Hallo zusammen, zuerst: also Neuling hoffe ich, dass ich hier richtig bin, ansonsten bitte gerne Bescheid geben falls das hier eine Themenverfehlung ist. Zur eigentlichen Frage: Ich will 24VDC Koppelrelais via GPIO Ausgänge von einen Raspberry PICO schalten. Nachdem ich nichts zufriedenstellendes "fertiges" gefunden habe und eh neugierig war, hab ich beschlossen mich mit KiCAD zu beschäftigen und da die Schaltung und Platine zu planen. Bevor ich bei JLCPCB bestelle, wollte ich einfach hier kurz nachfragen, ob ein kleiner Review möglich wäre um gröbere Schnitzer gleich vorweg auszumerzen :-) Im Anhang hab ich mal relevante Screenshots hochgeladen. Hier noch einige Details als Zusatzinformation: - geplante Ansteuerung erfolgt über I2C bus (Klemme J3), der PICO ist hier Slave, nötige Pullups sind beim Master angedacht. - Eingänge (J6-J8) sind einfache Taster die 24VDC vom selben Netzteil wie der Anschluss J1 schalten. - Am den Ausgängen (J9-J11) sind die Relais angeschlossen. Das sind Finder Koppelrelais mit dem zugehörigen EMV-Modul, daher ist keine Freilaufdiode bei den Ausgängen notwendig. - Das ganze könnte man sicher kleiner gestalten, aber ich muss erst mal schauen wie es mir - und meinen Augen - mit der momentanen Konfiguration beim Bestücken gehen wird :-) Wie gesagt, erstes Projekt mit KiCAD, entsprechend wird wahrscheinlich auch das Design für Profis hier wirken - drum wäre ich für Tips und Anmerkungen sehr dankbar!
Angehängte Dateien:
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pcb_design_visualisierung.jpg
480 KB -
pcb_design.jpg
240 KB -
stromlauf_root.jpg
220 KB -
stromlauf_input_module.jpg
310 KB -
stromlauf_output_module.jpg
440 KB
Die Leiterbahnen würde ich wesentlich breiter machen, die Dukos auch. Die Strukturen nicht kleiner als nötig, macht nur die Fertigung teurer. Die Mosfets sehen komisch aus, da scheint mir Source & Drain vertauscht.
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Q6 - Q9 verkehrt herum? V_GS_max beachtet? Wozu die Optokoppler? Wozu R17 - R20?
Robert M. schrieb: > Relais mit Optokoppler ansteuern ist doppelt gemoppelt. Jup, der RP2040 kann die OPTOs direkt treiben.
Ich würde den Optos an den Eingängen noch eine Verpolschutzdiode spendieren.
Andreas M. schrieb: > Die Leiterbahnen würde ich wesentlich breiter machen, die Dukos auch. > Die Strukturen nicht kleiner als nötig, macht nur die Fertigung teurer. Um mich auf mich selbst zu beziehen, am einfachsten wäre es im ersten Schritt mal im Kicad in den Platineneigenschafften sinnvolle Werte für die Beschränkungen einzustellen.
Danke für die Antworten! - tatsächlich sind Q6 - Q9 verkehrt, keine Ahnung wann/wie das passiert ist, aber zeigt mir wie blind man(=ich) im Laufe der Zeit wird - Optokoppler sind nicht notwendig, das stimmt - aber ich wollte eine strikte Trennung von den 24VDC haben...wenn auch nur fürs eigene Gewissen. - R17 - R20: Die Gate-Widerstände sind für das Entladen von Kapazitäten im MOSFET gedacht. Aber da bin ich mir jetzt selber unsicher ob ich da nicht falsch liege mit der Notwendigkeit. Ich habe nur in verschiedenen Beiträgen gelesen, dass es empfehlenswert ist einen zu verwenden. - V_GS_max: Das sollte eigentlich bei allen gewählten MOSFETs passen, werd ich aber auch nochmal nachprüfen um nichts zu übersehen. - Einschränkungen bei Platineneigenschaften: Diese sind direkt für JLCPCB eingestellt. Ich hab im Moment nur für +5V und +24V Netz eine höhere Breite (0.4mm, ansonsten 0.2mm) verwendet. Welche Werte sind denn empfehlenswert?
Ich habe immer mehr das Gefühl, dass 99% der produzierten Optokoppler in Bastlerprojekten drin stecken. Und davon mehr als 90% um Relais anzusteuern. Das bedeutet, dass ca. 90% aller Optokoppler völlig unnütz verwenden werden. Ich verstehe allerdings nicht warum das so ist.
Arno M. schrieb: > Ich habe immer mehr das Gefühl, dass 99% der produzierten Optokoppler in > Bastlerprojekten drin stecken. Und davon mehr als 90% um Relais > anzusteuern. Das bedeutet, dass ca. 90% aller Optokoppler völlig unnütz > verwenden werden. Demnach müßte es vielmehr Bastler geben auf der Welt als Schaltnetzteile aller Art inklusiver sämtlicher Wandwarzen insgesamt. Mit Verlaub, dies scheint mir ein klein wenig übertrieben. Fände ich aber garnicht mal schlecht wenn es denn so wäre.
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Arno M. schrieb: > ca. 90% aller Optokoppler völlig unnütz > verwenden werden. > Ich verstehe allerdings nicht warum das so ist. Zu viele Theoretiker die als Dozenten arbeiten.
Andreas M. schrieb: > Robert M. schrieb: >> Relais mit Optokoppler ansteuern ist doppelt gemoppelt. > > Jup, der RP2040 kann die OPTOs direkt treiben. Also einen Optokoppler statt dem Transistor verwenden um den Optokoppler zu treiben? </s>
Robert M. schrieb: > Also einen Optokoppler statt dem Transistor verwenden um den Optokoppler > zu treiben? </s> Nein, den Transistor weglassen und den Optokoppler direkt mit dem RP2040 Pin treiben.
Roland hat 17 mA pro Optokoppler vorgesehen. Das wird knapp mit dem RP wenn alle 12 gleichzeitig an sind... aber da er die Mosfets auch ausserhalb der V_GS_max Spezifikation betreibt... kann man schauen was als erstes kaputt geht.
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Udo K. schrieb: > Roland hat 17 mA pro Optokoppler vorgesehen. Das wird knapp mit dem RP > wenn alle 12 gleichzeitig an sind... aber da er die Mosfets auch > ausserhalb der V_GS_max Spezifikation betreibt... kann man schauen was > als erstes kaputt geht. Ähm, du meinst den TSM2309? VGS_max= +-20V und in der Schaltung liegt der auf 24V. Oder hab ich noch weiter Fehler drinnen, bzw einen generellen Denkfehler? Weil wir schon bei Denkfehler sind: (5V-1.2V) / 200Ohm = 0.019A -> Du schreibst 17mA, hab ich da auch was übersehen?
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Ich sehe zu wenig Entstörkondensatoren. Das ist mir komisch. 1uF, 100nF und 10pF sind meiner Meinung nach üblich.
Roland schrieb: > Oder hab ich noch weiter Fehler drinnen - Q1 ist so wirkungslos. Vermutlich sollte das ein Verpolschutz werden? Wenn ja, Drain kommt an die Eingangsklemme, Source wird die interne 5V Versorgung, und das Gate an Masse. - Der 3.3V-Ausgang vom Pico ist nicht mit dem 3.3V Netz verbunden. Alle Pullup-Widerstände (R65 etc.) hängen in der Luft.
Udo K. schrieb: > Roland hat 17 mA pro Optokoppler vorgesehen. Das wird knapp mit dem RP > wenn alle 12 gleichzeitig an sind... Die 17mA sind doch aber völlig übertrieben. Auf der anderen Seite ist ein 10k Widerstand, d.h. es sind 2.4mA Dauerstrom notwendig. (Um genau zu sein sogar nur ca. 1.2mA, dann ist der Mosfest voll duchgesteuert.) Angenommen einer CTR von 50% (Minimum des LTV) sollen ca. 5mA auf der Treiberseite locker reichen.
Ja klar sind die 17 mA zu viel, aber soll ich ihm jetzt das Datenblatt vorkauen? Der Roland braucht ein Youtube Video, oder eben das Forum hier.
Die 17 mA sollen sicherstellen, dass die Optokoppler schnell genug verschleißen. Außerdem war noch Strom übrig. 😁
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Michael schrieb: > Roland schrieb: >> Oder hab ich noch weiter Fehler drinnen > > - Q1 ist so wirkungslos. > Vermutlich sollte das ein Verpolschutz werden? > Wenn ja, Drain kommt an die Eingangsklemme, Source wird die interne > 5V Versorgung, und das Gate an Masse. > > - Der 3.3V-Ausgang vom Pico ist nicht mit dem 3.3V Netz verbunden. > Alle Pullup-Widerstände (R65 etc.) hängen in der Luft. Danke dir, Q1 hat den Sinn dass wenn der PICO gleichzeitig via USB versorgt wird und über die Pins, dass es keine Probleme bei Spannungsunterschieden gibt (i.e. MOSFET sperrt). War eigentlich direkt von der PICO-Doku übernommen, aber dann den MOSFET falsch platziert gehabt.
Udo K. schrieb: > Ja klar sind die 17 mA zu viel, aber soll ich ihm jetzt das Datenblatt > vorkauen? Der Roland braucht ein Youtube Video, oder eben das Forum > hier. Also ich bin eigentlich nach Datenblatt und dem Artikel hier vorgegangen: https://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler Sicherheitsfaktor habe ich mit 4 gewählt, sollte laut dem Artikel eigentlich für Langlebigkeit sorgen. Aber schon klar, ich hab keine Geschwindigkeitsanforderungen, wenn also wirds sicher mit weniger auf funktionieren.
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