Construcción de un circuito de relé para Raspberry Pi

Para comenzar

Solo tengo un conocimiento superficial de la electrónica ... "Sé" lo que hacen todos los componentes básicos, pero no he descubierto cómo usar ese conocimiento para diseñar nada (mucho menos evaluar los diseños de otra persona). Dependeré únicamente de SUS votos a favor para darme la respuesta correcta.

Fondo

La Raspberry Pi es una computadora de uso general (ARM) diminuta/de bajo consumo que tiene un conjunto de pines "GPIO" que le permiten interactuar con otros componentes. Tiene un pin de alimentación de 5v, un pin de tierra y varios pines que se pueden configurar en "alto" o "bajo" (donde "alto" = 3.3v) que se pueden usar para activar otros eventos.

Sé que lo vi, pero ahora no puedo recordar dónde (y parece que no puedo encontrarlo), pero el consumo máximo de corriente para los 3.3v es bastante bajo... en los cien mA.

El "chip" principal (procesador, GPU, etc.) es algo de Broadcom... y se niegan a dar especificaciones si no ha firmado un NDA... entonces, QUÉ puede dañar la computadora es una gran pregunta , pero la gente ha informado que "un poco" de corriente "respaldando" los pines de salida GPIO ha sido suficiente para freír la placa. Supongo (pero vea el "para comenzar" mencionado anteriormente), pero REALMENTE no sé, ¿esto significa que el circuito resultante puede necesitar ser optoaislado?

Antecedentes (parte 2)

Todo el mundo parece querer usar estas cosas para controlar objetos del mundo real, ya que son máquinas Linux de uso general (y, por lo tanto, pueden programarse en su idioma favorito). El problema es que todas las placas de relés en este espacio están, actualmente, diseñadas para la salida de 5v de Arduino.

Pregunta He visto un diseño o dos sobre cómo construir un circuito que pueda usar los 3.3v para usar los 5v para activar un relé, pero no parece haber ningún consenso en la comunidad sobre cómo hacerlo de forma SEGURA. Dado que no estoy calificado para evaluar los circuitos suministrados, ¿alguien puede explicarme cómo usar un disparador de 3.3v para usar una línea de 5v para operar un relé de forma SEGURA?

Puntos de bonificación: ha habido personas que afirman tener éxito en el uso de las diversas placas de relé SainSmart 5v (diseñadas para Arduino) en las líneas de 3.3v... ¿es esto seguro? ¿Funcionará REALMENTE?

¿Has echado un vistazo al Gertboard? Está disponible preconstruido y los esquemas están disponibles si prefiere rodar el suyo. No incluye relés, pero tiene un ULN2803A para controlar los externos, y sospecho que será fácil encontrar información sobre cómo conectar el Gertboard a un relé y hacer las cosas por el lado del software.
Conocemos su entrada hacia el relé: señal de 3,3 V CC de RPi. Pero necesitamos saber su salida. ¿Qué dispositivo conducirá el relé? ¿Cuál es el requisito de voltaje y corriente de ese dispositivo?
El consumo total de corriente de todo el sistema es de unos pocos cientos de mA, lo que puede extraer de UN PIN de la CPU probablemente sea menos de 10 mA. La pregunta general "¿cómo manejo un relé desde un chip de 3.3v?" ha sido respondida numerosas veces aquí. Leer en el Gertboard también te dará la respuesta.

Respuestas (2)

Primero, consulte esta respuesta en RasPi SE. https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/1633/how-can-one-control-ac-power-220v-with-a-raspberry-pi . Evite el uso de relés de estado sólido para controlar aparatos con motores (ventiladores de refrigeración, cabrestantes, telesillas, escaleras mecánicas, lavadoras Spin-Cycle, etc.), a menos que el fabricante lo autorice. Busque en línea para obtener más información sobre cómo mitigar las cargas inductivas con relés de estado sólido.

No usaría los pines PasPi para controlar directamente cualquier cosa por encima de 4 mA, en particular los relés. Utilice un transistor con protección contra retroceso (ver más abajo).

También hay una placa secundaria SCR compatible con RasPi que le permite activar 110 voltios. En nuestro hacklab local, usamos uno de esos para activar una Pop Machine para dispensar bebidas a través de RasPi. Funciona bien y hasta ahora todo el mundo está a salvo.

Si está decidido a activar un relé mecánico, puede usar un MOSFET de potencia como este FDC6303N para activar su relé. Este FET tiene un diodo de protección incorporado para el retroceso del inductor . solo observe que el voltaje y el amperaje de su relé estén por debajo de la tolerancia del FET. También podría usar un transistor bipolar de la serie ULN2000 (como se sugirió. Personalmente, me gustan los FET). También hay versiones de estos que no se montan en la superficie.

Algunas notas de seguridad:

  • Puede usar un chip de vigilancia para apagar el relé si el RasPi se cuelga o se vuelve loco. esto significa que cada pocos segundos, su RasPi le dirá al perro guardián: "Todavía estoy cuerdo" haciendo algo (enviar un mensaje digital o mover un marcador hacia arriba o hacia abajo).

  • Usaría una resistencia algo débil (50-100K) para tirar del pin de control de su RasPi en la dirección que apaga el relé (en caso de que su sistema pase a un estado desconocido y/o el pin flote).

  • Asegúrese de que las cosas de 110-220 V (si están en la misma placa) estén físicamente lejos y separadas.

Hay ejemplos en el sitio de RASPI para trabajar con los pines GPIO.

Finalmente, lo que está tratando de hacer obviamente podría ser peligroso. Esta publicación no garantiza en modo alguno la seguridad y el funcionamiento. Solo comparto lo que he aprendido con la esperanza de que, con la ayuda de esta comunidad, consigas lo que quieres. Verifique esta información por su cuenta y tome su decisión al final.

Si estas son las placas optoaisladas con un conector que tiene entradas de fuente de alimentación separadas para los dos lados del aislador, entonces probablemente podría ajustarlo a las especificaciones de la pi usando una fuente de alimentación de 3.3v en ese lado.

La pregunta es entonces si esto sería suficiente para encender los optoacopladores; si no, cambiar la resistencia en serie o cortocircuitar el LED de estado que está en serie probablemente lo active.

Si puede obtener el número de pieza de los optoacopladores, puede buscar sus especificaciones.