24V Signal über 3.3V Signal steuern

[Julian (julian_05)]

Hallo zusammen!

Und zwar möchte ich die digitalen Ein- bzw. Ausgänge einer SPS testen. 
Dazu verwende ich einen Raspberry Pi Zero. Zum Testen der DIs der SPS 
verwende ich einen DAC und eine OPV Schaltung um die nötigen 24V für die 
SPS generieren zu können. Bei den DOs wiederum wird ein Spannungsteiler 
und ein ADC verwendet um die 24V der SPS am Raspberry Pi einlesen zu 
können.
Ich möchte dabei nacheinander die Ein- bzw. Ausgänge testen.

Meine Frage lautet deshalb, welches elektronische Bauteil am besten 
dafür geeignet wäre über die GPIOs des Raspberry Pi die 24V der SPS 
nacheinander durchzuschalten? Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum. 
Und ein NMOSFFET kommt leider auch nicht in Frage, da Gate und Source 
nicht über eine gemeinsame Masse verbunden werden können.

Danke schonmal im Voraus!

[Achim M. (minifloat)]

Julian schrieb:
> Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum.

Doch. Vielleicht unter dem Namen "Relaiskarte" oder "UART Relay Board" 
besser bekannt.

mfg mf

[Falk B. (falk)]

Julian schrieb:
> Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum.

Doch. Neben mechanischen Relais kann man auch Photo-MOS Relais nehmen. 
Die sind kleiner und schneller, falls das wichtig ist.

[Clemens L. (c_l)]

Julian schrieb:
> Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum.

z.B. TMUX4051/TMUX4052

> ... da Gate und Source nicht über eine gemeinsame Masse verbunden werden
> können

Es ist nicht klar, wo zwischen Raspberry Pi, DAC/ADC und SPS du die 
Isolation haben willst. Ein Schaltplan würde helfen (auch wenn das 
gesuchte Bauteil nur ein Kasten mit einem Fragezeichen ist).

[Harald W. (wilhelms)]

Falk B. schrieb:

>> Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum.
>
> Doch. Neben mechanischen Relais kann man auch Photo-MOS Relais nehmen.
> Die sind kleiner und schneller, falls das wichtig ist.

Oder einen einfachen Transistor pro Kanal.

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Harald W. schrieb:
> Oder einen einfachen Transistor pro Kanal.

Bzw. zwei, wenn man high-side schalten will

[Falk B. (falk)]

Harald W. schrieb:
>> Doch. Neben mechanischen Relais kann man auch Photo-MOS Relais nehmen.
>> Die sind kleiner und schneller, falls das wichtig ist.
>
> Oder einen einfachen Transistor pro Kanal.

Nö. Denn so wenig wie eine Schwalbe einen Sommer macht, macht ein 
Transistor einen Multiplexer für ein 24V Signal. Außerdem will der OP 
die Spannung der Ausgänge mit dem ADC auf ein 0,xV genau messen, da will 
man einen möglichst ohmschen Halbleiterschalter für sowas. Das alles 
macht ein PhotoMOS-Relais in einem Bauteil.

[Harald W. (wilhelms)]

Sebastian R. schrieb:

>> Oder einen einfachen Transistor pro Kanal.
>
> Bzw. zwei, wenn man high-side schalten will

Gibts fertig als Doppeltransistor.

[Andrew T. (marsufant)]

TPS4H000 an 24v betreiben, macht 4 Ausgänge die an DI der SPS gehen.
Wenn's mehr DI sind Anzahl der TPS skalieren.

Pull down Widerstände optional vorsehen.

Die TPs sind Kurzschluss sicher, und mit 3 v ansteuerbar.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Falk B. schrieb:
> Außerdem will der OP
> die Spannung der Ausgänge mit dem ADC auf ein 0,xV genau messen

Will er? Ich habe DI bzw. DO gelesen und als digital input bzw. 
digital output geparst. Keine Ahnung was er da überhaupt mit einem DAC 
bzw. ADC will. Aber kann mir ja auch egal sein (und ist es).

[Falk B. (falk)]

Axel S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Außerdem will der OP
>> die Spannung der Ausgänge mit dem ADC auf ein 0,xV genau messen
>
> Will er? Ich habe DI bzw. DO gelesen und als digital input bzw.
> digital output geparst. Keine Ahnung was er da überhaupt mit einem DAC
> bzw. ADC will. Aber kann mir ja auch egal sein (und ist es).

Vielleicht will er die Schaltschwellen der Digitaleingänge testen bzw. 
die genaue Ausgangsspannung messen.

[Julian (julian_05)]

Ja möchte später auch die analogen Ausgänge der SPS testen und dabei die 
Spannung messen.

[Julian (julian_05)]

Das wäre einmal die Schaltung nur für das Testen der Eingänge mit dem 
DAC. Über den digitalen Eingang am Raspberry Pi kann dann über die 
Stellung des Schalters abgefragt werden ob gerade die AIs oder DIs der 
SPS getestet werden. Beim Testen der AIs benötige ich nämlich eine 
andere Verstärkung des OPVs, da diese eine Spannung von 0...10V einlesen 
können.

[Harald A. (embedded)]

Wenn anstelle eines frei einstellbaren DACs auch vlt. 2 Punkte reichen 
könnte man einen LP2951 nehmen. Enable für On/Off und einen 
umschaltbaren Parallelwiderstand am Spannungsteiler. Vorteil LP2951: 
begrenzt nebenbei auf 100mA (bei Fehler)

[Michael D. (Firma: indEAS) (indeas)]

Zum Testen der Eingänge:
Als Umsetzer von 3,3 auf 24V: UDN2981 (=TD62783AP = UTC62783), 
abgesichert über PTC. Davor vielleicht noch einen Port-Expander 
(z.B.PCA9554).

[Julian (julian_05)]

Clemens L. schrieb:
> Julian schrieb:
>> Einen Multiplexer für 24V gibt es kaum.
>
> z.B. TMUX4051/TMUX4052
>
>> ... da Gate und Source nicht über eine gemeinsame Masse verbunden werden
>> können
>
> Es ist nicht klar, wo zwischen Raspberry Pi, DAC/ADC und SPS du die
> Isolation haben willst. Ein Schaltplan würde helfen (auch wenn das
> gesuchte Bauteil nur ein Kasten mit einem Fragezeichen ist).

Danke für die Antwort. Das heißt, wenn ich den TXMUX4051 single supply 
mit 24V versorge könnte ich mit diesem auch die 24V schalten, richtig?

[Clemens L. (c_l)]

Julian schrieb:
> wenn ich den TXMUX4051 single supply
> mit 24V versorge könnte ich mit diesem auch die 24V schalten, richtig?

Ja, das steht so im Datenblatt.