I2C – Relaiskarte

Immer wieder kommt es vor das Verbraucher (Motoren, Leuchten, Staubsauger usw.) von einem Controller oder Bastelrechner ein oder ausgeschaltet werden müssen. Da der Strom der Controllerboard-Ausgänge dafür selten ausreichen bieten sich Relais an.
Diese Projekt stellt 5 Relais und 3 FET-Schaltstufen zur Verfügung. Im Gegensatz zu vielen anderen Relaisboards sind auch Umschaltrelais (2xUm) vorhanden. Dadurch können auch komplexere Aufgaben wie zum beispiel Motosteuerung in mehrere Laufrichtungen und vieles andere mehr realisiert werden.
Und das beste: Das Port wird per I2C-Bus angesteuert, also 2 Port´s reichen aus!

Die Leistungsmerkmale auf einen Blick

• 2 Stück Umschaltrelais (jeweils 2xUM) mit ca. 6A belastbar
• 1 Stück Umschaltrelais (jeweils 2xUM) mit ca. 2A belastbar
• 2 Stück Relais mit einem Schließerkontakt ca. 1A belastbar
• 3 Kontaktlose FET Schaltstufen für Verbraucher mit max 40V / 3A
• Nahezu an jedem Controller mit I2C Bus verwendbar
• Stecker und Platinenbohrungen nach Roboternetz-Definition
• Kann Huckepack mir anderen RN-Boards  verschraubt werden
• Eigene 6V Spannungsstabilisierung für Relais (alternativ kann Spannung über I2C-Port entnommen werden)
• Mehrere Relaiskarten kombinierbar da I2C Slave Adresse frei wählbar
• Alle Relais-Kontakte über Schraubklemmen herausgeführt
• Nur halbe -Europakartengröße

Aufbau des Board

 Bestückungsplan der Relaiskarte

Bestell und Bestückungsliste

Anzahl Bezeichnung auf Platine   Beschreibung                 Bezugsquellen-Link/Bestellnummer

1      C1                        Kondensator 100n             Bezugsquelle* Reichelt
2      C2,C3                     Elko 220 uF/35V              Bezugsquelle* Reichelt
7      Fet-Power,FETA,FETB,
       FETC,Power,REL4,REL5      Schraubklemmen 2 polig       Bezugsquelle* Reichelt
1      I2C-Bus                   Wannenbuchse 2x5 gerade      Bezugsquelle* Reichelt
1      IC1                       7806 (6-7V Spannungsregler)  Bezugsquelle* Reichelt
1      IC2                       UDN2981A                     Bezugsquelle* Reichelt
4      JP1, ADR(3x)              Jumper Stiftleiste 1x3       Bezugsquelle* Reichelt
1      JP2                       Jumper Stiftleiste 1x2       Bezugsquelle* Reichelt
2      K1,K3                     6V Relais 2xUM (max. 8A)     Bezugsquelle* Reichelt
1      K2                        6V Relais 2xUM (max. 2A)     Bezugsquelle* Reichelt
2      K4,K5                     5V Relais 1xUM (max. 1A)     Bezugsquelle* Reichelt
1      PCF                       PCF8574 AP                   Bezugsquelle* Reichelt
3      IRF540                    FET Transistor IRF540        Bezugsquelle* Reichelt
6      Relais1A,Relais1B,
       Relais2A,Relais2B,
       Relais3A,Relais3B         Schraubklemmen 3polig        Bezugsquelle*Reichelt
1      RN1                       Widerstandsnetzwerk 8x 10k   Bezugsquelle*Reichelt
1      Platine                   Eagle Dateien frei verfügbar (siehe Downloads)

Alle Angaben ohne Gewähr

Erläuterung der Anschlüsse und Kurzschlussbrücken

Zum Lesen der Beschreibung Register durch Klick aufklappen

Pin 1 SCL (Taktleitung)
Pin 3 SDA (Datenleitung)Anschlussbez
Pin 5 +5V
Pin 7 +5V
Pin 9 Batteriespannung max. +12V
Pin 2,4,6,8 GND
Pin 10 INT *

Wie werden die Relais angesteuert?

Die Relais werden über den I2C-Port von beliebigen Controllern angesteuert. Auf der Relaiplatine befindet sich der bekannte I2C Porterweiterungsbaustein PCF 8574AP.

Jedes Bit dieses Portbausteines steht für 1 Relais. Durch einfaches setzen oder Löschen eines Bit´s, wird das entsprechende Relais ein- oder ausgeschaltet.

Folgende Bit´s stehen für folgendes Relais:

Bit Relais
0  Relais K2 (2A belastbar) 2xUM
1  Relais K1 (6A belastbar) 2xUM
2  Relais K3 (6A belastbar) 2xUM
3  FET Schaltstufe FET C
4  FET Schaltstufe FET B
5  FET Schaltstufe FET A
6  Relais K4 (1A)
7  Relais K5 (1A)

Der I2C-Port kann von nahezu allen Controllern (z.B. C-Control, Atmel AVR usw.) recht einfach per Befehl in den verfügbaren Sprachen wie Basic, Bascom-Basic, C, Pascal, Assembler usw. angesprochen werden. Als Beispiel hier nur ein kleines Bascom-Programm für das RoboterNetz-Board RNBFRA. Andere Beispiele können gerne im Roboternetz oder als Kommentar gepostet werden.

Empfohlen wird als Slave Adresse für das Board Hex 76. Damit verträgt sich das ganze auch optimal zum RNBFRA Roboterboard.

Beispielprogramm zur Ansteuerung

'###################################################
'relaiskarte.bas
'für 'RoboterNetz Standard-Roboter Board RBNFRA ab 1.1 
'oder anderes Board mit Atmel AVR Controller
'
'Aufgabe:
'Relaiskarte wird getestet
'Alle 8 Relais bzw. Fet Schaltstufen werden nacheinander
'für 2 Sekunden eingeschaltet
'
'Autor: Frank
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter http://www.Roboternetz.de + www.mikrocontroller-elektronik.de/
'###################################################

Declare Sub Rnb_relaisschalten(byval Relaisnr As Byte , Byval Status As Byte)

Const Relaisport_adr = &H76 'I2C Adr PCF 2
Dim Relaisstatus As Byte
Dim I As Byte

$crystal = 8000000 'Quarzfrequenz
$baud = 9600
Config Scl = Portc.0 'Ports fuer IIC-Bus
Config Sda = Portc.1

I2cinit
Wiederhole:
For I = 0 To 7
 Call Rnb_relaisschalten(i , 1) 'Relais i so anziehen
 Wait 2 'Warte 2 Sekundne
 Call Rnb_relaisschalten(i , 0) 'Relais i soll abfallen
 Wait 2 'Warte 2 Sekundne
Next I

Goto Wiederhole

'Die Hilfsfunktion erleichtert das ein und Ausschalten bestimmter Relais
'Variable: Relaisnr ( 0 bis 7) steht für ein bestimmtes Relais
'Variable: status (1 oder 0) schaltet Relais ein oder aus
'Bei Status 1 wird die entsprechende Relais anziehen, bei 0 abfallen

Sub Rnb_relaisschalten(byval Relaisnr As Byte , Byval Status As Byte)
 Relaisstatus.relaisnr = Status
 I2cstart
 I2cwbyte Relaisport_adr 'Schreibbefehl an PCF schicken
 I2cwbyte Relaisstatus 'Datenbyte an PCF
 I2cstop
End Sub

End

 Schaltplan der Relaiskarte

Projekt-Downloads

  Eagle Dateien (Zip)

_{Das Leiterplattenangebot  ist ein Service Angebot der jeweiligen Anbieter. Bei Fragen bezüglich Lieferung und Preis bitte dort nachfragen!}

Links zum Thema

• Forum zum Board
• Passendes Controllerboard RN-Control
• Bascom Compiler

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Weitere Hinweise

Das Projekt unterliegt einer CC-Lizenz - Lizenzhinweis (zum Aufklappen anklicken)

Um ihnen weitgehende Möglichkeiten zum Nutzen der Schaltung einzuräumen, wurde dieses Projekt jetzt unter die CC-Lizenz gestellt. Sie haben So die Möglichkeit die Schaltung beliebig zu verändern oder weiterzugeben. Lediglich die kommerzielle Weitergaben ist nur mit Genehmigung möglich! Genauere Hinweise finden Sie im Lizenztext. Bei einer Veröffentlichung oder Weitergabe ist nachfolgender Text sichtbar zu übernehmen:

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Projekt (Schaltung & Projektdateien) von Frank ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz. Über diese Lizenz hinausgehende Erlaubnisse können Sie unter https://www.mikrocontroller-elektronik.de/ erhalten. Lizenziert wurde das Projekt von: www.Roboternetz.de & www.Mikrocontroller-Elektronik.de  -  Autor/User Frank Dieser Name und diese Webseiten sind bei der Weitergabe stets deutlich sichtbar zu nennen!

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