Relais 5v DC schalten - Deutsches Raspberry Pi Forum (2024)

Hallo ich brauche unbedingt Hilfe mit einem Relais low level trigger und einem Raspberry Pi

Konzept:

Ich möchte 8Steckdosen siehe link mit dem Relais an und ausschalten per Pi

Der Pi ist mit 5V an dem Relaisboard https://www.az-delivery.de/a/downloads/-/…2c497f617edc6c5

angeschlossen und ich kann alle Kanäle an und ausschalten (LED leuchten je nach Einstellung)

Spannung 5v DC! hole ich von einem separaten Stromkreis . Den + habe ich an dem CH1 Schalter angelegt und hinter der Brücke zum + der Steckdose Olimex. Bei den weiteren Schaltern gleiche Prinzip immer das 5V an jeweils den ersten Eingang und am 2ten gehen die 5V zum Steckdosenschalter + der Olimex. GND kommt auch vom seperaten Stromkreis und ist einfach direkt an dem Steckdosenschalter Olimex verbunden. Dachte wenn das Relais schaltet fliesst Strom . Low level Prinzip habe ich verstanden ist genau umgekehrt .
Verstehe es trotzdem nicht ich kann die Steckdosen anschalten aber nicht mehr ausschalten ? Was läuft falsch ? Kann ich damit überhaut DC schalten oder nur AC?

Vielen Dank vorab

So wie ich Deine Prosa verstehe, brauchst Du gar kein Relais-Board, weil Du den Optokoppler Eingang der Schaltsteckdose direkt am Pi anschliessen kannst.

Wenn ein Relais auf der 8er Karte nicht loslässt (zurückschaltet) kann das durch falsch konfigurierte pullup/pulldpwn Widerstände liegen.

Servus !

Zitat von RTFM

So wie ich Deine Prosa verstehe, brauchst Du gar kein Relais-Board, weil Du den Optokoppler Eingang der Schaltsteckdose direkt am Pi anschliessen kannst.

Wenn ein Relais auf der 8er Karte nicht loslässt (zurückschaltet) kann das durch falsch konfigurierte pullup/pulldpwn Widerstände liegen.

Servus !

Verstehe ich das richtig ? Dadurch das die GPIOs mit 3,3 Volt laufen kann ich quasi direkt an den Plus einer Steckdose gehen und wenn der GPiO dann per Raspberry Programmcode geschaltet ist geht die Steckdose an? D.h brauche kein Relais und kein seperaten Stromkreis sonder nur an/aus vom jeweiligen GPIO und den GND vom Raspberry?

Wenn du mal in die Bedienungsanleitung dieser Steckdosen schaust, da ist es beschrieben - für einen Arduino. Da steht auch, dass es mit 3-24 Volt funktioniert. Allerdings kann ein Arduino mehr Strom liefern als ein Pi-GPIO. Du solltest vorher mal testen, wie viel Strom diese Eingäge der Steckdosen bei 3,3 V ziehen. Falls das zu viel ist (mehr als die ubiquitär genuschelten 3 mA), müsste man sich noch was überlegen - entweder einen Vorwiderstand oder doch noch ne Treiberschaltung. Wenn der Eingang ein Optokoppler ist, ist es gut möglich, dass 1000 Ohm Vorwiderstand eingebaut ist. das wären dann bei 24 V ungefähr 23 mA, bei 3 V ungefähr 2 mA - könnte also passen. Trotzdem würd ich das mal ausmessen.

Das Relaisboard ist für die Sache jedenfalls etwas überdimensioniert. Ein Tranistorarray (ULN2803 oder sowas) würde wohl ggf. auch genügen.

Zitat von Gnom

Wenn du mal in die Bedienungsanleitung dieser Steckdosen schaust, da ist es beschrieben - für einen Arduino. Da steht auch, dass es mit 3-24 Volt funktioniert. Allerdings kann ein Arduino mehr Strom liefern als ein Pi-GPIO. Du solltest vorher mal testen, wie viel Strom diese Eingäge der Steckdosen bei 3,3 V ziehen. Falls das zu viel ist (mehr als die ubiquitär genuschelten 3 mA), müsste man sich noch was überlegen - entweder einen Vorwiderstand oder doch noch ne Treiberschaltung. Wenn der Eingang ein Optokoppler ist, ist es gut möglich, dass 1000 Ohm Vorwiderstand eingebaut ist. das wären dann bei 24 V ungefähr 23 mA, bei 3 V ungefähr 2 mA - könnte also passen. Trotzdem würd ich das mal ausmessen.

Das Relaisboard ist für die Sache jedenfalls etwas überdimensioniert. Ein Tranistorarray (ULN2803 oder sowas) würde wohl ggf. auch genügen.

Bin da eher Laie im Elektrobereich, daher wollte ich auch nicht mit 220v rumspielen. Ich dachte, es wird sehr einfach und einfach nur einen Schaltkreis öffnen oder schliessen 😂

Ein Messgerät habe ich soll ich das jetzt testen? Ärgert mich schon, dass das Relais nicht funktioniert bzw. funktioniert, aber nicht ausschaltet bei 5V Spannung von einem Netzteil.

Bild: momentan gehen 5V rechts rein und dachte wenn geschaltet kommen diese dann links raus und der Kreis ist geschlossen bzw von mir aus auch invers (low level trigger wenn kein Spannung an wenn Spannung da aus) aber wahrscheinlich habe ich da einen Denkfehler

Das wollte ich auch gerade posten und auf https://www.raspberrypi.com/documentation/…io-pads-control verweisen.

Der Gesamtstrom aller Output-Pins darf 16 mA nicht überschreiten, da ist schon ein Relaismodul, das über Optokoppler geschaltet wird, mit mehr als 3 - 4 Relais zuviel. Der ULN2803 wäre für eine 8 Relaiskarte die richtige Wahl.

Der Link von Deinem 8fach Relaismodul führt aber zu einem Solid State Relais, das 110 - 230 V Wechselstrom schaltet. Da ist es kein Wunder, dass eine 5 V Schaltspennung zur Steckdose nicht abfällt, unabhänhig vom Pullup/Pulldownwiderstand am Pi.

Servus !

Zitat von Gnom

Du solltest vorher mal testen, wie viel Strom diese Eingäge der Steckdosen bei 3,3 V ziehen.

Habe leider nur ein ext. 5V Netzteil und ansonsten nur 3.3V vom Pi. 3,3 ext. Netzteil habe ich nicht . Soll ich das mal bei 5V messen mit der Stromstärke?

Sorry für die blöden Fragen null Ahnung 😂😉

Zitat von RTFM

Das wollte ich auch gerade posten und auf https://www.raspberrypi.com/documentation/…io-pads-control verweisen.

Der Gesamtstrom aller Output-Pins darf 16 mA nicht überschreiten, da ist schon ein Relaismodul, das über Optokoppler geschaltet wird, mit mehr als 3 - 4 Relais zuviel. Der ULN2803 wäre für eine 8 Relaiskarte die richtige Wahl.

Der Link von Deinem 8fach Relaismodul führt aber zu einem Solid State Relais, das 110 - 230 V Wechselstrom schaltet. Da ist es kein Wunder, dass eine 5 V Schaltspennung zur Steckdose nicht abfällt, unabhänhig vom Pullup/Pulldownwiderstand am Pi.

Servus !

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Ok vestanden . Wir könnte ich das jetzt machen ? Meinst du ich soll mal direkt vom Pi(GPIO) an die Control line der Steckdose?

Nur mit max 2-3 Steckdosen. Für alle 8 würde ich das genannte Darlington-Transistor-Array dazwischenschalten.

Servus !

Zitat von RTFM

Der Gesamtstrom aller Output-Pins darf 16 mA nicht überschreiten [...]

Das ist falsch. 16 mA kann der Treiber eines einzigen GPIO liefern, wenn er entsprechend programmiert ist. (Dem obigen link zufolge ist die Programmierung standardmäßig auf 8 mA gestellt. Das bedeutet aber nicht dass der GPIO bei mehr als 8 mA zerstört wird, sondern dass bei mehr als 8 mA die Spannung einbrechen kann. Wie man es auf 16 mA umstellt, ist mäßig dokumentiert und ich habe bei allen Diskussionen zu dem Thema noch niemanden gesehen, der das verlässlich geschafft hat.) Nach vermeintlichen technischen Gegebenheiten der ersten Pi-Generation hat man die damals limitierenden 50 mA des 3,3-V-Spannungsreglers durch 17 GPIOs geteilt und gesagt, dass jedem GPIO maximal 3 mA entnommen werden dürfen. Auch das ist also streng genommen falsch, aber als Richtlinie vertretbar, wenn man auf Nummer sicher gehen will. Neuere Pis haben stärkere Spannungsregler, so dass das 3 mA-Limit eigentlich nicht mehr besteht. Da aber Broadcom mit den Spezifikationen des SOC hintern Berg hält, kann man halt nichts wirklich Verlässliches sagen. Es gibt Leute, die haben Tests gemacht und die GPIOs deutlich höher belastet. Allerdings macht das dann noch keine Aussage über das Verhalten bei dauerhafter Belastung. Deshalb ist die Empfehlung, jeden GPIO auf 3 mA zu begrenzen, nach wie vor nicht verkehrt.

Beachtung verdient wohl noch der Hinweis im obigen Link:

Heißt wohl, dass die Modelle standardmäßig nur 4 mA bei garantierter Einhaltung der Spannungslevel liefern.

Zitat von Asta Lavista

Habe leider nur ein ext. 5V Netzteil und ansonsten nur 3.3V vom Pi. 3,3 ext. Netzteil habe ich nicht . Soll ich das mal bei 5V messen mit der Stromstärke?

Du kannst den Strom bei 5 V messen und daraus auf den Widerstand schließen (3,8 durch die Stromstärke teilen). Du kannst auch die 3,3 V vom 3,3-V-Pin des Pi nehmen (der liefert auf jeden Fall mehr als ein Optokoppler braucht) und den Strom messen. Den Widerstand kannst du dann berechnen mit 2,1 / Stromstärke. (3,8 und 2,1 ergeben sich aus 5 und 3,3 abzüglich der LED-Spannung des Optokopplers von 1,2 Volt. Ansonsten ist das einfach R = U/I.) Beide Messungen sollten dann zum gleichen Ergebnis führen. Ich vermute einen 1000 Ohm Widerstand - dann müssten die Messungen ca. 3,8 bzw. 2,1 mA ergeben.

Zitat von RTFM

Der Link von Deinem 8fach Relaismodul führt aber zu einem Solid State Relais, das 110 - 230 V Wechselstrom schaltet. Da ist es kein Wunder, dass eine 5 V Schaltspennung zur Steckdose nicht abfällt, unabhänhig vom Pullup/Pulldownwiderstand am Pi.

Ich denke, dass das weniger mit dem Verhältnis der nominalen Schaltspannung (110-230 V) zu der geringen Schaltspannung (5 V) tun hat, sondern mit dem Zero-Cross-Verhalten des SSR, also mit dem Schalten von Wechselstrom bzw. Gleichstrom. Auch mit dem Pullup/-down des Pi hat das nichts zu tun, da wir hier einen Pi-Ausgang schalten und Pullups/-downs nur bei Eingängen eine Rolle spielen.

Das SSR ist ein Triac mit Zero-Cross-Schaltung. Das schaltet seinen Ausgang wohl nur aus, wenn eine Wechselspannung geschaltet wird und nach dem Ausschalten des Steuersignals diese Wechselspannung am Nulldurchgang auf negative Spannung umschaltet. Eine Gleichspannung lässt sich damit offenbar zwar ein- aber nicht mehr ausschalten. Wenn du mal versuchsweise eine (ggf. auch relativ geringe) Wechselspannung schaltest, wird es wahrscheinlich funktionieren. Allerdings kannst du deine Steckdosen nicht mit Wechselspannung betreiben, da offensichtlich (+/- Kennzeichnung) ein DC-Optokoppler verbaut ist.

Zitat von Gnom

Du kannst den Strom bei 5 V messen und daraus auf den Widerstand schließen (3,8 durch die Stromstärke teilen). Du kannst auch die 3,3 V vom 3,3-V-Pin des Pi nehmen (der liefert auf jeden Fall mehr als ein Optokoppler braucht) und den Strom messen. Den Widerstand kannst du dann berechnen mit 2,1 / Stromstärke. (3,8 und 2,1 ergeben sich aus 5 und 3,3 abzüglich der LED-Spannung des Optokopplers von 1,2 Volt. Ansonsten ist das einfach R = U/I.) Beide Messungen sollten dann zum gleichen Ergebnis führen. Ich vermute einen 1000 Ohm Widerstand - dann müssten die Messungen ca. 3,8 bzw. 2,1 mA ergeben.

Hatte es jetzt so verstanden , dass das Relais doch gar nicht für meinen Volt Bereich 5V verwendbar ist ? Also bringt mir das mit dem Optokoppler ( meinst damit doch das Relais) nichts oder? Ich würde jetzt lediglich versuchen zu schauen wieviel ein GPIO hat und ob es dann für meine 8 Steckdosen zum direkt schalten reicht ?

Nein, ich meine, lass das Relais weg und messe direkt den Strombedarf, wenn du 3,3 bzw. 5 V (und natürlich GND) des Pi an den Eingang dieser Steckdose schaltest.

Das Relais kannst du getrost für andere Aufgaben in dein Bastelarchiv nehmen. Das Ding wird dir hier nichts bringen.

Höchstwahrscheinlich kannst du den Pi direkt an die Eingänge der Steckdosen schalten. Möglicherweise muss noch ein Widerstand vorgeschaltet werden. Um das zu beurteilen, müsstest du den Strom messen.

Nur wenn das alles zu hohe Ströme fordert oder nicht funktioniert, must du über eine Treiberlösung nachdenken. Und da wäre ein ULN2803 wohl die einfachste Lösung. Es gibt fertige Platinen mit ULN2803 - Vorwiderstände braucht man da meines Wissens nicht, weil sie schon auf dem Chip sind. Es ginge auch mit einem 8-Kanal Level-Shifter Modul. Eine weitere Möglichkeit ist ein 8-Kanal Isolation Board / Optokoppler-Modul - das muss dann für den Spannungsbereich (Eingang 3,3 V vom GPIO, Ausgang 5 V vom Pi) passen.

Zitat von Gnom

Nein, ich meine, lass das Relais weg und messe direkt den Strombedarf, wenn du 3,3 bzw. 5 V (und natürlich GND) des Pi an den Eingang dieser Steckdose schaltest.

Das Relais kannst du getrost für andere Aufgaben in dein Bastelarchiv nehmen. Das Ding wird dir hier nichts bringen.

Höchstwahrscheinlich kannst du den Pi direkt an die Eingänge der Steckdosen schalten. Möglicherweise muss noch ein Widerstand vorgeschaltet werden. Um das zu beurteilen, müsstest du den Strom messen.

Nur wenn das alles zu hohe Ströme fordert oder nicht funktioniert, must du über eine Treiberlösung nachdenken. Und da wäre ein ULN2803 wohl die einfachste Lösung. Es gibt fertige Platinen mit ULN2803 - Vorwiderstände braucht man da meines Wissens nicht, weil sie schon auf dem Chip sind. Es ginge auch mit einem 8-Kanal Level-Shifter Modul. Eine weitere Möglichkeit ist ein 8-Kanal Isolation Board / Optokoppler-Modul - das muss dann für den Spannungsbereich (Eingang 3,3 V vom GPIO, Ausgang 5 V vom Pi) passen.

Vielen herzlichen Dank

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Gnom

Hatte vorher schwarz mitte rot rechts während Steckdose in 220V steckte und der Raspberry sie eingeschaltet hat (LED leuchtete) , da ging die LED immer an und aus und ich habe erstmal abgebrochen.

Wenn ich es richtig sehe, muss rot nach rechts. Stell mal auf 200 mA, falls der Strom doch höher als 20 mA ist, was ich aber nicht glaube.

Wie misst du denn? Der Stecker muss nicht in der Steckdose stecken. Es geht ja nur um den Eingangsstrom.

- rote Messspitze an 5 V
- schwarze Messspitze an plus am Steckereingang
- minus am Steckeingang an GND

Das gleiche kannst du mit 3,3 V machen. Die 5 V, 3,3 V und GND nimmst du vom Pi (Pin 2, 1, 6).

Ich erwarte, dass du dann bei 5 V so ca. 4 mA misst, bei 3,3 V ca. 2 mA.

Zitat von Gnom

Wenn ich es richtig sehe, muss rot nach rechts. Stell mal auf 200 mA, falls der Strom doch höher als 20 mA ist, was ich aber nicht glaube.

Wie misst du denn? Der Stecker muss nicht in der Steckdose stecken. Es geht ja nur um den Eingangsstrom.

- rote Messspitze an 5 V
- schwarze Messspitze an plus am Steckereingang
- minus am Steckeingang an GND

Das gleiche kannst du mit 3,3 V machen. Die 5 V, 3,3 V und GND nimmst du vom Pi (Pin 2, 1, 6).

Ich erwarte, dass du dann bei 5 V so ca. 4 mA misst, bei 3,3 V ca. 2 mA.

Hier beide Werte Spannung und Stromstärke