morgen, und schönen Feiertag,

Grundsätzlich muss man das Thema Stromversorgung dort beginnen, wo die ganze Sache heiß wird.
Egal wie viele dieser Relais gleichzeitig schalten werden, es gibt immer noch den Fall des könnte. Da die SW bestimmt wie viele dieser Relais gleichzeitig zum Anziehen gebracht werden können, musst du eine einfache Grundüberlegung anstellen.
Diese gleichzeitig schaltenden Relais benötigen immer einen Anzugstrom, und das muss du erst einmal ermitteln. Je nach Relaistyp können das für bis zun einige ms ( im schlimmsten Fall wenn diese schon ausllutscht sind 120 ms ) 150 mA+ pro Relais sein. Das muss deine Stromversorgung abkönnen, und das muss durch entsprechende ELKO Kapazitäten abgedeckt sein. Dann kommen noch die Relais hinzu, welche sich alle schon im angezogenen Zustand befinden, egal mit welcher Spannung diese Relais betrieben ( nicht nur angesteuert ) werden.

Bei dem Schieberegister bin ich mir nicht sicher ob das die Lösung der ersten Wahl ist, denn man muss um die Ausgänge als Binäre Ausgänge setzen zu können, das ganze Durchtackern. Also wenn ich die Funktion richtig verstanden habe entsprechend viele Fortschaltimpulse an diese Register /-array senden, damit die Ausgänge dann wieder den Zustand haben, wie es gewünsht ist.
Bei dieser Anzahl von möglichen Ausgängen eher schwierig, zumindest stelle ich mir das so vor, wenn man eines der unteren Bits löschen will, aber eines der oberen Bit hinzufügen will. Klar geht das Durchtackern des Taktsignale schnell, auch wenn man den Reset Input benutzt, aber dennoch man muss auch hierführ eine gewisse Zeit einberechnen. Und wie die Relais sich dann verhalten, wenn man für einige µs fast ms der Strom weg ist, sowie sich das auf den Fahrbetreib auswirkt - ich habe keine wirkliche Vorstellung dass das alles Störungs- und Unterbrechungsfrei funktionieren wird.

Was die Ausage Eingänge angeht, warum so viele Imput IRQ belegen ?
Hier kann man das ganze verkürzen wenn, man die INT Ausgabe der INPUT MCP23017 zb auf einem SPI MCP23S17 umlegt. Und von hier nur 2 Leitungen zu RasPi führt. Der Puffer im MCP23017 bleibt für 20 ms bestehen. Man hat also in der Summe seitens des RasPI 20 ms Zeit dieses Register auszlesen. Schaltet man nun noch einen MCP23S17 dazwischen, laufen die INTs bei MCP23S17 ein dieser gibt für 16 dieser MCP23017 Register = 16 * 8 = 128Eingänge dieses Signal an den RasPi weiter, dieser liest mit einer viel höheren Geschwindigkeit dem Port des MCP23S17 aus, und fragt anschließend anhand einer DICT ( in Python ) den entsprechendne MCP23017 ab, welcher eine Veränderung am einem seiner Eingänge bemerkt hat. Wenn man das richtig gescheit aufbaut, den MCP23S17 mit einem SCLK Takt von 1,2 MHz betreibt dauert deiser gesamte Vorgang keine 630 µs und man hat in der Auswerte SW die Information auch mit dem Umweg über den MCP23S17 an welchem der I2C MCP23017 Eingänge sich etwas getan hat.
Dazu muss man nicht zwangsläufig ständig auf dem I2C Bus herumackern, oder diesen mit solchen sinnfreien Loop Abfragen blockieren.
In der Summe mit den MCP23S17 weil diese viel viel schneller abgefragt werden können, kann man mit einem solchen Portexpander immer 128 Eingangskanäle über nur 2 INT IRQ GPIO Ports des RasPi abfragen. Wobei mir jetzt aber auch noch der Multiplexer in den Sinn kommt, der die I2C Kommunikation zusätzlich ausbremst.
Viellicht wäre der Gedanke nutzbringender wenn man auf diese Vielzahl der I/O über die SPI MCP23S17 laufen lässt, das kostet einem dann nur pro 8 Block ( Via Adresswahl ) einen CS Port ( SPI Bus ) und bringt die Input Expander über einen I2C MCP23017 zusammen.
Letztere, diese Variate habe ich schon einmal auf einem ESP umgesetzt, und das funktioniert absolut zuverlässig und schneller. Hierzu sollte man erwähnen, das die SPI Portexpander wegen des höheren BusTaktes 3 bis 4 mal schneller eine Ausführung eines OUTPUT Befehls umsetzen, wie die I2C Versionen.
Wenn man sich den Code beider Versionen anschaut, lässt sich das mit einer Bibliothek zusammenfasssen, so das nur die Schreib- udn Lesebefehle dann über eigene Funktionsblöcke je nach Bus-System ausgeführt werden. DIe interne Regsiterssetzung bzw das Auslesen dieser erfolgt bei beiden Versionen mit den gleichen Befehlen.

Ws ich allerdings nicht mit Bestimmheit sagen wie man bei einem RasPi die Busgeschwindigkeit für den SPI Bus einstellen kann, und was der PI hier in der Lage ist auch umzusetzen.

Es grüßt
Roland