8x12v über Internet einzeln ansteuern?

OP #5836544
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Hallo Miteinander,

Ich traue mich nur hier ins Off Topic Weil ich mal absolut keine Ahnung 
habe von der Materie.

Ich möchte aber ca 6 bis 8 12v Dosierpumpen einzeln übers Internet an 
und ausschalten, Sekunden bis Minuten.

Hoffe auf den ein oder anderen Denkanstoß

Mit freundlichen Grüßen
Moderator Persönliche Seite #5836554
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Hab's mal nach "Elektronik" geschoben, weil nicht ganz klar ist, ob dein 
Problem mehr in der Ansteuerung der 12-V-Schalter liegt oder mehr in 
"übers Internet" (für letzteres wäre "PC-Programmierung" wohl 
geeigneter).

Prinzipiell kannst du sowas mit einem Gerät wie einem Raspberry Pi 
erledigen, denn da hast du die grundlegenden Voraussetzungen drin: einen 
IP-Stack sowie ansteuerbare GPIOs.

An die GPIOs kannst du irgendwelche Schaltstufen dranhängen, die deine 
Pumpen steuern.  Anbieten würde sich ein IC wie ULN2806 sowie ein paar 
Relais – dann hast du gleichzeitig eine Potenzialtrennung deiner 
Lastkreise. Prinzipiell kann man natürlich auch mit ein paar FETs 
arbeiten oder vielleicht speziellen Highside-Switches, die auch gleich 
einen Überlastschutz beinhalten, nur dann hast du keine galvanische 
Trennung mehr.

Auf der Internetseite könnte man sowas beispielsweise über einen 
Webserver organisieren. Die wesentliche Arbeit dort dürfte die 
Absicherung gegen unbefugte Bedienung sein.
Gast #5836558
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Wenn du etwas mit fertiger Firmware suchst:

http://stefanfrings.de/net_io/index.html
http://stefanfrings.de/wlan_io/index.html
https://www.pollin.de/p/bausatz-avr-net-io-810058

Für die Umsetzung vom  Mikrocontroller-Ausgang zu deiner 12V Last 
empfehle ich

a) den Transistor IRLZ44N und die Diode 1N5401 gemäß folgender 
Schaltung:
https://forum.arduino.cc/index.php?action=dlattach;topic=441410.0;attach=191791

oder b) Ein handelsübliches 8ch Relais-Board, wie dieses:
https://www.amazon.de/Kuman-Shield-Module-Arduino-Raspberry/dp/B014L10Q52/ref=sr_1_2?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=8ch+relais&qid=1557420022&s=gateway&sr=8-2 
oder dieses: https://www.pollin.de/p/bausatz-pc-relaiskarte-k8io-710722

Aus Sicherheitsgründen solltest du die Netzwerkverbindung über ein VPN 
tunneln, damit die Script-Kiddies sich nicht über dein Spielzeug her 
machen.
#5837684
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Lorenz schrieb:
> So jetzt mal was ganz verrücktes,
>
> Ich kann doch einfach 2x 4er smart Steckdosen leisten kaufen, einzeln
> steuerbar. Und per 12v 1A Netzteil meine Pumpen mit 300mA ansteuern und
> fertig oder?
Mit Sicherheit weder die kleinste, noch die sparsamste und auch nicht 
die billigste - aber es funktioniert. Und wenn du dich für das Projekt 
weder in die Elektronik noch in die Programmierung einarbeiten willst 
mit Sicherheit die schnellste.

Sascha
#5837688
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Normal Z. schrieb:
> Das vorgeschlagene Relaisboard hat Optokoppler am Eingang – läuft auch
> mit 3,3 V.

welches meinst du?

Das übliche Arduino Optokoppler Board ist für 3,3V Betrieb oft nicht 
geeignet!

Stefanus F. schrieb:
> oder b) Ein handelsübliches 8ch Relais-Board, wie dieses:
> 
https://www.amazon.de/Kuman-Shield-Module-Arduino-Raspberry/dp/B014L10Q52/ref=sr_1_2?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=8ch+relais&qid=1557420022&s=gateway&sr=8-2

das geht ohne Schaltbild vermutlich nicht, man kann nur raten!
Es gibt so viele Arduino Relais die für den PI beworben werden obwohl es 
technisch einfach nicht stimmt!
LED + IR Diode in Reihe bedürfen 5V, bei 3,3V ist nicht immer 
sichergestellt das das relais sauber an- und ab-schaltet, manche Relais 
flattern auch.

Das von Pollin ist auch für 3,3V geeignet, Schaltbild vorhanden und 
geprüft!
> oder dieses: https://www.pollin.de/p/bausatz-pc-relaiskarte-k8io-710722
Gast #5837715
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Joachim B. schrieb:
> Das übliche Arduino Optokoppler Board ist für 3,3V Betrieb oft nicht
> geeignet!

Doch.

> das geht ohne Schaltbild vermutlich nicht, man kann nur raten!
Die sind so aufgebaut: 
https://i.pinimg.com/originals/da/bd/3f/dabd3f564185eea817421032f1de0e1c.jpg

Der Optokoppler wird mit 5V versorgt und lässt sich dann mit Low Pegel 
sowohl von 3,3V als auch 5V Mikrocontrollern ansteuern. Ich habe noch 
nie davon gehört, dass es nicht klappt. Die werden die Bauteile schon 
passend dimensionieren.
#5837720
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Joachim B. schrieb:
> LED + IR Diode in Reihe bedürfen 5V, bei 3,3V ist nicht immer
> sichergestellt das das relais sauber an- und ab-schaltet, manche Relais
> flattern auch.

Nicht nur Flattern ist das Problem bei diesen billigen Relaisplatinen. 
Auch wenn die Relais anziehen, gehen die winzigen Schalttransistoren 
nicht in Sättigung und werden deshalb heiß. Ein Ausfall durch schnelle 
Alterung ist damit vorprogrammiert.

Wenn man sie schon benutzen muss, sollte man bei 3,3V Ansteuerung die 
Anzeige-LEDs überbrücken.
#5838073
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Stefanus F. schrieb:
> Es sind dann 5V Minus die Spannung der beiden Dioden. Das sind
> typischerweise 1,8V, also weit unter den maximal zulässigen 3,3V.

Der Spannungsabfall an den Dioden ist abhängig vom durchfließenden 
Strom. Ohne Strom kein Spannungsabfall. Kann natürlich sein, dass man 
Glück hat und nicht nur Spannung, sondern auch Strom gebraucht wird, um 
die GPIOs kaputt zu kriegen.
Gast #5838077
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Moderator Persönliche Seite #5838079
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Jobst Q. schrieb:
> Kann natürlich sein, dass man Glück hat und nicht nur Spannung, sondern
> auch Strom gebraucht wird, um die GPIOs kaputt zu kriegen

Selbstverständlich wird Strom dafür gebraucht.

Davon abgesehen würden als erstes die Eingangsschutzdioden „anspringen“ 
und versuchen, den Strom in Richtung 3,3-V-Domain abzuleiten.

Eine wirklich tolle Lösung ist das aber alles nicht.  Wie ich oben schon 
schrieb, ULN2803 zur Ansteurung von Relais ist deutlich sinnvoller. Da 
sind auch die Freilaufdioden schon drin. Optokoppler für die 
Potenzialtrennung sind bei Verwendung von Relais überhaupt nicht nötig.
Gast #5838222
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Jobst Q. schrieb:
> Ohne Strom kein Spannungsabfall.

Ja ganz schlau. Schon bei 1µA hast du genug Spannungsabfall.

> Kann natürlich sein, dass man Glück hat und nicht nur Spannung,
> sondern auch Strom gebraucht wird, um die GPIOs kaputt zu kriegen.

Eben. Bei Überspannung fließt Strom durch die µC-internen ESD 
Schutzdioden, und vertragen durchaus mehr als tausend mal 1µA.
#5838295
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Stefanus F. schrieb:
> Bei Überspannung fließt Strom durch die µC-internen ESD
> Schutzdioden, und vertragen durchaus mehr als tausend mal 1µA.

du verwechselst die Arduino Schutzdioden mit dem PI seine parasitären 
Dioden.

Nur weil sie vorhanden sind sind es keine! Schutzdioden, sie sind 
parsitär vom Halbleiter und deswegen ist der GPIO vom PI sensibler.

Einen AVR kannst du für den Betrieb über Ports speisen, einen PI nicht!

Abgesehen davon der SoC vom PI weist für VCC und GND maximal 250mA aus, 
200mA braucht die CPU/GPU bleiben maximal 50mA für Ports, nach GND oder 
aus VCC und wenn mehr Ports beschaltet sind sollte man pro Port nicht 
über 3mA ziehen, alles zu dünne für ordentlichen Opto+Anzeige LED 
Betrieb.

Stefanus F. bleibe bei deiner SW da redet dir keiner rein!
Gast #5838304
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Joachim B. schrieb:
> du verwechselst die Arduino Schutzdioden mit dem PI seine parasitären
> Dioden.

Nein, ich rede von Schutzdioden. Schau Dir die oben verlinkte Webseite 
an, und die dort verlinkten Datenblätter.

> sollte man pro Port nicht über 3mA ziehen, alles zu dünne
> für ordentlichen Opto+Anzeige LED Betrieb.

1,8V durch 1kΩ sind 1,8mA -> passt

1,8mA x 50% HFE 200 = 180mA -> passt

(Die 50% Übertragungsfaktor und HFE 200 habe ich geraten)

Wenn das nicht passen würde, würden die Händler in ihren Shops nicht 
alle hinschreiben, dass die Dinger für Raspberry Pi geeignet seien. Ich 
verstehe ja, dass du deine Produkte gerne für den jeweiligen 
Anwendungsfall optimieren möchtest. Wir reden hier aber von Bastelkram, 
da gibt es ungefähr gar keine Qualitätsansprüche.
Gast #5838312
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Joachim B. schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Bei Überspannung fließt Strom durch die µC-internen ESD
>> Schutzdioden, und vertragen durchaus mehr als tausend mal 1µA.
>
> du verwechselst die Arduino Schutzdioden mit dem PI seine parasitären
> Dioden.

Warum ist überhaupt ein Streit um solche Banalitäten nötig?
Gibts für den Eimer kein anständiges Datenblatt, dem`man die notwendigen 
Informationen zur Be- und Überlastbarkeit der Ein- und Ausgänge 
entnehmen kann?
Unabhängig davon wäre es ja schön, hier noch mehr Antworten zur 
ursprünglichen Frage des TO lesen zu können.
Gast #5838327
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nervnerv schrieb:
> Gibts für den Eimer kein anständiges Datenblatt

Da ist das Problem. Nur für wenige Varianten sind Datenblätter 
verfügbar. Und die beziehen sich dann auch nur auf den nackten Chip, 
nicht auf das ganze Raspberry Pi Board. Deswegen wird viel ausprobiert 
und gemutmaßt.

Hier kommt meiner Meinung nach auch noch dazu, dass der Joachim sich 
vermutlich darauf versteift hat, mich als ahnungslosen Schwätzer 
bloßstellen zu wollen. Obwohl ich eine dreijährige Ausbildung als 
Kommunikationselektroniker hatte, bezeichne ich mich dennoch nur als 
Hobbyelektroniker. Ich bin kein Profi, aber auch nicht völlig 
Ahnungslos.

In diesem Thread hat er mich allerdings noch nicht beschimpft, sondern 
ist schön sachlich geblieben. Dass muss man mal loben.
#5838490
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nervnerv schrieb:
> Warum ist überhaupt ein Streit um solche Banalitäten nötig?

weil falsche Tipps nur Elektronik killt?

Mir soll es egal sein wer selbstständig seine Raspis killt, aber solche 
falschen allgemein gehaltenen Tipps von Leuten die nicht seit Jahren mit 
dem PI arbeiten nerven nur!

Stefanus F. schrieb:
> dass der Joachim sich
> vermutlich darauf versteift hat, mich als ahnungslosen Schwätzer
> bloßstellen zu wollen

das schaffst du sehr oft selber!
Da muss ich nichts zu beitragen!

Beitrag "Re: RTC ungenau DS1302"
Beitrag "Re: RTC ungenau DS1302"
Gast #5838596
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Joachim B. schrieb:
> nervnerv schrieb:
>> Warum ist überhaupt ein Streit um solche Banalitäten nötig?
>
> weil falsche Tipps nur Elektronik killt?

Wenn der Hersteller schon keine Angaben zu den Parametern der IOs machen 
kann oder will, dann sollte man diese als nicht vorhanden betrachten.
Oder man muß selbst experimentieren. Vielleicht gehören die dabei 
regelmäßig abrauchenden Exemplare zu Geschäftsmodell der Firma?
Wenn hier 2 Mann wüst streiten oder 10 Nicks jeweils etwas anderes 
behaupten, führt das jedenfalls auch zu keinerlei Erkenntnisgewinn beim 
unwissenden Betrachter.


Joachim B. schrieb:
> das schaffst du sehr oft selber!
> Da muss ich nichts zu beitragen!
>
> Beitrag "Re: RTC ungenau DS1302"
> Beitrag "Re: RTC ungenau DS1302"

Ihr zwei seit echt unterhaltsam!:-)) Hab die Links nur überflogen, aber 
wenn ichs richtig verstehe geht dort ne Uhr falsch. Einer sagt die ist 
kaputt, der Andere sagt es ist normal. Und keiner kann die andere 
Meinung tolerieren?
Jetzt aber mal Rechner aus und ab an die frische Luft mit euch beiden! 
:-)
Beitrag #5839110 wurde von einem Moderator gelöscht.
#5839625
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Stefanus F. schrieb:
> Jobst Q. schrieb:
>> Wo hast du das her?
>
> Praktische Erfahrung.
>
> Zählt für dich vielleicht nicht, für mich aber schon. Ich bin Bastler -
> nicht Wissenschaftler.

Ich bin auch eher Bastler als Theorieelektroniker. Mit der Devise 
"Probieren geht über Studieren" spart man eine Menge Such- und Lesezeit. 
Allerdings waren mir für solche Experimente (GPIOs mit 5V versorgen) die 
Raspis doch zu teuer.
Gast #5839679
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Stefanus F. schrieb:
> Dass an den Dioden genug Spannung abfällt, ist absolut sicher.

Joachim B. schrieb:
> nur Narren sind sich immer absolut sicher, die Realität zeigt, nur der
> Tod ist sicher.

Wenn einem die Sachlichen Argumente ausgehen, sollte man besser still 
werden anstatt persönlich zu werden.
Gast #5839709
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Joachim B. schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> das wird für alle das Beste sein
>
> nicht für alle wenn du wenig belastbares schreibst!
>
> Da braucht es ein Korrektiv! (oder sagen wir besser eine weitere
> Sichtweise)

Da hast du den Grund, warum wir immer wieder aneinander geraten. Du 
willst es gar nicht anders, also beklage dich nicht.
Gast #5839745
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> Da braucht es ein Korrektiv!
Da gibt es nichts zu korrigieren. Die Produkte funktionieren wie von den 
Händlern versprochen. Und das nicht nur knapp, sondern sicher.
1
           1kΩ    CNY17    LED 
2

3
+5,4V o---[===]----|>|-----|>|------(V)------|GND

Das Foto zeigt, wie viel Volt am I/O Pin des Raspberry Pi anlegen 
würden, wenn die Versorgungsspannung des Relais Moduls 5,4V betragen 
würde. Es sind weniger als 3,6 Volt.

Für Joachim:
In dieser Schaltung fließt ein sehr geringer Strom von 320nA durch das 
Multimeter. Wenn wirklich gar kein Strom fließen würde, wäre die 
Spannung etwas höher.

Ab 3,6V würden die ESD Schutzdioden im Innern des Raspberry Pi den Strom 
nach VCC ableiten. Dieser kann logischerweise nur geringer sein als die 
gerade ermittelten 320nA.

Ich bin absolut sicher, dass die ESD Schutzdioden des Raspberry Pi diese 
(weniger als) 320nA vertragen. Sie wären ansonsten sinnlos, hätten keine 
Schutzfunktion.
Moderator Persönliche Seite #5840768
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Joachim B. schrieb:
> es ja nur 2 LED Sorten

Letztlich haben sie alle die gleiche Physik zur Grundlage, und die 
bewirkt, dass bereits bei wenigen µA Flussstrom einiges an Spannung an 
einer (Sperrschicht-)Diode abfällt. Dabei ist es ziemlich wurscht, ob 
das Halbleitermaterial Galliumarsenid, Galliumarsenphosphid, Silizium, 
Germanium oder was auch immer ist – wenngleich das Material sehr wohl 
einen Einfluss auf die Höhe dieser Spannung hat. Die ist übrigens 
physikalisch bedingt bei LEDs stets höher als bei Germanium oder 
Silizium. Wäre sie das nicht, würdest du das emittierte Licht nicht 
sehen können (Infrarot, daher haben IREDs und die ganz alten roten 
GaAs-LEDs sehr geringe Flussspannungen).

Einzig Schottky-Dioden machen dabei eine Ausnahme und haben bei geringen 
Strömen tatsächlich eine sehr geringe Flussspannung. Das liegt aber eben 
darin begründet, dass sie keine Sperrschicht (im üblichen Sinne) haben 
sondern einen Metall-Halbleiter-Übergang, bei dem nur die so genannte 
Schottky-Barriere überwunden werden muss. Diese ist sehr viel geringer 
als der Bandabstand in den Halbleitermaterialien.

Dass außerdem alle modernen MOS-Halbleiter in ihren Eingängen 
Schutzdioden haben, die Überspannung in Richtung GND oder Versorgung 
ableiten, sollte sich auch rumgesprochen haben. (Und nein: das sind 
keine „parasitären“ Dioden, die werden da sehr bewusst von den 
Herstellern angebracht.) Natürlich dienen diese der Ableitung von 
ESD-Einflüssen (die für die allerersten MOSFETs und damit aufgebaute ICs 
noch ganz schnell völlig tödlich waren), daher spezifizieren die 
Hersteller dafür auch keine großen Kenndaten, sondern lediglich, gegen 
welche ESD-Modelle sie ihre Bauteile prüfen. Dennoch kannst du gut und 
gern davon ausgehen, dass ein paar µA für diese Dioden nie ein Problem 
sind; in der Regel vertragen sie auch einige mA. Es passiert im Eifer 
des Gefechts selbst routinierten Mikroelektronikern immer wieder, dass 
man aus Versehen über diese Schutzdioden durch Anlegen einer externen 
Spannung bei noch nicht aktiver Versorgung letztlich die 
Versorgungsspannung des ICs bereitstellt. Das würde ich zwar nun 
wirklich niemandem zur Nachahmung empfehlen, aber mir ist in meiner 
Elektroniker-Karriere bislang hier noch kein Bauteil untergekommen, 
welches diese Strapaze nicht überlebt hätte.
#5840842
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Jörg W. schrieb:
> .... aber mir ist in meiner
> Elektroniker-Karriere bislang hier noch kein Bauteil untergekommen,
> welches diese Strapaze nicht überlebt hätte.

ich habe in 6 Jahre am Raspi auch noch keinen geschrottet, aber es 
wurden schon sehr viele Raspis geschrottet weil er an den GPIO gerade 
nicht so stark ist wie ein 8-bit AVR.

Es gibt einige Bilder vom GPIO Port inside, aber manchmal fragt man sich 
ob das Wunschdenken ist oder nur eine falsche Annahme?

Es gibt ein Bild das am Raspi ein GPIO wahlweise 4 Ausgangstreiber 
aktivieren kann von 2mA bis 8mA und das ein Port wenn alle 
Ausgangstreiber aktiviert sind 16mA liefern können. Aber das ist nicht 
strombegrenzt, auch 34mA kann man saugen unabhängig davon hat noch 
niemand ein Kernelprogramm gezeigt wo man die Treiber einschalten oder 
den Zustand auslesen kann.

Mir ist das also immer zu leichtfertig wenn Händler Arduino Zeugs für 5V 
locker auch dem PI unterjubeln wollen, den Beweis das diese Arduino 
Schaltung den PI gekillt hat kann eh keiner antreten, der Händler hat 
verkauft, der User bleibt u.U. mit einem geschrotteten PI zurück.
Moderator Persönliche Seite #5840852
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Joachim B. schrieb:
> Mir ist das also immer zu leichtfertig wenn Händler Arduino Zeugs für 5V
> locker auch dem PI unterjubeln wollen

Da würde ich dir trotzdem zustimmen, das ist nicht sauber.

Im vorliegenden Fall (Relais-Treiber) wäre es, wie schon gesagt, auch 
gar nicht nötig, da man die Relais völlig sauber mit einem ULNxxx 
ansteuern kann und dabei keinen harten Bezug mehr zwischen der 
Betriebsspannung der Relais und der des steuernden Controllers hat.
#5840867
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Jörg W. schrieb:
> Im vorliegenden Fall (Relais-Treiber) wäre es, wie schon gesagt, auch
> gar nicht nötig, da man die Relais völlig sauber mit einem ULNxxx
> ansteuern kann und dabei keinen harten Bezug mehr zwischen der
> Betriebsspannung der Relais und der des steuernden Controllers hat.

da stimme ich doch zu, habe an keiner Stelle anderes behauptet.
Wobei man halt sorgfältig arbeiten muss, mal eben 12V auf den Port nimmt 
der PI halt schneller übel.

Die ganzen unzähligen Arduino Relais sind auch nicht mal sicher für 
230V~, die Luft und Kriechstrecken fehlen völlig, auch das wurde schon 
oft bemängelt und trotzdem wird es so genutzt.

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