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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 32 Relais am Raspi um 5 Volt bei 3 Ampere zu schalten


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Autor: S. Z. (ceving)
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Ich habe im Internet die folgenden beiden Platinen gefunden:

32-Kanal Digital Expansion HAT für Raspberry Pi:
https://www.robotshop.com/de/de/32-kanal-digital-expansion-hat-fur-raspberry-pi.html

8-Kanal 5V Relais:
https://www.robotshop.com/de/de/8-kanal-5v-relais.html

Weiß jemand, ob ich vier von den Relais-Platinen direkt mit der 
32-Port-Expansion-Platine kombinieren kann? Oder muss da noch ein 
Transistor oder ein Widerstand dazwischen?

Mir ist nicht ganz klar ob die 125mA reichen, um 16 Relais zu schalten. 
Bei der Relais-Platine steht nicht dabei, wie viel ein Relais zieht.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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S. Z. schrieb:
> Bei der Relais-Platine steht nicht dabei, wie viel ein Relais zieht.
Laut Datenblatt des Relais(*) (man kann die verbauten Typen ja ganz 
gut erkennen), haben die Dinger bei 5V einen Spulenwiderstand von 55 
Ohm. Und somit braucht 1 einziges Relais zum Anziehen ca. 90mA. Ab hier 
ist die Rechnung einfach...

> Mir ist nicht ganz klar ob die 125mA reichen, um 16 Relais zu schalten.
Nacheinander schon, aber nicht gleichzeitig.

> 32 Relais am Raspi um 5 Volt bei 3 Ampere zu schalten
Warum schaltest du die 5V/3A nicht einfach mit ein paar Mosfets?

(*) 
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Ningbo-Keke-New-Era-Appliance-HK3FF-DC24V-SHG_C98127.pdf

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Soeren K. (srkeingast)
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Lothar M. schrieb:
> (man kann die verbauten Typen ja ganz
> gut erkennen)

Ist aber mehr oder weniger Zufall, laut Schaltplan ist ein 
"RELAY-5PIN-BIG" verbaut =D

Autor: S. Z. (ceving)
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Lothar M. schrieb:
> S. Z. schrieb:
>> Bei der Relais-Platine steht nicht dabei, wie viel ein Relais zieht.
> Laut Datenblatt des Relais(*) (man kann die verbauten Typen ja ganz
> gut erkennen), haben die Dinger bei 5V einen Spulenwiderstand von 55
> Ohm. Und somit braucht 1 einziges Relais zum Anziehen ca. 90mA. Ab hier
> ist die Rechnung einfach...

Also klappt es nicht, weil der 32-Port-Expander pro Port nur 25 mA 
liefert?

: Bearbeitet durch User
Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
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Datenblatt Relais:
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Ningbo-Keke-New-Era-Appliance-HK3FF-DC24V-SHG_C98127.pdf

Datenblatt MCP23017:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/20001952c.pdf


Auf den Rest müsstest du selber kommen ;)

(Spoiler: Nein, das Expansion Board kann keine 2.3A treiben, wenn alle 
Relais an sein sollen)

Autor: Soeren K. (srkeingast)
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S. Z. schrieb:
> Also klappt es nicht, weil der 32-Port-Expander pro Port nur 25 mA

Genau, denn der verbaute MCP23017 kann pro Port maximal 25mA und 
insgesamt nur 125mA / 150mA treiben.

Autor: MaWin (Gast)
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S. Z. schrieb:
> Weiß jemand, ob ich vier v

Warum möchte man Dinge kaufen, deren technische Daten vom Händler nicht 
angegeben werden ?

Katze im Sack ?

Die Relais haben Transistorverstärker, aber auch Leuchtdioden. Wie hoch 
die Stromaufnahme am Steuereingang ist, ist also unklar. Ein rPi liefert 
nicht besonders viel Strom, deutlich wneiger als ein Arduino (d.h. wenn 
etwas am Arduino geht, muss es noch lange nicht am rPi funktionieren). 
Welchen Strom deine Expansion-Karte liefern kann, ist ebenfalls nicht 
angegeben.

Klar ist nur eines: Die billigen Kleinrelais bieten keine SELV 
Schutztrennung, dürfen also nicht an 230V~ wenn der rPi per 
Schutzkleinspannung versorgt wird (anfassbar ist).

Autor: S. Z. (ceving)
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MaWin schrieb:
> Klar ist nur eines: Die billigen Kleinrelais bieten keine SELV
> Schutztrennung, dürfen also nicht an 230V~ wenn der rPi per
> Schutzkleinspannung versorgt wird (anfassbar ist).

Ich will ja auch nur 5 Volt schalten.

Autor: Jörg R. (solar77)
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S. Z. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Klar ist nur eines: Die billigen Kleinrelais bieten keine SELV
>> Schutztrennung, dürfen also nicht an 230V~ wenn der rPi per
>> Schutzkleinspannung versorgt wird (anfassbar ist).
>
> Ich will ja auch nur 5 Volt schalten.

Welcher Strom, welche Last? 3 Ampere steht zwar in der Titelzeile, aber 
Du wirst wohl nicht gleichzeitig 32 Lasten mit je 3 Ampere schalten 
wollen. Das wären insgesamt >90 Ampere.

Hast Du den Kommentar gelesen?

Lothar M. schrieb:
>> 32 Relais am Raspi um 5 Volt bei 3 Ampere zu schalten
> Warum schaltest du die 5V/3A nicht einfach mit ein paar Mosfets?

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Ich denke, du kannst die Relai-Platine direkt mit dem Port-Expander 
verbinden.

Nur die Stromversorgung solltest du über ein externe Netzteil machen. 
Der Raspberry Pi wäre mit den vielen Relais vermutlich überfordert.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Soeren K. schrieb:
> S. Z. schrieb:
>> Also klappt es nicht, weil der 32-Port-Expander pro Port nur 25 mA
>
> Genau, denn der verbaute MCP23017 kann pro Port maximal 25mA und
> insgesamt nur 125mA / 150mA treiben.

Egal. Auf der Relais-Platine sind ja Treibertransistoren verbaut 
(SOT-23, in der Mitte zwischen den Relais). Der MCP muß also nur ein 
paar mA für die Transistoren liefern. Eventuell noch ein paar mehr mA 
für die Status-LED, sofern die nicht den Relais parallel geschaltet 
sind. Allerdings braucht die Relais-Platine selber eine 5V 
Spannungsversorgung. Und die muß halt bis 800mA liefern können, wenn 
alle Relais gleichzeitig angezogen sein sollen.

Für die 32 Relais auf 4 Platinen braucht man also ein 5V Netzteil, das 
mindestens 2.4A liefern können muß. Und nein, diese 2.4A sollte man 
nicht versuchen, aus der 5V Schiene des RasPi zu ziehen. Auch nicht wenn 
der RasPi aus einem hinreichend kräftigen Netzteil versorgt wird.

Wenn man dann noch bis zu 32 Lasten mit jeweils 3A bestromen will ... 
aber das kann der TE sicher selber ausrechnen.

Autor: S. Z. (ceving)
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Jörg R. schrieb:

> Welcher Strom, welche Last? 3 Ampere steht zwar in der Titelzeile, aber
> Du wirst wohl nicht gleichzeitig 32 Lasten mit je 3 Ampere schalten
> wollen. Das wären insgesamt >90 Ampere.

Doch genau das hatte ich vor. 3 Ampere ist aber nur der Maximal-Wert. 
Tatsächlich verbrauchen die Geräte wahrscheinlich deutlich weniger. Ich 
bin nur noch nicht dazu gekommen genau zu messen, wie viel Watt ich 
wirklich brauche. BTW ich habe gerade gesehen, dass wir zwei 
unterschiedliche Netzteile haben. Das zweite macht nur 2 Ampere. Also 
ziehen die Geräte auf jeden Fall weniger als 2 Ampere.

> Hast Du den Kommentar gelesen?
>
> Lothar M. schrieb:
>>> 32 Relais am Raspi um 5 Volt bei 3 Ampere zu schalten
>> Warum schaltest du die 5V/3A nicht einfach mit ein paar Mosfets?

Ich hatte die Hoffnung, mit ein paar fertigen Bausteinen von der Stange 
das Problem lösen zu können.  Eine eigene Platine zu entwickeln ist 
deutlich aufwendiger als nur ein paar Kontakte zu verbinden. Aber ich 
habe mir schon Fritzing installiert für Plan-B.

Autor: Jörg R. (solar77)
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S. Z. schrieb:
> Das zweite macht nur 2 Ampere. Also
> ziehen die Geräte auf jeden Fall weniger als 2 Ampere.

Hast Du für jede Last ein eigenes NT?


Axel S. schrieb:
> Egal. Auf der Relais-Platine sind ja Treibertransistoren verbaut
> (SOT-23, in der Mitte zwischen den Relais). Der MCP muß also nur ein
> paar mA für die Transistoren liefern. Eventuell noch ein paar mehr mA
> für die Status-LED, sofern die nicht den Relais parallel geschaltet
> sind.

Es gibt sogar einen Schaltplan zur Platine:

https://www.robotshop.com/media/files/pdf/schematic-shd025.pdf

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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S. Z. schrieb:
> Aber ich habe mir schon Fritzing installiert für Plan-B.

Wechsle von diesem Spielzeug lieber auf ein richtiges Elektronik-CAD 
Programm. Wenn es kostenlos sein soll, dann z.B. KiCad. Ansonsten 
scheint Eagle auch recht beliebt zu sein.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Stefanus F. schrieb:
> S. Z. schrieb:
>> Aber ich habe mir schon Fritzing installiert für Plan-B.
>
> Wechsle von diesem Spielzeug lieber auf ein richtiges Elektronik-CAD
> Programm. Wenn es kostenlos sein soll, dann z.B. KiCad. Ansonsten
> scheint Eagle auch recht beliebt zu sein.

Target;-)


Gibt es evtl. auch fertige Platinen mit Mosfets, statt der Relais? Die 
müssten allerdings mit den 3,3V des Raspi zurechtzukommen.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Jörg R. schrieb:
> Gibt es evtl. auch fertige Platinen mit Mosfets, statt der Relais?

Sicher, warum fragst du uns? Frage doch Google!

Autor: Jörg R. (solar77)
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Stefanus F. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Gibt es evtl. auch fertige Platinen mit Mosfets, statt der Relais?
>
> Sicher, warum fragst du uns? Frage doch Google!

Weil vielleicht jemand einen guten Tipp hat.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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S. Z. schrieb:

> Mir ist nicht ganz klar ob die 125mA reichen, um 16 Relais zu schalten.
> Bei der Relais-Platine steht nicht dabei, wie viel ein Relais zieht.

Da die von Dir verlinkte Relaisplatine einen Treibertransistor enthält,
sollte das reichen. wenn alle 32 Relais gleichzeitig schalten sollen,
wird es etwas knapp. Dann müsste man die Relaisplatinen modifizieren.

Autor: S. Z. (ceving)
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Harald W. schrieb:
> S. Z. schrieb:
>
>> Mir ist nicht ganz klar ob die 125mA reichen, um 16 Relais zu schalten.
>> Bei der Relais-Platine steht nicht dabei, wie viel ein Relais zieht.
>
> Da die von Dir verlinkte Relaisplatine einen Treibertransistor enthält,
> sollte das reichen. wenn alle 32 Relais gleichzeitig schalten sollen,
> wird es etwas knapp. Dann müsste man die Relaisplatinen modifizieren.

Wenn das ein Problem ist, könnte ich das in der Software verhindern, die 
die Schaltvorgänge auslöst.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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S. Z. schrieb:
> Wenn das ein Problem ist, könnte ich das in der Software verhindern, die
> die Schaltvorgänge auslöst.

Zur Not könnte man auch die LEDs entfernen.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Jörg R. schrieb:
> Axel S. schrieb:

>> Auf der Relais-Platine sind ja Treibertransistoren verbaut
>> (SOT-23, in der Mitte zwischen den Relais). Der MCP muß also nur ein
>> paar mA für die Transistoren liefern. Eventuell noch ein paar mehr mA
>> für die Status-LED, sofern die nicht den Relais parallel geschaltet
>> sind.
>
> Es gibt sogar einen Schaltplan zur Platine:
>
> https://www.robotshop.com/media/files/pdf/schematic-shd025.pdf

Ach guck. Dann sind es grob überschlagen ca. 7mA, die der MCP liefern 
muß, um ein Relais und dessen Status-LED einzuschalten. Kein Problem.

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