12V als Eingangssignal an Pi

Es gibt sowohl Pegelanpassungen am Eingang als auch für Ausgänge. Siehe mal in mein Forum

Ein guter Pegelanpasser ist der Optokoppler.

Hallo SkiracerX,

willkommen im Forum!

Was Du suchst ist ein Pegelwandler / Levelshifter / Level Converter und zwar DC 12V - 3.3V. Damit kannst Du eine Suchmaschine füttern und wirst fündig werden.

> Was Du suchst ist ein Pegelwandler / Levelshifter / Level Converter und zwar DC 12V - 3.3V

Wuerde funktionieren, ist aber viel zu aufwendig.

Ein Optokoppler und zwei Widerstaende erledigen das ganz einfach und trennen erst noch die beiden Stromkreise.

Tell Welcher Optokoppler und welche Widerstände konkret würden dem TO sicher auch weiter helfen.

Ganz passend habe ich es nicht, aber hier kann er sich orientieren: https://blog.heimetli.ch/raspberry-pi-w…om-klingel.html

Diode, Klingel und Trafo fallen natuerlich weg, und wie im Text erwaehnt sollte der 560 Ohm Widerstans durch 820 ersetzt werden.

Hallo

In beiden Fällen, Eingänge sowie Ausgang, hilft dir ein Optokoppler weiter. Grundsätzlich trennt man bei solchen Spannungsunterschieden immer die Stromkreise.

Allerdings solltest du jetzt mal selber in der Anleitung zu deinem Sensoren nachlesen, welchen Ausgangsstrom diese liefern können, bzw ob es sich um ein OpenDrain- bzw OpenCollector Ausgang handelt. ( Ich werde das definitiv nicht für dich tun )

Wenn die Sensorausgänge mehr wie 5 mA liefern können also PushPull dann kannst du aus dem Ausgang selber über einen Vorwiderstand gegen Masse einen solchen Optokoppler direkt ansteuern. Falls es sich um einen der o.g. Ausgänge handelt, dann muss du mit einer Hilfsspannung und wieder einem Vorwiderstand den Optokoppler ansteuern. Der Ausgang selber stellt dann die Verbindung zur Masse her. ->> Hier der Unterschied, der Pushpull Ausgang kann selber eine Strom mit einer Spannung liefern, bei den OpenCollector / OpenDrain-Lösungen ist der Ausgang nur wie ein Schalter gegen Masse zu verstehen.

Falls PushPull Ausgang dieser Sensoren nicht mehr wie 5 mA oder weniger liefern können, musst du einen Signalverstärker zwichenschalten, sonst kann die Kombination aus Vorwiderstand und Optokoppler den Sensorausgang selber zerstören ( überlasten ) !

Dazu nimmt man z.B. einen geeigneten OPV zB einen LM358, lässt ihm im Comparatormodus laufen und du kannst an dessen Ausgang einen maximalen Strom bis 25 mA ziehen.

Zum Thema einen Ausgang schalten. Klar kann man ein Relais an einen RasPi GPIO hängen, allerdings sollte diese Relaisplatine ebenfalls über einen Signalverstärker verfügen. Mit den wenigen mA die aus einem GPIO zu entnehmen sind, und das bei nur 3,3 Volt kann man nur sehr wenige Relais schalten. Aber es gibt entsprechende Platinen schon fertig mit einem Optokoppler am Eingang, und einen dazugehörigen Schalttransistor welcher das Relais mit Strom versorgt.

Dazu noch eine Grundanmerkung: Bedenke dabei immer, das ein solches Relais im angezogenen Zustand immer eine Stromverbrauch hat. Daher solltest du dir sehr genau anschauen, aus welcher Spannungsquelle du diese Relais-Platine betreiben / versorgen kannst. Hier muss man sich mit den Relaistypen / Datenblättern beschäftigen, die für diese Relais auf diesen Fertigplatinen auch zugehörig sind. Es gibt eine ganze Menge Relais die zwar mit einer Versorgungsspannung von 5 Volt betreiben werden können, dennoch muss man hier 2 Zustände unterscheiden. Einmal den Anzugsstrom, und einmal den Haltestrom. Der Anzugsstrom beträgt in den meisten Fällen ein Vielfaches des Haltestrom ( Dauerstrom, der dafür sorgt, dass das Relais angezogen bleibt ). Wenn nun der Anzugsstrom etwas in der Größenordnung 500 mA überschreitet kannst du diese Relaisplatine nicht mehr mit über Pin 2 oder 4 der GPIO Leiste aus dem RasPI versorgen.

Falls du als Lasten mit dem Relais Gleichspannungskomponenten z.B. Pumpen, welche eine induktive Last darstellen, schalten willst egal ob das 9 V , 12 Volt oder 24 V Gleichspannung sind, dann wirst du nicht sehr lange Freude an diesem Aufbau haben. Für Gleichspannungslasten sind Relais bei induktiven Lasten ( z.B. Elektromotoren ) die denkbar schlechteste Lösung. Weil mit jedem Abschaltvorgang ein s.g. Abrissfunken in Abhängigkeit des Stromes sich bildet und die Relaiskontakte verbrennt. Wenn es sich nur um einen Versuchs- oder Testaufbau handelt, und die Anzahl der Schaltspiele nicht all zu hoch sein wird, kann man auf diese günstige Lösung zurückgreifen. Für eine Daueranwendung, Langzeitbetrieb über mehrere Monate mit mehreren Schaltspielen pro Tag, wird es sehr schnell zu einem Ausfall des Relais selber kommen.

Wechselspannungen mit einen Relais schalten ist noch okay, bei einer Dauernutzung und einer hohen zu erwartenden Anzahl an Schaltspielen solltest du auf alternative Lösungen mit einem Optokopller und einem Treiber-MOSFET setzen.

Die LED am Eingang wird nicht benötigt. Der Widerstand am Optokopplereingang lässt sich leicht errechnen R= U / I , wobei U bei Dir 12V ist und I dem Datenblatt entnommen werden kann.

Die Leistungsstufe am Optokopplerausgang benötigst Du nicht, einfach einen PullUp 10k auf die Raspberryspeisung (3V3).

LG res

Quote from SkiracerX

und bekomme es auch unter 3,3 V. Allerdings schaffe ich es nicht, damit 1. etwas zu schalten (z. B. ein Relais) oder 2. das Signal im Raspberry Pi einzulesen.

Da du dein analoges Signal ja schon im gewünschten Bereich hast und dieses nun am Pi digital verarbeiten willst, benötigst du einen "Analog to Digital"-Converter. Ich weiß nicht auswendig, ob der Pi einen an Board hat, ich denke eher nicht. Auf jeden Fall, wird deine Spannung damit einen einen Wertebereich umgewandelt und du kannst anhand der Werte Relais schalten, Auswertungen vornehmen und was du sonst noch so willst.

Grüße
Dennis

Ahh, jetzt verstehe ich dein Problem, du möchtest mit einem RPi-Ausgang ein Relais schalten, dann benötigst du genau obige Schaltung von mir. Das Modul kannst du für ein paar Cents kaufen, es gibt aber auch fix fertige Relaismodule, sind ebenfalls sehr günstig zu haben.

LG Res

Quote from Dennis89

Da du dein analoges Signal ja schon im gewünschten Bereich hast und dieses nun am Pi digital verarbeiten willst, benötigst du einen "Analog to Digital"-Converter. Ich weiß nicht auswendig, ob der Pi einen an Board hat,….

Grüße
Dennis

Der pi5 hat sowas nicht, dafür wäre ein rpi pico 2(w), oder andere MC die bessere Wahl, sofern das Ausgangs-Signal wirklich analog ist, ich habe jetzt nich nachgesehen was dein Sensor für ein Ausgang hat, da ich gerade am Handy schreibe!

Die meisten Mikrocontroller (MCs) werden mit 3V3 gespiesen ob es sich um einen Raspberry Pi, CH32V003F4P6, RP2040 oder ESP32 handelt. Einige können auch 5V.

Darf ich nochmals Nachfragen, mit was für einem Signal möchtest Du genau ein Relais schalten.

LG Res

Geht auf ein Forum nicht auf Homepage, habe aber auch nichts dagegen wenn du mein Konto löscht.

LG Res

Quote from asp-tec

Die LED am Eingang wird nicht benötigt. Der Widerstand am Optokopplereingang lässt sich leicht errechnen R= U / I , wobei U bei Dir 12V ist und I dem Datenblatt entnommen werden kann.

Die Leistungsstufe am Optokopplerausgang benötigst Du nicht, einfach einen PullUp 10k auf die Raspberryspeisung (3V3).

LG res

Wenn du eine Induktive Last, wie Ein Relais oder eine DC-E-Motor direkt damit schalten willst und du dich nur auf die Bodydiode des P_Chanels verlassen willst, ohne explizit eine Freilaufdiode Anti-Parallel zur induktiven Last zu verbauen, dann solltest du dir schon einmal eine gute Ausrede einfallen lassen, wenn dieser, dein Schaltungsentwurf nach wenigen Schaltspielen den MOSFET gekillt hat, und es ggf zu einem Gate-Durchbruch gekommen ist ...

Nur mal so als Hinweis zur Absicherung von Schaltungen

Quote from asp-tec

Geht auf ein Forum nicht auf Homepage

Lustig! Ein Forum mit nur einem einzigen Teilnehmer.

Quote from Jackinho

Lustig! Ein Forum mit nur einem einzigen Teilnehmer.

Nennt sich das dann nicht Blog?

Servus!

Quote from SkiracerX

Allerdings schaffe ich es nicht, damit 1. etwas zu schalten (z. B. ein Relais)

Lass den Spannungsteiler weg und schalte ein 12V Relais. Das gibt dir dann den Potentialfreien schalter für den PI. Wie du das dann machst, NC / NO high/low bleibt dir überlassen. Im Datenblatt steht alles drin.
Mich wundert es dass die Schule 2 x 300€ Sensoren ausgibt, sind doch sonst immer so knapp bei Kasse die Bildungseinrichtungen.

Zu induktiver Last, du hast natürlich recht, bei grossen induktiven Lasten natürlich eine Freilaufdiode bestücken. Wenn Du aber nur ein kleines 5V-Relais mit typisch 700mA anschliessen willst kann die Freilaufdiode weggelassen werden.

Bei Gelegenheit sende ich mal ein Oszillatorbild von der Relaisspannung, es ist aber so dass das Relais nur kleine Schaltfrequenzen übertragen kann.

LG Res

Zum Niveauschalter:

So wie ich das interpretiere wird dein Niveauschalter mit 12 V gespiesen. An 2 (minNiveau) und 4 (maxNiveau) kannst du jeweils ein 12V-Relais anschliessen. Mit dem potentialfreien Kontakt vom 12V-Relais kannst du dann 230VAC schalten oder die Information mit deinem RPi verarbeiten.