ANfängerfrage: Relaisansteuerung mit Mosfet und Raspberry Pi

[Alex (Gast)]

Hallo zusammen,
Ich würde gerne 6 Relais sowohl mithilfe eines Raspberrys, als auch mit 
6 diskreten Schaltern schalten.

Die Relais benötigen 24 V. Die GPIO Pins des Raspberry sind mithilfe 
eines Flachbandkabel/Pfostenstecker mit der Platine verbunden.

Es soll zwischen einem Automatikmodus und einem manuellen Modus 
unterschieden werden.

Im Automatikmodus soll nur das Raspberry arbeiten. (Die Schalterstellung 
soll in diesem Szenario egal sein.)

In dem manuellen Modus, oder bei  einem nicht angesteckten Raspberry, 
sollen die Schalter aktiv sein.

Zusätzlich wird die Aktivität eines Relais durch eine entsprechende LED 
angezeigt (rot für Auto-Modus; grün für manuellen Betrieb)

Ich habe meinen aktuellen Entwurf angehängt. Es ist nur ein Schaltkreis 
für ein Relais eingezeichnet. Die anderen 5 würde ich kopieren.

Mithilfe der Steuerleitung (Auto_Str) wird der Modus an die Platine 
übermittelt. (+5V Signal)

Bei einem aktiven Automatikmodus wird das Steuersignal am IC 4069 
invertiert und den Schaltern (Pin 2-7 an JP2) wird die Stromversorgung 
(Pin 1) genommen. Die Regelung erfolgt über das Raspberry.

Sollte über die Steuerleitung kein Signal ankommen, werden die Schalter 
mit 5V versorgt, um die Relais zu schalten.

Bin ich auf einem richtigen Weg?

Sind die Widerstände vor dem Mosfet (10kOhm) richtig dimensioniert?

Wird immer nur eine LED geschaltet, oder glimmt die andere Farbe leicht 
mit?

Vielen Dank für eure Hilfe.

Alex

[Hp M. (nachtmix)]

Alex schrieb:
> Ich würde gerne 6 Relais sowohl mithilfe eines Raspberrys, als auch mit
> 6 diskreten Schaltern schalten.

Warum nimmst du nicht den ULN2003? http://www.ti.com/product/uln2003a


Anstelle des Widerstandsgekröses empfiehlt es sich geeignete Logikgatter 
zu verwenden. Die 74HC oder 74HCT-Serie ist für Betrieb mit 3V besser 
geeignet als 4000er.

[W.A. (Gast)]

Alex schrieb:
> Relaisplatine.PNG

Eine sehr hübsch graphisch unterstützte Netzliste. Ich hab jetzt 
allerdings keine Lust, mir daraus die Schaltung zusammenzupuzzlen.

Welche Funktion hat S1 genau. Was schaltet der? Ich habe keine Lust, 
jetzt nach dem Datenblatt vom CD4069 zu kramen, um mir anhand der 
Pin-Nr. die Funktion rauszusuchen.

Was macht dein FET, wenn S1 und GPIO1 in entgegengesetzte Richtung 
ziehen?

sry

[Hp M. (nachtmix)]

P.S.:

Alex schrieb:
> oder bei  einem nicht angesteckten Raspberry,

Da ist Vorsicht geboten!
Die Steckerei kann, besonders im bestromten Zustand, den Raspi, aber 
auch andere ICs ziemlich schnell ins Jenseits befördern.
Stichwort: ESD

[Alex (Gast)]

Guten Morgen

Hp M. schrieb:
>> oder bei  einem nicht angesteckten Raspberry,
>
> Da ist Vorsicht geboten!

Hp M. schrieb:
> Warum nimmst du nicht den ULN2003? http://www.ti.com/product/uln2003a
>
> Anstelle des Widerstandsgekröses empfiehlt es sich geeignete Logikgatter
> zu verwenden. Die 74HC oder 74HCT-Serie ist für Betrieb mit 3V besser
> geeignet als 4000er.

Der ULN2003 scheint mir ja einiges einfacher zu machen! ;-) Danke für 
den Hinweis!

Welches Widerstandgekröse meinst du genau? das am 4069?
Ich musste gerade feststellen, dass ich eine Ziffer bei der Bezeichnung 
des ICs verloren habe. :-/ Ich hatte mir hier den MC14069UB rausgesucht. 
Ein Inverter der das Signal von Pin 9 invertiert auf Pin 8 ausgibt.


W.A. schrieb:
> Was macht dein FET, wenn S1 und GPIO1 in entgegengesetzte Richtung
> ziehen?

Ich versuche ja mit meiner Schaltung genau das zu verhindern.


Hp M. schrieb:
> Da ist Vorsicht geboten!
> Die Steckerei kann, besonders im bestromten Zustand, den Raspi, aber
> auch andere ICs ziemlich schnell ins Jenseits befördern.

Okay, ich werde darauf achten. Der Plan sieht aber vor, nicht im Betrieb 
umzustöpseln.

Grüße Alex

[Hp M. (nachtmix)]

Alex schrieb:
> ch musste gerade feststellen, dass ich eine Ziffer bei der Bezeichnung
> des ICs verloren habe. :-/ Ich hatte mir hier den MC14069UB rausgesucht.

Das macht nichts, ist das Gleiche.
Nur Motorola (heiisen jetzt ON bzw. Freescale) hat MC1... vor die 
Bezeichnungen der 4000er CMOS-Serie gesetzt. Bei RCA stand CD... und bei 
Philips HEF... davor.

Alex schrieb:
> Welches Widerstandgekröse meinst du genau? das am 4069?

Ja, und den 4069 überhaupt. Was soll der da, nur wegen der Invertierung 
durch den Ausgangstransistor?
Hast du das programmtechnisch nicht im Griff?
Die 4000er werden bei 5V Betriebsspannung mit den 3V von GPIO nicht 
sauber angesteuert, und die Verwendung von Spannungsteilern um dem 
Logiksignal einen bestimmten Pegel aufzuzwingen ist meist auch keine 
gute Lösung.
Nimm ein 74HCT-Gatter wie AND, NAND oder NOR ud schalte damit die 
GPIO-Signale vor dem ULN ab.

Wichtig ist auch, dass du die im ULN vorhandenen Freilaufdioden benutzt, 
denn deine Relais werden keine eingebaut haben.

[Max (Gast)]

Der Mosfet sollte mit ca 100 Ohm angebunden werden und 100k nach GND

[Alex (Gast)]

So, ich habe die Änderungen eingepflegt und den ULN verwendet.

Ich habe noch 2 Dioden eingefügt um zu verhindern, dass beide Status 
LEDs gleichzeitig leuchten. Die Alternative wäre einen zweiten ULN zu 
verbauen. einen für die GPIO und einen für die Schalter.

Hp M. schrieb:
> Nimm ein 74HCT-Gatter wie AND, NAND oder NOR ud schalte damit die
> GPIO-Signale vor dem ULN ab.

Ein NAND Gatter habe ich verwendet, aber nicht um die GPIO Signale 
abzuschalten. Da die Steuerung auch ohne Raspberry funktionieren soll 
bringt mir dein Vorschlag glaube ich nichts. Den Widerstand im ersten 
Entwurf hatte ich dazu verwendet um das Signal sicher auf GND zu ziehen. 
Den habe ich jetzt weggelassen. Ist das eine gute Idee?

Alex

[Alex (Gast)]

Während meines letzten Posts bin ich darauf gestoßen, dass es "schicker" 
ist 2 ULNs zu verwenden. Somit spare ich mir 12 Dioden.

Anbei mein neuer, hoffentlich finaler, Entwurf.