MCP23017 instabil

[Salabasti (Gast)]

Hallo!

Mein Ziel ist es mit dem Raspberry Pi einen Stufentransformator zu 
steuern, welcher einen Rohrventilator antreibt.

Dazu verwende ich eine Relaiskarte, die die einzelnen Ausgänge des 
Stufentransformators 'verbindet'. Diese Relaiskarte wird durch einen 
MCP23017 Port-Expander gesteuert, welcher wiederum vom Raspberry durch 
i2c angesprochen wird.

Mein Problem ist nun: Nach mehrfachen Schalten des Systems, schmiert der 
MCP23017 ab. Soll heißen, die Ausgänge haben einen hochohmigen Zustand 
und lassen sich nicht mehr steuern. Erst nach Neu-Initialisierung des 
MCP können die Ausgänge wieder konfiguriert werden.

Ich habe ein Bild meines aktuellen Versuchsaufbaus angehängt (Schaltplan 
kommt). Die Widerstände sind alle 4,7k, die Transistoren 2n5401 (PNP).

Hat jemand von euch eine Idee woran dies liegen könnte?

Ich werde noch einen Schaltplan des Systems nachreichen, aber vielleicht 
hat der Eine oder Andere schon eine fixe Idee.

Stufentrafo: 
https://www.amazon.de/Vortex-SCRR5-Mobile-Klimaanlage-Systemen/dp/B008MKMQ6G/ref=sr_1_1?keywords=stufentrafo&qid=1559738268&s=gateway&sr=8-1
(den Trafo habe ich da ausgebaut)
Relaiskarte: 
https://www.amazon.de/kwmobile-Kanal-Relais-Modul-Arduino/dp/B01H2D2RI0/ref=sr_1_10?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=relaiskarte&qid=1559738299&s=gateway&sr=8-10
(verwende 2 davon)
MCP23017: http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/20001952c.pdf

Über eure Hilfe wäre ich sehr dankbar!

Gruß, Basti

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

Salabasti schrieb:
> Ich habe ein Bild meines aktuellen Versuchsaufbaus angehängt
Ich würde mal die Masse, die zu den seriellen Signalen gehört, direkter 
zwischen uC und Slave verbinden.

Und ich sehe in dem Gewirr irgendwie keinen Blockkondensator am µC 
direkt zwischen Vcc und GND. Oder ist da irgendwo einer?

EDIT: das ist ja garnich der µC, sondern der Port-Expander. Aber auch 
der braucht einen Blockkondensator.

[Karl M. (Gast)]

Salabasti schrieb:
> Hat jemand von euch eine Idee woran dies liegen könnte?

Am Aufbau, an der Stromversorgung i.A., an der Entkopplung, am 
Stromfluss auf den Zuleitungen, an der EMV Situation insgesamt.

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

Salabasti schrieb:
> Dazu verwende ich eine Relaiskarte, die die einzelnen Ausgänge des
> Stufentransformators 'verbindet'.
Mach mal Snubber über die Relaiskontakte.

> Nach mehrfachen Schalten des Systems, schmiert der MCP23017 ab.
Das passiert aber nur, wenn die Relaiskontakte Last schalten? Wenn die 
ganze Netzseite stromlos ist, läuft die Geschichte?

[Salabasti (Gast)]

Danke für das Feedback!

Lothar M. schrieb:
>> Nach mehrfachen Schalten des Systems, schmiert der MCP23017 ab.
> Das passiert aber nur, wenn die Relaiskontakte Last schalten? Wenn die
> ganze Netzseite stromlos ist, läuft die Geschichte?

Richtig! Wenn der Lüfter vom Netz ist gibt es keine Probleme. Hängt das 
mit der Induktiven Last des Lüfters zusammen?

Wie würde die Snubber Schaltung genau aussehen? (Bin eig. Informatiker. 
Die ganze Sache ist gerade ein riesiger Lernprozess für mich.)

Kondensator am MCP habe ich versucht, ohne Erfolg.

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

Salabasti schrieb:
> Kondensator am MCP habe ich versucht, ohne Erfolg.
Gehören trotzdem ran. So wie z.B. auf dem EVAL-Board:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/51592b.pdf
Die Schaltpläne von solchen Boards sind immer ganz gut für erste eigene 
Entwürfe.

> Wie würde die Snubber Schaltung genau aussehen?
Dort im unteren Drittel gibts ein Diagramm für den ersten Versuch:
Beitrag "Löschglieder (Snubber) wie "berechnen" ?"

> Bin eig. Informatiker.
Macht nichts. Ich bin eigentlich Elektroniker und programmiere auch 
manchmal. Allerdings nicht am 230V-Netz...

Ein Tipp: die von dir eingesetzten Relais sind für diese Aufgabe absolut 
nicht geignet. Die Isolationsabstände sind zu gering. Und die 
Optokoppler bringen auch nur unnötig Bauteile rein, solange alles aus 
einem Netzteil versorgt wird und an der selben Masse hängt.

[Thomas W. (diddl)]

Der MCP23017 läuft bei mir überall 100% verlässlich.

Bestimmt ist die Stromversorgung des MCP23017 ungenügend.

[Salabasti (Gast)]

Lothar M. schrieb:
>> Wie würde die Snubber Schaltung genau aussehen?
> Dort im unteren Drittel gibts ein Diagramm für den ersten Versuch:
> Beitrag "Löschglieder (Snubber) wie "berechnen" ?"

Würde ich dann pro 'Kanal' des Stufentrafos einen Snubber berechnen und 
installieren? Oder gibt es eine Möglichkeit nur einen zu verwenden?

Das die Boards schei... sind habe ich auch schon gelesen und bin schon 
auf der Suche nach einem Ersatz. Aber danke für den Tip!

[Salabasti (Gast)]

Thomas W. schrieb:
> Bestimmt ist die Stromversorgung des MCP23017 ungenügend.

Dagegen würde aber sprechen, dass der ganze Aufbau ja problemlos 
funktioniert, wenn kein Lüfter angeschlossen ist. Oder liege ich da 
falsch?

[Sebastian H. (salabasti)]

Ich habe gerade mal meine Werte durchgemessen und komme auf folgendes:

 Stufe |    U   |   I
------------------------
   1   |  45,5V | 0,04A
   2   |  79,0V | 0,08A
   3   | 135,5V | 0,16A
   4   | 174,5V | 0,19A
   5   | 236,0V | 0,21A

Nun nutze ich einfach die unten verlinkte Tabelle um mir passende 
Kondensatoren und Widerstände abzulesen?
https://www.mikrocontroller.net/attachment/125882/Lichtbogen_l_schung_mit_RC_Glied.pdf

Benötige ich dazu irgend welche speziellen Bauteile? (Ich kann mir 
irgend wie kaum vorstellen, dass diese Mini-Widerstände 230v stand 
halten?)

Muss ich die Werte (C/R) für jeden Kanal einzeln bestimmen? Oder gibt es 
für meine abgelesenen Werte irgend eine generische Lösung?