Aufbau einer Relaisschaltung für den Raspberry Pi

Anfangen

Ich habe nur oberflächliche Kenntnisse über Elektronik ... Ich "weiß", was alle grundlegenden Komponenten tun, aber ich habe nicht herausgefunden, wie ich dieses Wissen verwenden kann, um etwas zu entwerfen (geschweige denn die Designs anderer zu bewerten). Ich werde mich ausschließlich auf IHRE Upvotes verlassen, um mir die richtige Antwort zu geben.

Hintergrund

Der Raspberry Pi ist ein winziger Allzweckcomputer (ARM) mit geringem Stromverbrauch, der über eine Reihe von „GPIO“-Pins verfügt, die ihm die Verbindung mit anderen Komponenten ermöglichen. Es hat einen 5-V-Stromversorgungsstift, einen Erdungsstift und mehrere Stifte, die auf "hoch" oder "niedrig" (wobei "hoch" = 3,3 V) eingestellt werden können, die zum Auslösen anderer Ereignisse verwendet werden können.

Ich weiß, dass ich es gesehen habe, aber ich kann mich jetzt nicht erinnern, wo (und kann es anscheinend nicht finden), aber die maximale Stromaufnahme für die 3,3 V ist ziemlich niedrig ... in den niedrigen hundert mA.

Der primäre "Chip" (Prozessor, GPU usw.) ist etwas von Broadcom ... und sie weigern sich, Spezifikationen zu geben, wenn Sie kein NDA unterschrieben haben ... also, WAS den Computer beschädigen kann, ist eine ziemlich große Frage , aber Leute haben berichtet, dass "ein wenig" Strom, der die GPIO-Ausgangspins "sichert", ausreichte, um die Platine zu braten. Ich nehme an (siehe aber das oben erwähnte "zum Starten"), weiß aber nicht WIRKLICH, dass dies bedeutet, dass die resultierende Schaltung möglicherweise optoisoliert werden muss?

Hintergrund (Teil 2)

Jeder auf der Welt scheint diese Dinge verwenden zu wollen, um reale Objekte zu steuern, da es sich um Allzweck-Linux-Maschinen handelt (und daher in Ihrer bevorzugten Sprache programmiert werden können). Das Problem ist, dass alle Relaisplatinen in diesem Raum derzeit für den 5-V-Ausgang des Arduino ausgelegt sind.

Frage Ich habe ein oder zwei Entwürfe gesehen , wie man eine Schaltung baut, die die 3,3 V verwenden kann, um die 5 V zum Auslösen eines Relais zu verwenden, aber es scheint keinen Konsens in der Community darüber zu geben, wie man dies SICHER macht. Da ich nicht qualifiziert bin, die mitgelieferten Schaltkreise zu bewerten, kann mir bitte jemand erklären, wie man einen 3,3-V-Trigger verwendet, um eine 5-V-Leitung SICHER zum Betreiben eines Relais zu verwenden?

Bonuspunkte: Es gab Leute, die den Erfolg bei der Verwendung der verschiedenen SainSmart 5-V-Relaisplatinen (für Arduino entwickelt) auf den 3,3-V-Leitungen behaupteten ... ist das sicher? Wird es WIRKLICH funktionieren?

Hast du dir das Gertboard angeschaut? Es ist vorgefertigt erhältlich und Schaltpläne sind verfügbar, wenn Sie es vorziehen, Ihre eigenen zu rollen. Es enthält keine Relais, hat aber einen ULN2803A, um externe Relais anzusteuern, und ich vermute, es wird einfach sein, Informationen darüber zu finden, wie man das Gertboard an ein Relais anschließt und die Softwareseite der Dinge erledigt.
Wir kennen Ihren Eingang zum Relais: 3,3-V-DC-Signal von RPi. Aber wir müssen Ihre Ausgabe kennen. Welches Gerät wird das Relais ansteuern? Welche Spannung und welchen Strombedarf hat das Gerät?
Die Gesamtstromaufnahme des gesamten Systems beträgt einige hundert mA, was Sie aus EINEM PIN der CPU ziehen können, dürfte weniger als 10 mA betragen. Die allgemeine Frage "Wie treibe ich ein Relais von einem 3,3-V-Chip?" wurde hier schon mehrfach beantwortet. Das Lesen auf dem Gertboard wird Ihnen auch die Antwort geben.

Antworten (2)

Überprüfen Sie zuerst diese Antwort auf dem RasPi SE. https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/1633/how-can-one-control-ac-power-220v-with-a-raspberry-pi . Vermeiden Sie die Verwendung von Halbleiterrelais zur Steuerung von Geräten mit Motoren (Kühlgebläse, Winden, Skilifte, Rolltreppen, Waschmaschinenschleudern usw.), es sei denn, der Hersteller sagt, dass dies in Ordnung ist. Suchen Sie online nach weiteren Informationen zur Minderung induktiver Lasten mit Halbleiterrelais.

Ich würde die PasPi-Pins nicht verwenden, um etwas über 4 mA direkt anzusteuern, insbesondere Relais. Verwenden Sie einen Transistor mit Rückschlagschutz (siehe unten).

Es gibt auch eine RasPi-freundliche SCR- Tochterplatine, mit der Sie 110 Volt auslösen können. In unserem lokalen Hacklab haben wir eines davon verwendet, um eine Pop-Maschine auszulösen, um Getränke über RasPi auszugeben. Funktioniert gut und alle sind soweit sicher.

Wenn Sie ein mechanisches Relais auslösen möchten, können Sie einen Leistungs-MOSFET wie diesen FDC6303N verwenden , um Ihr Relais auszulösen. Dieser FET hat eine eingebaute Schutzdiode für den Rückschlag der Induktivität . Achten Sie nur darauf, dass Ihre Relaisspannung und -stromstärke unter der Toleranz des FET liegt. Sie könnten auch einen Bipolartransistor der ULN2000-Serie verwenden (wie vorgeschlagen. Ich persönlich mag FETs). Es gibt davon auch nicht oberflächenmontierte Versionen.

Einige Sicherheitshinweise:

  • Sie können einen Watchdog-Chip verwenden, um das Relais auszuschalten, wenn der RasPi hängt oder verrückt spielt. Das bedeutet, dass Ihr RasPi alle paar Sekunden dem Watchdog sagen muss: „Ich bin immer noch gesund“, indem er etwas tut (senden Sie eine digitale Nachricht oder schnippen Sie eine Stecknadel nach oben/unten).

  • Ich würde einen etwas schwachen (50-100K) Widerstand verwenden, um den Steuerstift Ihres RasPi in die Richtung zu ziehen, die das Relais ausschaltet (falls Ihr System in einen unbekannten Zustand wechselt und/oder der Stift schwebt).

  • Stellen Sie sicher, dass die 110-220-V-Sachen (wenn sie sich auf derselben Platine befinden) physisch weit entfernt und getrennt sind.

Auf der RASPI-Site finden Sie Beispiele für die Arbeit mit den GPIO-Pins.

Schließlich könnte das, was Sie zu tun versuchen, offensichtlich gefährlich sein. Dieser Beitrag garantiert auf keinen Fall die Sicherheit und den Betrieb. Ich teile nur, was ich gelernt habe, in der Hoffnung, dass Sie mit der Hilfe dieser Community das bekommen, was Sie wollen. Überprüfen Sie diese Informationen selbst und treffen Sie am Ende Ihre Entscheidung.

Wenn dies die optoisolierten Platinen mit einem Anschluss mit separaten Stromversorgungseingängen für die beiden Seiten des Isolators sind, könnten Sie ihn wahrscheinlich innerhalb der Spezifikationen des Pi bringen, indem Sie auf dieser Seite eine 3,3-V-Versorgung verwenden.

Die Frage ist dann, ob dies ausreichen würde, um die Optokoppler einzuschalten; Wenn nicht, würde das Ändern des Vorwiderstands oder das Kurzschließen der in Reihe liegenden Status-LED ihn wahrscheinlich aktivieren.

Wenn Sie die Teilenummer der Optokoppler erhalten können, können Sie deren Spezifikationen nachschlagen.