Relais über Mosfet schalten

[MaxM (Gast)]

Hallo,

ich soll für ein Projekt ein Testgerät für Kabel entwerfen. Dazu soll 
über einen Baustein am Bus (MCP23017 IO-Erweiterung I2C) Relais 
geschaltet werden. Am anderen Ende des Kabels soll dann der Eingang 
(selber Baustein) ermittelt werden. Dann soll ausgewertet werden, ob das 
Kabel ordnungsgemäß gefertigt wurde.
Hierzu benutze ich einen Raspberry Pi (damit ich leicht ein Display etc. 
anschließen kann) mit dem ich über I2C den Baustein anspreche. Dieser 
soll über einen Mosfet ein Relais schalten (siehe Anhang).
Dies funktioniert auch so, wie im Anhang sichtbar, jedoch macht entweder 
der Raspberry oder der MCP23017 nach einigen Schaltzyklen Probleme und 
schaltet ab.
Ich erkenne beim Schalten leichte Schlieren im Display, was ja für den 
Raspberry sprechen würden. Diese Störungen könnten aber auch durch EMV 
kommen. Der Baustein an sich wird direkt aus dem Netzteil gespeist, 
nicht vom Raspberry.
Für den MCP würde sprechen, dass er auf dem Bus nach einigen 
Schaltzyklen nicht mehr sichtbar ist, also wohl abgeschaltet hat.

Meine Ansätze:

- hohes dU/dt bringt Stromspitzen -> Baustein kann nicht liefern
- Mosfet falsch, da von anderem Projekt mit kleiner Pumpe
- Evtl ist der MCP23017 für diesen Zweck nicht geeignet

Den Strom kann ich mir leider nicht ansehen, da ich kein Oszilloskop zur 
Verfügung habe.
Ich hoffe ihr könnt mir trotzdem helfen.
Vielen Dank schonmal :)

[MaxM (Gast)]

Eine Information habe ich vergessen, der Mosfet ist ein IRLIZ44N

[Falk B. (falk)]

@ MaxM (Gast)

>soll über einen Mosfet ein Relais schalten (siehe Anhang).
>Dies funktioniert auch so, wie im Anhang sichtbar,

Nein, denn das Relais gehört zwischen Drain und +24V, außerdem fehlt die 
Freilaufdiode!

Siehe Relais mit Logik ansteuern.

>der Raspberry oder der MCP23017 nach einigen Schaltzyklen Probleme und
>schaltet ab.

Da hast du noch Glück, daß dir die Abschaltinduktionsspannung nichts 
zerstört hat!

>- hohes dU/dt bringt Stromspitzen -> Baustein kann nicht liefern

Falsch.

>- Mosfet falsch, da von anderem Projekt mit kleiner Pumpe

Welcher Typ? Aha, IRLIZ44N, ein "kleiner" 30A MOSFET. OMG!

>>- Evtl ist der MCP23017 für diesen Zweck nicht geeignet

Der ist OK.

R1 kann man weglassen, direkte Ansteuerung.

[MaxM (Gast)]

Okay, also den Schaltplan habe ich auf die Schnelle gezeichnet, um das 
Problem zu erklären, die Freilaufdiode ist vorhanden und das Relais 
hängt auch wie beschrieben. Deine Antwort klärt trotzdem das Problem 
nicht.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> MaxM schrieb:
> Dies funktioniert auch so, wie im Anhang sichtbar, jedoch macht entweder
> der Raspberry oder der MCP23017 nach einigen Schaltzyklen Probleme und
> schaltet ab.
Was heißt das?

> Ich erkenne beim Schalten leichte Schlieren im Display, was ja für den
> Raspberry sprechen würden. Diese Störungen könnten aber auch durch EMV
> kommen.
Vieles deutet darauf hin.

> Der Baustein an sich wird direkt aus dem Netzteil gespeist,
> nicht vom Raspberry.
> Für den MCP würde sprechen, dass er auf dem Bus nach einigen
> Schaltzyklen nicht mehr sichtbar ist, also wohl abgeschaltet hat.
??? Was auch immer das heßen soll.
> Meine Ansätze:
> - hohes dU/dt bringt Stromspitzen -> Baustein kann nicht liefern
> - Mosfet falsch, da von anderem Projekt mit kleiner Pumpe
> - Evtl ist der MCP23017 für diesen Zweck nicht geeignet
Da du keine verwertbaren Infos zum Gesamtaufbau lieferst und die Skizze 
im Anhang auch grob fehlerhaft ist (obwohl es angeblich doch richtig 
verdrahtet wurde) kann keiner aus der Ferne sagen, was das Problem ist.
Zu vermuten sind aber grobe Mängel im Aufbau:
- schlechte oder fehlerhafte Masseverdrahtung
- fehlende Blockkondensatoren
- Lange offene Leitungen als Antennen für Störungen
- mangelhafte Stromversorgung

Die Schaltimpulse der Relaisspulen können schon kräftige 
Störabstrahlungen verursachen. Es ist z.B. bekannt, dass geschaltete 
Induktivitäten im Umkreis von paar Metern leicht USB-Verbindungen stören 
können. Wer weiß, was dein RasPi da so macht, wenn er über Power oder 
Signalleitungen sich solche kräftigen Störungen einfängt.
Gruß Öletronika

[Werner M. (Gast)]

MaxM schrieb:
> Diese Störungen könnten aber auch durch EMV kommen.

Elektromagnetische Verträglichkeit zwischen Komponenten ist eher ein 
Garant für friedliches Nebeneinander.

Störungen entstehen nicht durch EMV, sondern eher durch 
Unverträglichkeit.

[Sebastian S. (amateur)]

Gehe ich recht in der Annahme, das Du alles mögliche verdrahtest hast, 
nur nicht die obige Schaltung und jetzt Hilfe - wozu eigentlich - 
erwartest?

Friert der MCP eigentlich nicht, wenn er so nackt auf der Platine steht?

U.v.a. der FET ist auf der falschen Seite des Relais und die 
Widerstände...
Aber darauf kommt's auch nicht mehr an.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Irgendwo hast du da einen Bock geschossen.
Angenommen, die Beschaltung wäre korrekt:
-erstmal nur den MCP am Bus - funktioniert?
-falls ja: nur die Fets und Relais dran, keine Eingänge, die zurück 
kommen - funktionierts noch?
-falls ja: schauen, was auf den Eingängen passiert (deren Beschaltung 
ist ja noch unbekannt).

[Werner M. (Gast)]

MaxM schrieb:
> - Evtl ist der MCP23017 für diesen Zweck nicht geeignet

Eher ist deine Beschaltung des MCP23017 völlig ungeeignet. An Ausgänge 
legt man keine harte Spannung an.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Werner M. schrieb:
> Eher ist deine Beschaltung des MCP23017 völlig ungeeignet. An Ausgänge
> legt man keine harte Spannung an.
welches Problem siehst du da?
Wo ist da eine "harte Spannung" an einem Ausgang?
Was sollte man den sonst an einen Ausgang legen?
Gruß Öletronika

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Stimmt, INTA/B werden wohl Ausgänge sein :-)

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

So könnte es funzen.
Diode = 1N4007 (evtl. auch kleiner).

[MaxM (Gast)]

H.Joachim S. schrieb:
> erstmal nur den MCP am Bus - funktioniert?

der MCP am Bus funktioniert.
das Schalten des Relais funktioniert auch, es schaltet sauber durch. Im 
geschalteten Zustand gibt es kein Problem, nur die Schaltflanken machen 
Probleme, den Eingang habe ich nicht betrachtet (und deshalb nicht 
gezeichnet), da mir erst einmal das Schalten wichtig war.

H.Joachim S. schrieb:
> Stimmt, INTA/B werden wohl Ausgänge sein :-)

INT A/B sind keine Ausgäng, sie können Softwareseitig aktive high oder 
Low gelegt werden und wurden durch legen auf Vcc deaktiviert.

U. M. schrieb:
>> Für den MCP würde sprechen, dass er auf dem Bus nach einigen
>> Schaltzyklen nicht mehr sichtbar ist, also wohl abgeschaltet hat.
> ??? Was auch immer das heßen soll.

Ich bin auf der Suche nach dem Baustein, der ausfällt. Ich habe mir für 
den RPi eine App geschrieben, mit der ich per Knopfdruck das Relais 
schalte, nach einigen Schaltzyklen erkennt der RPi den MCP nicht mehr 
auf dem Bus.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

MaxM schrieb:
> INT A/B sind keine Ausgäng, sie können Softwareseitig aktive high oder
> Low gelegt werden und wurden durch legen auf Vcc deaktiviert.

Lass dir das noch mal auf der Zunge langsam zergehen...
Prinzipiell sind es erstmal Ausgänge. Konfiguriert werden die per 
Software, nicht durch legen auf eine externen Pegel. Ich denke, hier 
liegt der Hase im Pfeffer. Dem armen Kerlchen wird heiss werden und dann 
stellt er den Betrieb ein.
Lass die Pins frei. Max. ein pullup nach Vcc.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

MaxM schrieb:
> der MCP am Bus funktioniert.
Ich würde trotzdem noch dirket zwischen Pin 9 und Pin 10 einen 100nF 
Blockkondensator schalten. Nicht umsonst sind die Pins so blockfreudig 
nebeneinander angeordnet.

MaxM schrieb:
> H.Joachim S. schrieb:
>> Stimmt, INTA/B werden wohl Ausgänge sein :-)
> INT A/B sind keine Ausgäng, sie können Softwareseitig aktive high oder
> Low gelegt werden und wurden durch legen auf Vcc deaktiviert.
Wo hast du das mit dem Deaktivieren herausinterpretiert?
So wie ich das Datenblatt lese, sind das ausschließlich Ausgänge, die 
als Interruptquelle an den µC angeschlossen werden können:

Configurable interrupt output pins
-  Configurable as active-high, active-low or open-drain

Defaulteinstellung ist für ODR und INTPOL jeweils 0, so dass der 
Baustein nach einem Power-Up erstmal an beiden Pin 0V ausgeben will. Den 
Rest kannst du dir denken...