Is deze bedrading goed (5V omzetten naar 3.3V)

[Kroesss]

Hallo allemaal,

Ik heb een Raspberry Pi 3 waar ik Domoticz op draai, en nu wil ik mijn watermeter hier ook op gaan aansluiten. Nou is er een inducatieve sensor die ik hiervoor kan gebruiken, en op het forum van Domoticz staat ook al het een en ander over het script dat daarvoor gebruikt kan worden. Ik zit er alleen mee dat de sensor een signaal van 5V geeft, en de GPIO-pinnen op de Pi zijn 3.3V, en ook niet 5V-tolerant. Ik moet het voltage dus verminderen.

Nou heb ik even gezocht, ook op sites die in het Domoticz-forum hierover genoemd zijn, maar aangezien dit soort bedradingsschema's voor mij compleet onbekend zijn (en daarmee dus ook de symbolen die gebruikt worden), ben ik een beetje onzeker of ik het allemaal goed heb begrepen. Ik heb daarom de schakeling zoals hij volgens mij zou moeten zijn maar visueel gemaakt. Ik heb hem ook op het Domoticz-forum gezet, maar daar krijg ik geen reactie of ik het goed begrepen heb, vandaar dat ik het hier even vraag.

Is onderstaande schakeling correct om het voltage van de sensor te verlagen naar een 3.3V?

[ Voor 4% gewijzigd door Kroesss op 14-08-2017 13:58 . Reden: Afbeelding werd niet getoond ]

[jordje]

Dat zal waarschijnlijk wel gaan werken, maar als je echt netjes wilt werken gebruik je een Logic Level Converter/Shifter. Ik ga hier overigens uit van een digitaal signaal (hoog/laag). Als je sensor een analoog signaal uitstuurt gaat een LLC niet helpen, maar dan zal jouw oplossing ook wel werken.

[ Voor 4% gewijzigd door jordje op 14-08-2017 14:19 ]

[Kroesss]

jordje schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 14:18:
Dat zal waarschijnlijk wel gaan werken, maar als je echt netjes wilt werken gebruik je een Logic Level Converter/Shifter. Ik ga hier overigens uit van een digitaal signaal (hoog/laag). Als je sensor een analoog signaal uitstuurt gaat een LLC niet helpen, maar dan zal jouw oplossing ook wel werken.

Okee, top! In ieder geval mooi dat ik een en ander dus wel goed heb begrepen, altijd fijn
Het signaal is inderdaad hoog voor 1, laag voor 0. Met een analoog signaal bedoel je denk ik dat er data gestuurd gaat worden? Dat is niet het geval.

Ik vraag me in dit geval 1 ding af bij de LLC. De input-stroom moet bij de sensor 5V zijn. Die kan ik rechtstreeks van de Pi afhalen, maar moet ik de LLC zelf ook van stroom voorzien? Met andere woorden, de stroom gaat dan van Pi 5v naar zowel de LLC HV-input als de sensor? Of moet ik de 3.3V-power van de Pi pakken?

[route99]

Hier doen ze het terugbrengen van de 5V naar 3.3V met zo'n driepoots voltage regulator:
http://www.instructables.com/id/Home-Automation-4-5-6/

Vaak heten ze ook wel 7805 of 7812 positieve regelaars
De 79xy is het negatieve type.

Bij Conrad: 21 cent...
https://www.conrad.nl/nl/...2410_pla-147028&WT.srch=1

Voordeel van de types: leveren voldoende stroom (als dat nodig is), zijn super stabiel.
Als een weerstandsdeler voldoet is dat ook een prima oplossing. Die kun je wel veel minder belasten.

[ Voor 15% gewijzigd door route99 op 14-08-2017 14:50 ]

[jordje]

Kroesss schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 14:35:

Ik vraag me in dit geval 1 ding af bij de LLC. De input-stroom moet bij de sensor 5V zijn. Die kan ik rechtstreeks van de Pi afhalen, maar moet ik de LLC zelf ook van stroom voorzien? Met andere woorden, de stroom gaat dan van Pi 5v naar zowel de LLC HV-input als de sensor? Of moet ik de 3.3V-power van de Pi pakken?

Die LLC's zijn doorgaans bidirectioneel. Op LV sluit je je 'low voltage' aan, in dit geval dus 3.3V. Op HV sluit je de 'high voltage' aan, dus de 5V. Natuurlijk ook ground aansluiten maar die wordt toch gedeeld, dus je hoeft maar 1 ground pin op de Pi aan te sluiten. De ground van de sensor kan op de Pi of op de LLC worden aangesloten.

Als je vervolgens op de LV kanalen 1 t/m 4 3.3V zet, worden de bijbehorende HV kanalen 5V. En als je 5V op een HV kanaal zet wordt het bijbehorende LV kanaal 3.3V.

Hier kan je meer lezen over deze bordjes.

route99 schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 14:48:
Voordeel van de types: leveren voldoende stroom (als dat nodig is), zijn super stabiel.
Als een weerstandsdeler voldoet is dat ook een prima oplossing. Die kun je wel veel minder belasten.

Is ook nog een optie, maar pas op dat sommige regulators een inschakelvertraging kunnen hebben. Overigens kan je makkelijk de 100mA variant nemen, aangezien de maximaal geadviseerde current sink en -source van een Pi maar iets van 15mA is. Die dingen doen zo'n 10 cent per stuk in bulk.

[route99]

Idd dan voldoet de 100mA ook uiteraard.
Als je er maar een paar nodig hebt kun je beter naar een elektronica onderdelen zaak gaan, vroeger had je in Utrecht Display of zo, in Arnhem zit Radio Piet (bestaat nog). Als je toevallig in de buurt bent...
Wel effe mailen of ze de 3.3V variant op voorraad hebben, de 5V en 12V hebben ze vrijwel altijd.
Die voltage regulators kosten weinig (wel duurder dan China)

Inschakelvertraging: keuze van goede onderdelen (vooral de condensatoren, er is ook weinig anders nodig.... ) helpt. Zeker ook niet te groot anders is ook de laadtijd so wie so al lang...

[marcop23]

Ik snap het even niet. Het signaal is toch directioneel: Van de sensor naar de Pi. Je spanning hoeft dus alleen wat omlaag. De ingangsimpedantie van de Pi is verwaarloosbaar. Dan is een simpele spanningsdeler toch de logische keuze? Waarom zou je moeilijk doen met een spanningsregelaar of LLC?

[Kroesss]

marcop23 schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 17:20:
Ik snap het even niet. Het signaal is toch directioneel: Van de sensor naar de Pi. Je spanning hoeft dus alleen wat omlaag. De ingangsimpedantie van de Pi is verwaarloosbaar. Dan is een simpele spanningsdeler toch de logische keuze? Waarom zou je moeilijk doen met een spanningsregelaar of LLC?

Het is inderdaad maar 1-richtings-verkeer. Heb je een voorbeeld van een simpele spanningsdeler?

[Mschamp]

Kroesss schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 17:44:
[...]


Het is inderdaad maar 1-richtings-verkeer. Heb je een voorbeeld van een simpele spanningsdeler?

Wat jij voorstelde (2 weerstanden met middenaftakking) is een spanningsdeler. Voor deze toepassing zou dat inderdaad moeten voldoen

[Kroesss]

Mschamp schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 17:46:
[...]


Wat jij voorstelde (2 weerstanden met middenaftakking) is een spanningsdeler. Voor deze toepassing zou dat inderdaad moeten voldoen

Ah, okee. Dan ga ik de mogelijkheden even naast elkaar leggen. Ik neig dan een beetje naar de weerstanden, die kan ik namelijk hier in de buurt kopen, die andere onderdelen weet ik niet of ze die hebben, en om nou bij conrad iets van een paar cent te kopen en er dan krap 5 euro verzendkosten bij te betalen is ook al zoiets.

Dank voor de reacties allemaal! Ik heb weer wat bijgeleerd!

[BasilFX]

Ik gebruik zo'n probe voor mijn 3D-printer, maar daar is de minimale voedingsspanning van de sensor 6 volt. De Pi geeft maximaal 5 volt op pin 2 (zoals getekend).

Bron: hier en hier.

[ Voor 4% gewijzigd door BasilFX op 15-08-2017 08:40 ]

[Tom-Z]

route99 schreef op maandag 14 augustus 2017 @ 14:48:
Hier doen ze het terugbrengen van de 5V naar 3.3V met zo'n driepoots voltage regulator:
http://www.instructables.com/id/Home-Automation-4-5-6/

[...]

Voordeel van de types: leveren voldoende stroom (als dat nodig is), zijn super stabiel.
Als een weerstandsdeler voldoet is dat ook een prima oplossing. Die kun je wel veel minder belasten.

Een voltage regulator is niet geschikt voor de toepassing van de OP. Een voltage regulator is bedoeld om een (continu aanwezige) voedingsspanning om te zetten in een lagere voedingsspanning. De OP wil aan level shifting doen, en de ingangspanning is hierbij een logisch signaal dat mogelijk snel kan veranderen. Een voltage regulator is niet ontworpen om die (snelle) veranderingen ook (schoon) door te geven, want hij wil alleen maar de output constant houden (en je moet bij een voltage regulator ook vaak condensatoren plaatsen, die voor nog meer vertraging in het signaal zorgen). De 7805 die jij aanraadt heeft bovendien een behoorlijke quiescent current (4-8mA), wat mogelijk meer is dan de sensor kan leveren.

OP, je schema lijkt correct. Het is alleen heel verwarrend dat je voor het draadje naar de GPIO pin zwart hebt gebruikt, want zwart staat doorgaans voor GND.

Als alternatieve schakeling zou je ook in plaats van een spanningsdeler, één diode kunnen gebruiken (bijvoorbeeld 1N4148) met anode aan de GPIO, cathode naar het signaal van de sensor. Zet vervolgens de interne pullup van de GPIO pin aan. De diode voorkomt dat het hogere voltage van de sensor naar de Pi loopt (en de pullup zorgt ervoor dat de Pi 3.3V ziet), maar er kan, als de sensor naar GND gaat, wel stroom van de Pi naar de sensor lopen zodat de Pi ook GND ziet.

Dit alternatief heeft als voordeel dat de ingangsspanning niet uitmaakt, terwijl je bij een voltage divider de weerstanden moet aanpassen aan de spanning. Zoals @BasilFX aangeeft, heeft zo'n sensor vaak meer dan 5V nodig, dus dan kan dit een handigere schakeling zijn.

[ Voor 7% gewijzigd door Tom-Z op 15-08-2017 10:02 ]

[BasilFX]

Tom-Z schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 09:59:
[...]

OP, je schema lijkt correct. Het is alleen heel verwarrend dat je voor het draadje naar de GPIO pin zwart hebt gebruikt, want zwart staat doorgaans voor GND.

Ook mijn sensor heeft een raar kleurgebruik, OP heeft het goed

[Kroesss]

Tom-Z schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 09:59:
[...]
OP, je schema lijkt correct. Het is alleen heel verwarrend dat je voor het draadje naar de GPIO pin zwart hebt gebruikt, want zwart staat doorgaans voor GND.

Zoals BasilFX al aangeeft: voor deze sensor zijn dit de kleuren. Ik ken de kleuren eigenlijk ook alleen van 220V in bijvoorbeeld een huis, en daar zijn deze kleuren wel logisch (blauw = massa, bruin = constant plus, zwart = schakeling). Zoals aangegeven: dit soort schakelingen zijn nieuw voor mij, ik dacht dat de kleuren we ongeveer overeen zouden komen.

Dank voor het uitgebreide antwoord, ik zal ook nog kijken naar een diode die jij aangeeft.

BasilFX schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 08:39:
Ik gebruik zo'n probe voor mijn 3D-printer, maar daar is de minimale voedingsspanning van de sensor 6 volt. De Pi geeft maximaal 5 volt op pin 2 (zoals getekend).

Bron: hier en hier.

Het klopt dat deze sensor gespecificeerd is op 6 tot 36 volt. In het Domoticz-forum wordt echter door iedereen die deze sensor heeft gemeld dat hij het uitstekend doet op 5V. Mocht het toch een probleem zijn, dan heb ik in de meterkast ook nog andere apparatuur staan met trafo's waar ik een hoger voltage vanaf kan plukken (amperes gebruikt het toch nagenoeg niet). Ik ga het dus eerst op 5V proberen, maar die backup-mogelijkheid heb ik.

[itcouldbeanyone]

ik denk teken ff een schema met me toetsenbord, maar tweakers onderstaund geen dubbele spaties

[ Voor 95% gewijzigd door itcouldbeanyone op 15-08-2017 17:46 ]

[marcop23]

Tom-Z schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 09:59:
[...]
Als alternatieve schakeling zou je ook in plaats van een spanningsdeler, één diode kunnen gebruiken (bijvoorbeeld 1N4148) met anode aan de GPIO, cathode naar het signaal van de sensor. Zet vervolgens de interne pullup van de GPIO pin aan. De diode voorkomt dat het hogere voltage van de sensor naar de Pi loopt (en de pullup zorgt ervoor dat de Pi 3.3V ziet), maar er kan, als de sensor naar GND gaat, wel stroom van de Pi naar de sensor lopen zodat de Pi ook GND ziet.

Even snel gekeken voor de grap: Een 1N4148 heeft een reverse current van 2-3 µA µA, de pullup van de raspberry pi is 50-100k. In de worst-case scenario zorgt je schakeling er dus voor dat er 0.3 V over de pullup komt, voor een spanning van 3.6V op de GPIO pin. Dan heb ik nog wel wat dingen verwaarloosd. Alleen het lijkt dus wel meer dan insignificant. Het kan ongetwijfeld geen kwaad, maar als jij 100k van die dingen zou maken, zou je het dan durven?

itcouldbeanyone schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 17:44:
ik denk teken ff een schema met me toetsenbord, maar tweakers onderstaund geen dubbele spaties

Code tags gebruiken

[itcouldbeanyone]

beste manier is om een zener diode van 3.3v te pakken, en een weerstandje van 470 ohm.
dan ben je altijd safe, en zo word het in de automotive wereld ook toegepast

[Kroesss]

itcouldbeanyone schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 21:57:
beste manier is om een zener diode van 3.3v te pakken, en een weerstandje van 470 ohm.
dan ben je altijd safe, en zo word het in de automotive wereld ook toegepast

En hoe zou ik die moeten schakelen?

[itcouldbeanyone]

Kroesss schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 22:51:
[...]

En hoe zou ik die moeten schakelen?

eventueel kun je nog een pull up of pull down toevoegen, bij hall achtige sensoren is dit vaak wel nodig
loutput is dan je gpio
een beetje als zo



letop dit is 5v1, je hebt 3v3 nodig

[Kroesss]

itcouldbeanyone schreef op dinsdag 15 augustus 2017 @ 23:05:
[...]

[afbeelding]

eventueel kun je nog een pull up of pull down toevoegen, bij hall achtige sensoren is dit vaak wel nodig
loutput is dan je gpio
een beetje als zo
[afbeelding]


letop dit is 5v1, je hebt 3v3 nodig

Dank je, echter zijn dit soort diagrammen met allerlei symbolen juist waarom ik dit topic gestart ben. Ik snap ze domweg niet. Ik zie hier zoveel symbolen waarvan ik niet weet wat ze betekenen dat ik hier niet aan zou durven beginnen.

[itcouldbeanyone]

R staat voor resistor , is dus een weerstand,
D staat voor diode, een pijltje met een streep erboven is een gewone diode. Met een zigzag zaag achtig streep erbiven is een zener diode