Da im Forum immer wieder die selben Fragen mit lediglich anderer Forumulierung bezüglich der Ansteuerung von Relais oder anderen größeren Verbrauchern gestellt werden, kam mir die Idee, eine Platine zu entwerfen, die alle Anschlussprobleme löst, indem bereits alle relevanten Bauteile verbaut sind.
Ich würde aus Platzgründen allerdings keine Relais nehmen, sondern Mosfets. Die, die mir vorschweben können bis gut 4A schalten, was für die allermeisten Anwendungen ausreichen müsste. Um etwas konkreter planen zu können, müsste ich aber wissen, was ihr an Funktionen benötigt.
Ich habe mir überlegt, dass die Platine huckepack auf den RasPi montiert würde, ohne die Funktionalität der großen GPIO-Leiste zu beeinträchtigen. Hierzu würde ich eine "stapelbare Buchsenleiste" wählen. Dadurch wären alle GPIO weiterhin voll nutzbar. Lediglich der Einbau in ein "Standard-Gehäuse" wäre dann nicht mehr möglich.
Ob ein GPIO zur Ansteuerung des Relais/Mosfets genutzt wird oder nicht, könnte durch ein "Mäuseklavier" ausgewählt werden. Als schaltbare Spannung könnte ich mir 5V (wahlweise eingespeist per USB Buchse per Handy-Ladekabel) und 12V über einen Jumper vorstellen. Ob 3,3V für euch relevant sind, müsst ihr entscheiden. Die zu schaltende Spannung würde über eine Anschlussklemme angeschlossen werden. Der Anschluss an die einzelnen Mosfets würde ebenfalls über Anschlussklemmen erfolgen.
Ich müsste von euch wissen:
1) Welche Spannungen werden benötigt?
2) Wie viele Mosfets/Relais wären sinnvoll?
3) Auf welche GPIO können diese gelegt werden, ohne mit anderen Anwendungen zu kollidieren (GPIO 4, etc.) ?
4) Habt ihr weitere Ideen?
Ich würde mich über eine möglichst rege Teilnahme an der Diskussion freuen. Auch "Anfänger" sollten sich zu Wort melden.
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Hier wird künftig der aktuelle Status des Projektes zu lesen sein. So muss man nicht den kompletten Thread lesen, um zu wissen, wie weit das Projekt inzwischen ist.
26.06.2016
Folgende Funktionen wurden (teilweise von der ursprünglichen Planung abweichend) inzwischen im Schaltplan umgesetzt
- die Platine hat 8 Kanäle
- jeder Kanal wird durch einen P-Kanal Mosfet geschaltet, wodurch pro Kanal etwa 5V - 18V mit bis zu 5A schaltbar sind
- bei Bedarf können über Relais auch 230V geschaltet werden
- eine galvanische Trennung zwischen den Kanälen ist nur durch die Nutzung der Relais möglich
- die Anzahl und Typ der Relais steht noch nicht fest, da noch nicht absehbar ist, wie viele Relais auf die Platine passen werden
- sie wird per I²C gesteuert
- der I²C Bus ist galvanisch vom RasPi getrennt
- sie wird (wahrscheinlich) einfach von oben auf den RasPi gesteckt werden können
- alle GPIO werden weiterhin nutzbar sein
- die Spannungsversorgung erfolgt je nach RasPi Modell entweder über den RasPi per GPIO-Leiste oder über die Micro-USB Buchse der Platine, über die dann auch der RasPi per GPIO versorgt wird
- die Betriebsspannung der Schaltung ist galvanisch vom RasPi getrennt
- es ist eine selbst rückstellende Sicherung verbaut
Ob weitere Features umgesetzt werden, hängt davon ab, wie viel Platz noch auf der Platine bleibt. ds hatte die Idee, eine Rückmeldung über den Schaltzustand der Kanäle zu senden, so wie eine RTC hinzu zu fügen. Auch ein Eeprom für diverse Informationen wäre denkbar.
02.07.2016
Folgende Funktionen wurden hinzu gefügt:
- RTC mit Alarm-Ausgang, über den der RasPi aus dem Standby gebootet werden kann
- Eeprom (verschiedene Speichergrößen sind möglich) Alternativ kann bei Bedarf FRAM verwendet werden, da die Bauteile pinkompatibel sind
- alle Bauteile passen auf die Platine, so dass diese von oben auf den RasPi gesteckt werden kann
- es passten noch zwei Relais auf die Platine, die alternativ zu den Mosfets genutzt werden können. Sie sind parallel zu den Mosfets geschaltet
- es wurde eine Stiftleiste hinzu gefügt, über die eine weitere Platine "huckepack" montiert werden kann. Auf dieser werden weitere, leistungsfähigere Relais installiert sein. Diese Platine ist allerdings noch nicht fertig.
13.07.2016
Die Platine ist nun auch beschriftet und somit fertig zur Bestellung. Sobald der Nutzen voll ist, wird sie geordert. Wegen der Ferienzeit wird das aber noch ein paar Wochen dauern.