Beschaltung zum Ansteuern von Raspberry Pi GPIO Inputs

[Michael G. (scolytus)]

Hallo,

ich möchte einen 'heißen Draht' als Partyspiel bauen, ein Raspberry Pi 
soll dabei die zentrale Rolle übernehmen. Da ich eher ein Software Typ 
bin habe ich von der konkreten Schaltung nicht so viel Ahnung. Im Anhang 
habe ich einmal das, was ich mir bis jetzt überlegt habe.

Da das Ding recht groß werden soll - Drahtlänge fünf Meter - will ich 
für den Drahtteil eine eigene Versorgung und eine Trennung vom Raspi. 
Daher der Optokoppler (PC817). Auf der Raspberry Seite hätte ich mir 
einen einfachen Pull-Down Widerstand (R3) mit 1k vorgestellt.

Als Versorgung auf der 'Drahtseite' würde ich ein altes Nokianetzteil 
mit 5,7V und 800 mA verwenden, das sind die komischen V+D in der Skizze. 
Der Transistor ist ein BC547B als Schalter.

Für R2 hätte ich mir 270 Ohm aus den Fingern gesaugt, wegen der Diode im 
Optokoppler. Wie das genau mit dem Transistor zusammenspielt habe ich 
mir nicht ganz zusammenreimen können. Auch der Basis-Strom Widerstand R1 
fehlt mir noch.

Was ich erreichen will ist, dass 1) durch den Transistor auch kleine 
Berührungen detektiert werden und 2) durch den Optokoppler der Raspi 
Eingang geschalten wird ohne auf der Raspi Seite elektrisch zu viel Müll 
zu machen.

Jetzt die großen Fragen:

*) Ergibt die Schaltung grundsätzlich Sinn?
*) Sind meine bisherigen Überlegungen zu den Bauteilen OK?
*) Wie komme ich auf den richtigen Wert für R1?
*) Brauche ich noch andere Schaltelemente? Irgendwelche 
Schutzbeschaltungen?
*) Tipps, Hinweise, Leseempfehlungen?

Danke, lg
Michael

[oder einloggen (Gast)]

Ich frag mich bei dem ganzen wofür der PI?
R1 Muss so groß sein das der Basis Strom hoch genug ist das der 
Transistor ganz aussteuert. Gibt da recht viel zu im Netz.

[Rainer U. (r-u)]

Den linken Transistor und R1 oder R2 kannst Du weglassen. R1 
dimensionierst Du lt Datenblatt vom Optokoppler, also so dass der 
geforderte Strom durch die LED fließt (270 Ohm könnte schon passen).

Zur Ansteuerung von Optokopplern gibt es hier auch einen Artikel meine 
ich - ich würde gedenfalls zum Eingang hin noch einen Widerstand (1k) in 
Reihe schalten, damit Dir der Port nicht abraucht, falls Du ihn mal 
versehentlich mit Schaltung dran als Ausgang konfigurierst.

[Michael G. (scolytus)]

oder einloggen schrieb:
> Ich frag mich bei dem ganzen wofür der PI?

Wie gesagt, ich komm aus der anderen Ecke, wenn ich was over-engineere, 
dann die Software:

*) Soundeffekte
*) GUI
*) High-Scores
*) Web-interface
*) Verschiedene Spielmodi...

you name it! :)

[Michael G. (scolytus)]

Rainer Unsinn schrieb:
> Den linken Transistor und R1 oder R2 kannst Du weglassen. R1
> dimensionierst Du lt Datenblatt vom Optokoppler, also so dass der
> geforderte Strom durch die LED fließt (270 Ohm könnte schon passen).

Ich hatte irgendwie die Befürchtung, dass ich da den Strom für den 
Optokoppler sonst nicht zusammenbringe. Ich hab's noch nicht 
ausprobiert, aber ich hatte die Befürchtung, dass mit ~5 Meter 
Drahtlänge, 5 Meter Zuleitung zum Handstück, und dann noch schlechter 
Kontakt zwischen Handstück und Draht eventuell zu wenig zusammen kommt.

Du meinst, das reicht um den Koppler direkt noch anzusteuern?

[Eine Frage dazu (Gast)]

Koppler direkt ansteuern geht auf jeden Fall.

Aber eine Frage... normalerweise legt man R3 an die 3,3V und den 
Optokoppler an Masse. Warum eigentlich? So herum erscheint mir 
sinnvoller. Maximum Low sind 0,8V, minimum High sind 2V. Also - bei 
deiner Schaltung sind 1,3V statt 0,8V Spannungsabfall am Optokoppler 
erlaubt.

(Übrigens, statt R3 kann man auch die internen Pullup/Pulldown 
Widerstände des Raspi nehmen).

[Rainer U. (r-u)]

Michael G. schrieb:
> Du meinst, das reicht um den Koppler direkt noch anzusteuern?

Ja. Sieh halt zu, dass Dein Draht / Handstück nicht korrodiert (kannst 
ja z.B. Edelstahl nehmen oder was verchromtes)

[Michael G. (scolytus)]

So, ich habe die Schaltung mal aufgebaut, und unter Laborbedingungen 
geht es ohne Probleme mit 30 Meter Drahtlänge :)

Ich habe jetzt die internen Pull-Downs des SoC verwendet und den 
Optokoppler direkt an die Drahtleitung. Damit habe ich pro Input jetzt 
nur mehr 2 Widerstände und einen Optokoppler, wirklich simpel! Danke für 
die Hilfe!

Was ich noch machen hätte sollen wäre ein Entprellkondensator. So werden 
jetzt einfach zu viele Flanken detektiert. Es geht zwar auch mit der 
Software auf dem RasPi, damit bin ich aber noch nicht zufrieden. Für's 
erste reicht's aber :)