Protection GPIO du Raspberry Pi

[USMC]

Bonjour à tous,

J'aurais besoin de quelques confirmations voir explications sur le petit projet que je suis en train de monter.
Le but est de contrôler une carte relais via un raspberry pi, en somme classique, il y a plein de tuto, même trop.
J'aimerais comprendre de bout en bout ce que je fais et pas suivre bêtement les tutos sur le net, mais pour ca j'ai besoin de vous.
Le but principal est d'aussi comprendre comment protéger les GPIO du Pi. Ca pourra surement en aider plus d'un.

En somme j'ai compris le fonctionnement de la carte relais, qui n'est pas très complexe.
Toutefois, j'ai quand même un doute au niveau de la partie gauche sur le schéma de base :

- Quand la tension sur le GPIO est à 0V, est-ce qu'il y a un risque que du courant soit envoyé sur la pate du GPIO ?
- Quand la tension sur le GPIO est à 3,3V, on est d'accord qu'elle vient "annuler" la tension VCC ?
- La LED ne serait pas dans le mauvais sens ? (j'ai repris le schéma du constructeur de la carte relais, me taper pas).

Pour la protection, j'aimerais vraiment que l'on me guide, que je sache vraiment maitriser cette partie.
Sur le schéma avec le MOSFET :

- Je me suis inspiré d'un tuto trouvé sur le net, mais est-ce que le MOSFET est adapté à la situation ?
- Si j'ai bien compris la logique sur un Canal N, quand la grille est alimenté en tension, le courant peut circuler du drain vers la source ?
- Est-ce que vous voyez un moyen d'améliorer la protection des GPIO ? (avec une diode zener ?)

Dernière question, pour l'alimentation de JD-VCC (alimentation des relais) :
- Si j'alimente avec une alimentation externe, est-ce que je dois faire masse commune ?
- Si oui, Est-ce que je peux utiliser la deuxième broche GND sur la carte relais (apparemment elles sont reliés entre elle).

Merci au courageux qui auront pris la patience de lire tout cela et merci pour vos réponses.
Bonne soirée.

Cordialement,
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[DAUDET78]

- Quand la tension sur le GPIO est à 0V, est-ce qu'il y a un risque que du courant soit envoyé sur la pate du GPIO ?

Oui, moins de 5mA . Ce qui ne pose aucun problème

- Quand la tension sur le GPIO est à 3,3V, on est d'accord qu'elle vient "annuler" la tension VCC ?

Il n' y a plus de courant

- La LED ne serait pas dans le mauvais sens ? (j'ai repris le schéma du constructeur de la carte relais, me taper pas).

Non

- Je me suis inspiré d'un tuto trouvé sur le net, mais est-ce que le MOSFET est adapté à la situation ?

Ce montage sert absolument à rien ! et c'est vraiment une ânerie inutile de faire ce montage

- Si j'alimente avec une alimentation externe, est-ce que je dois faire masse commune ?

L'alimentation de la 1K doit avoir un 0V commun avec le µC, pas celle qui alimente le relais avec son NPN

[USMC]

Bonsoir DAUDET78,

Est-ce que tu pourrais détailler pourquoi le MOSFET est mal utilisé dans ce cas ?
De ce que j'avais compris, il protégerait le GPIO quand la tension de celui-ci est à 0v, ce qui s'avère inutile apparemment, vu le faible courant.
Si je veux "isoler" le GPIO de la carte relais, quel composant dois-je utiliser ?

Par rapport à la masse, j'ai bien compris que l'alimentation de la 1K doit avoir un 0v commun, sinon le circuit n'est pas fermé.
Ce qui me met le doute, c'est l'alimentation externe pour les relais, est-ce que je peux faire masse commune avec l'autre alimentation ?

Encore merci pour ton aide.

[DAUDET78]

Est-ce que tu pourrais détailler pourquoi le MOSFET est mal utilisé dans ce cas ?

Il n'est pas mal utilisé ! IL SERT A RIEN

De ce que j'avais compris, il protégerait le GPIO quand la tension de celui-ci est à 0v, ce qui s'avère inutile apparemment, vu le faible courant.

Ton GPIO ne risque rien , de rien, du tout !

Si je veux "isoler" le GPIO de la carte relais, quel composant dois-je utiliser ?

Elle est ISOLEE ... par le photocoupleur ET , ceinture et bretelles, aussi par le relais !

Par rapport à la masse, j'ai bien compris que l'alimentation de la 1K doit avoir un 0v commun, sinon le circuit n'est pas fermé.

Tu as pigé quelque chose !

Ce qui me met le doute, c'est l'alimentation externe pour les relais, est-ce que je peux faire masse commune avec l'autre alimentation ?

tu fais ce que tu veux .... Mais si tu utilises le même 0V, tu as une usine à gaz pour rien, l'optocoupleur est inutile (et ton GPIO est protégé, tu as retirer la ceinture seulement, il reste les bretelles)

[A voir en vidéo sur Futura]

[USMC]

D'accord, le MOSFET ne sert à rien, mais il ne fait pas de mal non plus ? (je pousse mais je veux vraiment comprendre).
En BEP, on nous as pas vraiment appris à être des génies de l’électronique et le MOSFET n'est pas un composant qu'on a vraiment travaillé.

Si je veux garder le bénéfice de l'optocoupleur, comment je m'y prend exactement au niveau de la masse ?
Je comprend vite mais il faut m'expliquer longtemps

Cordialement,

[DAUDET78]

D'accord, le MOSFET ne sert à rien, mais il ne fait pas de mal non plus ?

Si il fait du mal !
Quand le µC est initialisé (Reset) à la mise sous tension, La broche du µC est en entrée. Donc son potentiel est indéterminé et le NMOS va (peut être ?) être conducteur. Donc le relais va coller fugitivement.
C'est quel site internet qui conseille des schémas nuisible de ce genre ?????

Si je veux garder le bénéfice de l'optocoupleur, comment je m'y prend exactement au niveau de la masse ?

tu sépares le 0V de l'alimentation qui alimente la 1K du 0V du µC

Mais le photocoupleur ne t'apporte RIEN !
Tu as une isolation galvanique par le photocoupleur , c'est la ceinture.
Tu as une isolation galvanique par le relais, c'est les bretelles.

Excuses moi, mais pour mon pantalon , je met l'UN ou l'AUTRE, mais pas les deux. Maintenant, si tu as du fric à foutre en l'air, c'est ton problème.

La commande d'un relais se fait comme dans le premier schéma http://www.sonelec-musique.com/elect...gique_001.html

[MorpheusPic]

un mosfet pour contrôler un optocoupleur

[DAUDET78]

un mosfet pour contrôler un optocoupleur

Arrête de rigoler ..... Ce pôvre a trouvé ce schéma génial sur un site à la plouck . Il n'y est pour rien .

[USMC]

Je suis ravie que ce soit divertissant pour vous ^^
Personnellement, je m'en dédouane, je suis venu ici pour comprendre et pas faire comme les autres mecs.

Voila le site qui conseille le mosfet : https://mespotesgeek.fr/controle-dun...-raspberry-pi/
Dans d'autres cas, c'est un transistor NPN qui est utilisé, comme ici : http://i.imgur.com/4HzhwYB.jpg

tu sépares le 0V de l'alimentation qui alimente la 1K du 0V du µC

C'est bon je suis perdu...
Je ne pense pas que cela soit faisable, du moins sans schéma, je percute pas.

Le VCC qui alimente la 1K et la diode IR de l'opto vient du raspberry. le 0v de la 1K serait la GPIO quand il est en état bas (0v)
Le µC est sur le raspberry Pi et c'est qui fournis toute la logique entrée/sortie et 0v/3,3v, je ne vois pas comment séparer tout ça.

J'aurais peut être plus de chance avec les idées claires demain matin.
Bonne soirée et à demain pour de nouvelles sessions pédagogique ^^

[DAUDET78]

Voila le site qui conseille le mosfet :

Pour pisser de la ligne, ils sont (peut être?) bon, pas pour le hardware

Dans d'autres cas, c'est un transistor NPN qui est utilisé, comme ici :

Idem le lien Sonelec

C'est bon je suis perdu...
Je ne pense pas que cela soit faisable, du moins sans schéma, je percute pas.

Le VCC qui alimente la 1K et la diode IR de l'opto vient du raspberry. le 0v de la 1K serait la GPIO quand il est en état bas (0v)
Le µC est sur le raspberry Pi et c'est qui fournis toute la logique entrée/sortie et 0v/3,3v, je ne vois pas comment séparer tout ça.

J'ai raconté une connerie .....

tu sépares le 0V de l'alimentation qui alimente la 1K du 0V du µC

c'est le 0V de ce qui alimente le relais et le NPN . Sorry, Errare Humanum Est
Par contre, tout le reste est valable (les remarques sur ceinture et bretelles)

[alainav1]

Bonjour,
peux tu faire une photo de la platine que tu utilises?
sur le post #1 tu as 2 tensions
jd_vcc qui alimente le relais
VCC qui alimente l'entrée de l'opto
je connais cette platine on alimente l'opto en reliant la masse à l'entrée du circuit (l'opto est connecté au +5V via une resistance de 1K) la masse du rasberry doit etre relié a la masse de la platine et ton relais est alimenté quand la sortie de to µP est à 0 V. il ne l'est plus quand tu coupe l'alimentation ou que tu envoie du courant sue l'entrée .

sur le post #9 il n'y qu'une tension ce n'est pas le même schémas ,il n'y a surement pas d'opto coupleur ?

cordialement
Alain

[USMC]

Bonjour Alain,

Je te fais une photo ce soir, face avant et arrière de la platine. Pour la référence, c'est une Sainsmart 2 Channel 5V.
J'en profiterai pour refaire un point au niveau des masses.

Sur mon poste original, j'ai séparé les deux alimentations en étant influencé par les différentes choses que j'ai pu voir.
A l'origine autrement sur la platine, il y a un jumper entre JD-VCC et VCC, du coup l'alimentation des relais est commune avec l'alimentation de la led de l'opto + resistance.
Comme il faut 5v pour les relais, tu es obligatoirement obligé de mettre 5v pour le VCC.

Notamment : http://mchobby.be/wiki/index.php?tit...odule_4_relais
Ce qu'ils disent, c'est que si le jumper est laissé, la pin du GPIO sera sur le 5v, ce qui pourrait la griller.
Je ne sais pas si c'est vrai mais cela m'a mis de gros doutes, n'ayant plus les compétences de le validé par moi même.

Autrement sur le poste 9, le premier lien n'a en effet pas d'opto.
Par contre sur le deuxième lien, il y en a, et le mec utilise la même tension pour VCC et JD-VCC et des NPN pour contrôler les opto (si je dit pas de conneries)
Trop d'informations, je ne sais plus trop quoi penser ^^

Cordialement,

[DAUDET78]

Ce qu'ils disent, c'est que si le jumper est laissé, la pin du GPIO sera sur le 5v, ce qui pourrait la griller.

Oui !
Mais faut être logique ! On alimente par le même 5V les périphériques et le CPU . Donc la broche ne peut pas être alimentée seul .

[antek]

Si tu veux que les alim soient séparées utilises une carte avec opto, les Vcc et 0V PI et carte relais non reliés, pas de transistor côté PI.

Sinon tu commandes le relais sans opto, avec un transistor, les 0V PI et carte relais reliés.

[USMC]

DAUDET78, je t'embête encore avec cette question de 0v/masse.

J'ai bien compris grâce à toi que si il y a masse commune entre l'alim de la commande de l'opto et l'alimentation de la partie relais :
je perd ma ceinture (l'isolation galvanique de l'opto).

La ou je sèche, c'est quelle masse/0v utiliser. (je sais ça parait bête).
Pour la partie commande opto, je pique mon VCC sur le raspberry en 3,3v et le circuit se termine sur le GPIO.
Le circuit est fermé quand le GPIO est à 0v et ouvert quand le GPIO est à 3,3v (en gros).

A ce moment la, la masse/0v de la carte relais n'est pas relié à la masse/0v du raspberry.
Du coup, pour mon alimentation externe, je la brancherai comme ceci ?
=> +5v sur ma broche JD-VCC et ma masse/0v sur la broche GND de la carte.

Il n'y a toujours pas de connexion entre la masse de la carte relais et le raspberry.
De cette manière, j'aurais bien deux masses/0v séparés non ?

Merci pour ta patience

[USMC]

Si tu veux que les alim soient séparées utilises une carte avec opto, les Vcc et 0V PI et carte relais non reliés, pas de transistor côté PI.

Sinon tu commandes le relais sans opto, avec un transistor, les 0V PI et carte relais reliés.

Bonjour antek,

La carte que j'ai à disposition est déjà toute faite, avec la présence d'opto.
J'imagine que ta réponse, rejoins le cheminement que j'ai eu ultérieurement (mon dernier poste adressé à DAUDET78, le numéro 15)

Tu confirme ?
Merci.

[antek]

Tu confirme ?

Oui (dix caractères minimum).

[alainav1]

Bonjour,
le relais colle quand l'entrée est au zero volt
si tu ne veux pas intervenir sur la carte etne pas utiliser le transistor de cette carte
tu peux calbler un petit fet bs 250 par exemple
comme ci dessous


pour info j'ai ouvert un post sur un sujet proche
http://forums.futura-sciences.com/el...sance-pnp.html
et j'ai adopté la solution d'utiliser le transistor de la platine

cordialement
Alain

[USMC]

Bonjour Alain (ou Re),

Si j'ai bien compris tu te sert de la GPIO pour commander une tension Vcc via le Fet.
J'imagine que c'est une solution comme une autre.

J'avais penser à une autre solution, me taper pas, j'essaye une approche différente pour voir ce que vous en pensez. (voir Schéma).
L'inconvénient c'est qu'on pilote les deux relais en même temps je pense :
- Une alimentation externe fournis la tension 5v pour le JD-VCC (alim relais) et est connectée à la masse de la carte relais.
- Le VCC est fournis par la GPIO du raspberry et l'"entrée" IN1 ou IN2 est reliée à la masse du raspberry.

Est-ce que cette approche est correcte ?
Normalement, Si Vcc est à 0v, le relais est sur Nc et quand Vcc est à 3,3v, le relais passe sur No.

Edit : S'il faut protéger l'entrée, une zener peut faire l'affaire non ?

Merci à tous,
Cordialement.

[Jack]

Vcc, c'est la tension d'alimentation de la raspberry, donc pas question de la brancher à une I/O

[antek]

Vcc, c'est la tension d'alimentation de la raspberry, donc pas question de la brancher à une I/O

Pourquoi donc ?
Toute façon avec le dernier schéma rien ne va fonctionner.

[Jack]

Pourquoi donc ?

Parce que c'est une excellente manière de cramer la GPIO21.
Ou alors, il faut effacer Vcc du schéma au niveau de R1.

[antek]

. . . il faut effacer Vcc du schéma au niveau de R1 . . .

Oui, je pense que c'est un schéma modifié avec cet oubli (au vu des schémas précédents).

[Jack]

Enfin bref, pourquoi s'embêter: on relie Vcc de la raspi au Vcc de la carte et IN1 à GPIO21 et c'est fini.

[antek]

Oui, au 3,3V (il y a un 5V aussi).
Sans oublier la résistance.
On ne connait pas le courant diode opto-coupleur.

[Jack]

Oui, au 3,3V (il y a un 5V aussi).

D'après le schéma du message #1, Vcc = 3,3V, donc pas d'ambiguïté

Sans oublier la résistance.On ne connait pas le courant diode opto-coupleur.

Bien sur, mais avec 1k ça ne devrait pas causer de soucis au niveau du courant appelé.

[Jack]

D'ailleurs, la led de l'opto + la led externe fait qu'on ne devrait pas être loin de Vcc en chute de tension, surtout si la led n'est pas rouge. Difficile d'ajuster le courant dans ces conditions.
Je serais d'avis de virer cette led.

[USMC]

Merci à vous deux pour vos réponses.
Oui j'aurai du effacé le Vcc sur le schéma, je l'ai fait au boulot rapidement, j'essayerai de faire des schéma plus clair à l'avenir.

Par contre dans la logique, que je fournisse le 3,3v de la patte dédié du raspberry ou depuis le GPIO, la tension reste la même donc l'opto devrait être commandé non ?
Dans tous les cas, pour mon alimentation externe pour les relais, est-ce qu'elle est bien câblée pour profiter de l'isolation galvanique de l'opto ? (masse différente).
J'imagine que oui, mais si vous pouviez me le confirmer.

Je refais mon/mes schémas au propre pour validation

[USMC]

D'ailleurs, la led de l'opto + la led externe fait qu'on ne devrait pas être loin de Vcc en chute de tension, surtout si la led n'est pas rouge. Difficile d'ajuster le courant dans ces conditions.
Je serais d'avis de virer cette led.

J'ai vu que dans certains cas, il était nécessaire d'enlever cette LED.
A la base la carte est prévu pour fonctionner sur une logique 5V et sous cette tension la LED boufferai déjà presque 2V (J'ai lu beaucoup d'article)

[DAUDET78]

Sur ton schéma #19
- Tu retires l'optocoupleur
- Tu remplaces la LED par une 470 ohm
- Tu relies les pins 2 et pin 3 par un strap de l'ancien photocoupleur http://pdf.datasheetcatalog.com/data...or/FOD617A.pdf
- Tu laisses l'alimentation de la 1K en l'air
- Tu relies le GND de la carte SainSmart au GND du µC
- Tu alimentes JD-Vcc avec une alimentation 5V (0V sur le GND de la carte SainSmart)

Et tu n'as plus de questions métaphysiques à te poser pour savoir si ton GPIO peut cramer ou pas