Eicke
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GPIO Problem....

Fri Jul 05, 2013 5:36 pm

Moin allerseitz

habe hier nun eigentlich meine nitliche ampelschaltung ja fertig, aber nun kommen hier plötzlich zwei probleme wo ich net weis wo her das kommen mag.

1. problem

der pi rev.2 fährt mit angeschlossener transistor steuerung nicht hoch bleibt hängen.
ziehe ich den steker von den gpio's ab fährt er ohne probleme hoch und nach wider aufsteken des gpio kabels funktionirt auch alles.

schaltung ist so gemacht:

gpio --> transistor BC337-16. der schaltet mir dan meine 12V für ein relai durch wens signal kommt vom gpio.
habe diewerse transistor schaltungen gefunden wo noch ein vorwiderstand von 4k7 oder 1k vor dem transistor eingebaut ist aber mit eine vorwiderstand schaltet der transistor garnet. auserdem kan der transistor Ube max 5V / 500mA ab. also wo zu den vorwiderstand ?
da fliesen 40mA das kan der pi ab da die gpio's max 50mA ausgeben laut daten aus dem netz. also solten die kein problem sein.

desweiteren schalten sich beim hochfahren gpio2, gpio3, gpio14 und gpio15 auf EIN also relais angezogen opwohl noch keine signale raus gehen dürften.

2. problem ist das wen der pi hochgefahren ist und gpio steker wider drauf stekt und man die gpios schaltet, schalten auch die transistoren, die relais dementsprechend aber wen man den status über ssh abruft wird immer eine 0 für aus angegeben op wohl der gpio auf An ist.

zihe ich nun die gpio steker ab und frage dan noch mal ab dan bekomme ich den richtigen zustand angezeigt eben eine 1 für den demendsprechenden gpio aber nicht wen der stecker drauf ist und eben transistoren und relais dran sind.

irgent welche fehlerströme oder spannungen die richtung gpio flissen könten sind nicht vorhanden habe ich schon soweit durchgemessen.

also wer hat eine ide woran das liegen könnte ? stehe irgent wie aufm schlauch.

gruß eicke

naicheben
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Re: GPIO Problem....

Fri Jul 05, 2013 9:35 pm

UBE von 5V???
Ich würde trotzdem einen Vorwiderstand an die Basis hängen. Vielleicht erkennt der Pi am GPIO dann auch meht Spannung, als die Basis-Emitter-Spannung (was ca. 0,6Volt sein dürften - also Low?).
Der BC337 hat laut meiner Tabelle ein B von >100. Bei wie viel mA zieht Dein Relais denn sicher an? Teil das mal durch 100 und berechne daraus den Vorwiderstand bei 3,3Volt.
Einen Versuch wäre es alle Male wert.

Eicke
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Re: GPIO Problem....

Fri Jul 05, 2013 10:51 pm

also habe nicht tatenlos herumgesessen :-) weil mich sowas wurmt wen eigentlich alles ok sein sollte.

was mich noch gestört hat das der an der B 40mA gezogen hat bei 3,3V und das war dem pi wohl auf dauer schon zu fiel bzw beim hoch fahren schon zufiel.

nach dem ich nun meine ich weis nicht wie alten widerstände, weis noch nimma was das für teile wahren sind :-), getauscht habe und nun 1,1k-ohm als vorwiderstand habe rent der pi ohne probleme mit der transistor karte hoch und während des betriebes zeigter auch die richtigen zustände an.

nun schlukt der transistor nur noch 2mA und keine 40mA mehr. da kan man nun alle 17 ausgänge schalten ohne kopfschmerzen zu bekommen, was aber wohl eher selten bei mir sein wird. sind erst 4 gpios verplant :-) rest findet sich sicherlich auch noch was :D

denke dem pi waren die 40mA zu fiel und hatte damit nen problem.
nun wird die platine umgebaut / umgelötet mit eben 1,1k-ohm vorwiderstand an der B und dan rennter wie es soll.

das relay braucht 12V seitig 30mA aber davon bekommt der pi ja nix von mit weil fremd versorgung.

werde bei gelegenheit mal die schaltung hier posten, wen sie aktualisirt ist und alles dan so ren twie es rennen soll :)

nachtrag nach einer durchgezächten nacht, der lötkolben geht nu schlaffen :)

vorwiderstand ist nun 2,35K-Ohm geworden. stromaufname 1mA, Ube 0,697V
mit 1,1K Ohm 2mA Ube 0,72V
mit 940 Ohm 2,7 mA Ube 0,73V

mit den jezigen werten mit dem 2,35K Ohm kan ich leben und mein pi auch. da flissen da gereade mal teoretisch 17mA in der praxis fileicht 20mA wen alle gpio's geschaltet sind und das 10mA unter der max belastbarkeit der gpio's die ja bei max 30mA liegen soll für alle 17 gpio's.

danke für die tips und radschläge.

mal schauen was als nächstes dran kommt :)

gruß eicke

Eicke
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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 5:27 am

na ja mit schlafen war noch nix.

aber hier die zeichnung wie ich das problem nun gelöst habe.

https://picasaweb.google.com/lh/photo/R ... directlink

wie oben schon mal beschrieben:

Vorwiderstand norm wert 2,2K Ohm, bei mir sinds zur zeit 2 4,7K paralel deswegen 2,35K Ohm
I ist dan bei am B 1mA, mit 2,2k ohm geringfügig höher
Ube ist 0.697V wird auch leicht höher werden beim 2,2K Ohm

aber transistoren schalten und walten und der strom der gpio's wird sicherlich nicht überlastet.

fiel spass beim nachbauen.

gruß eicke

naicheben
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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 6:35 am

Hast Du an eine Freilaufdiode parallel zur Relaispule gedacht? Also mit der Anode an den draht der vom Collector zum Relais geht und der Kathode an die + Versorgungsspannung vom Relais (+12V). Wenn der Pi den Transistor sperrt induziert das Relais eine der angelegten Spannung entgegengerichteten Strom, der Dir schlimmstenfalls den Transistor schießt. Ob das sogar zum Pi durchschlägt wage ich zu bezweifeln, aber eine Diode 1N4148 oder fetter sollte ausreichen um das zu verhindern.

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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 6:36 am

Hallo,

die gpio-Ausgänge sollten je Pin mit max 16mA belastet werden. Bei diesem Strom können die noch die Logik-Pegel beibehalten.
Wie Du herausgefunden hast, sollten die GPIO in Summe mit max 50mA belastet werden, da einerseits der Strom durch den CPU-Chip fliesst und andererseits die Spannungsregler für die CPU belastet werden. Das war wohl auch der Grund für die Ausfälle bei direktem Anschluss der Basis (ohne Widerstand), da regeln die Spannungsregler ab.

Die Widerstände am Basis-Eingang für die Schaltung sind auch deswegen notwendig, da sonst der Strom durch die Basis 'unbegrenzt' ansteigen würde, wenn die Stromquelle das liefert. Schützt also auch den Transistor vor Beschädigung, da der das auch nicht unbegrenzt aushält, der BC337 kann max 100mA I-Basis ab und zur Wärmebelastung trägt das ja auch bei.

Ein Punkt fehlt noch in Deiner Schaltung: Wenn Relais angesteuert werden, dann sollte man Dioden parallel zu den Relais verwenden. 1N4009 oder ähnlich, kosten ein paar Cent. Die werden so eingebaut, dass Kathode an Plus liegt, und Anode an dem Punkt des Relais, der mit dem Kollektor des Transistor verbunden ist. Im Normalfall leiten die nicht, wenn aber die Relais abgeschaltet werden entstehen sehr hohe Spannungen (mehrere Hundert Volt !), und die Dioden unterdrücken das.

Grüsse
Gerhard

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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 8:50 am

naicheben wrote:Ob das sogar zum Pi durchschlägt wage ich zu bezweifeln, aber eine Diode 1N4148 oder fetter sollte ausreichen um das zu verhindern.
Kann durchaus passieren. Die Spannung vom Relais addiert sich zur normalen Spannung dazu. Es wären also nicht 12 sondern mindestens 24V. Wenn der Transistor nur für 16V ausgelegt ist kann diese Spannung den Halbleiter bereits zerstören und dieser wird dann im schlimmsten Fall leitend...
<~~>

naicheben
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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 9:57 am

Ja hast recht, ich kenne das vom HOT im Fernseher; stirbt beim Ausschalten, der hat dann auf allen drei Beinen 0Ohm.
Ich hätte an seiner Stelle auch eher zu einem integrierten Beuteil gegriffen. ULN2803 oder so. Aber den hat man ja auch nicht unbedingt in der Bastelkiste.

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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 11:43 am

Hi Eike,
warum benutzt du nicht Buffer o.ä. zB 74 xxx 245. Dann belastest du den PI nur mit µA?
z.B.
http://www.conrad.de/ce/de/product/1509 ... sults&rb=1
grüße aus LA
ralphi

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Re: GPIO Problem....

Sat Jul 06, 2013 1:43 pm

also der bc337-16 hat volgende daten laut reichelt:
Elektrische Werte
Uces 45 V
Ic 500 mA
Ptot 625 mW
Ube 5V

mir ist bis jetzt jedenfals noch kein transistor zerschossen wegen den rückströmen beim ausmachen von relais.
aber ich werde es mal mit einplanen bei den relais die diode.
noch is die platine nicht 100%ig vertig.

gruß eicke

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Re: GPIO Problem....

Sun Jul 07, 2013 11:08 am

Du meinst maximum rating VEB0 > 5V
Wenn ich da jetzt ganz spitzfindig denke komme ich zu dem Schluss, dass eine Sperrspannung von größer 5Volt (Plus an den Emitter undMinus an die Basis) gemeint ist. Denn der Wert ist positiv und der Emitter wird vor der Basis genannt. Nach meiner Transistortabelle ist das sehr wohl eine Unterschied ob Ube oder Ueb geschrieben wird.

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Re: GPIO Problem....

Sun Jul 07, 2013 12:37 pm

UBE ist die Spannung die zwischen Basis und Emitter abfällt. Im Normalfall etwa 0,6-0,7V
5V ist eigentlich zufiel für die Pi. Die hat ja nur 3,3V. Der Transistor wäre also nicht ganz durchgeschalten
<~~>

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Re: GPIO Problem....

Sun Jul 07, 2013 1:05 pm

Ich weiß nicht wo er Ube=5V her hat. Im Datenblatt steht VEB0:

Code: Select all

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(Ta=25oC unless specified otherwise)
DESCRIPTION    SYMBOL                    BC327 BC327A BC328      UNITS
                                         BC337 BC337A BC338 
Collector Emitter Voltage VCEO              45     60    25          V
Collector Emitter Voltage VCES              50     60    30          V
Emitter Base Voltage      VEBO                    5.0                V 
Wenn überhaupt müsste man hier von Ubemax = -5V. Es geht hier um die negative Spannung die maximal anliegen darf, bervor ein Strom falschrum in den Transistor fließt. Es tut bei dieser Schaltung rein gar nichts zur Sache. Interessant ist es erst bei Wechselspannungen an der Basis, wenn die Spannung im Bezug zum Emitter auch mal negativ werden kann.

Eicke
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Re: GPIO Problem....

Sun Jul 07, 2013 1:54 pm

also die aussage das man an die basis mit max 5V ran kan zum schalten habe ich von reichelt.de

mit dem 2,2k habe ich ne Ube von 0,69V und nen strom von 1mA und das ok

nu rent der pi mit der ampel schaltung seit gestern morgen um 7 uhr durchgehend und alles ist ok.
die nächsten sachen da da drüber geschalten und überwacht werden sollen sind in der planung.

gruß eicke

naicheben
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Re: GPIO Problem....

Sun Jul 07, 2013 11:03 pm

Dann hast Du ein anderes Reichelt als ich. Weder auf der Seite zu dem Transistor noch in dem Datenblatt kann ich Deine Angaben nachvollziehen, Es gibt dort keine Angabe zu Ube! Es ist schlicht weg falsch es zu behaupten und es macht auch keinen Sinn für jemanden der in der Ausbildung mal den Transistor behandelt hat. UBE kann NIE +5V sein, solange es sich um einen handelsüblichen NPN Transistor handelt! ( es sei denn der Transistor ist kaputt! )
Hier mal ein Link zu dem Transistor, dann kannst Du gerne noch mal nachschauen, wo ich das finden soll .... :roll: http://www.reichelt.de/BC-Transistoren ... FFSET=500&

Nix für Ungut, aber ich glaube Du bastelst noch nicht so lange mit Transistoren. Sammle doch bitte erst mal ein paar Erfahrungen bevor Du Schaltpläne postest und andere mit ins "Unglück" stürzt.

Fakt ist bei der Schaltung: Es geht auf Dauer nicht ohne Basisvorwiderstand UND Freilaufdiode. Wenn die Schaltung sicher arbeiten soll, kommt man um etwas Theorie und Mathematik nicht herum. Rechtschreibung zählt dabei nicht, solange man UBE nicht mit VEB0 verwechselt. :mrgreen: Sorry, ich habe grade meine Klugscheißerminuten

Trotzdem viel Spaß mit der Ampel. Übrigens: ein toller Spaß mit der Pi-Cam wäre noch ein Rotlichtblitzer!

Eicke
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Re: GPIO Problem....

Mon Jul 08, 2013 8:43 am

die aussage habe ich telefonisch bekommen auf genaue nachfrage nach Ube bei reichelt.

bei meiner zeichnung siet man ja auch das das nur die transistor schaltung ist mit vorwiderstand und nicht ohne.
op da jezt beim relai noch ne diode hin kommt oder nicht ist jedem selbt überlassen den das ist nicht mit reingezeichnit in dem bild, deswegen stet da ja auch beim Uc vom relai A2 = minus anschlus des relais.

machen tuhe ich das schon länger, 20 jahre ?, blos in einem bereich wo man nicht mit mini spannungen arbeitegt und vorwiderständen usw. ich weis schon wie die arbeiten aber eben das mit dem kram der bei dem mini spannungen noch bei mus ist etwas neuland. steuerungen unter 230V waren hobby mäsig noch nicht so presänt bei mir.

na ja die rechtschreibung ist schon seit 40 jahren im hintern bei mir und da wird sich auch nix groß dran ändern, da gieb es leider keine mittelchen gegen oder schaltungen :D
habe eben meine eigne rechtschreibreform :mrgreen:


gruß eicke

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