Raspberry Pi 24V voor industriële toepassingen?
De Raspberry Pi is standaard geschikt voor 3,3V tot 5V. Daarmee is het dus niet direct aan te sluiten op industriële machines die veelal met 24V werken.
Hieronder een aantal mogelijkheden om de Raspberry Pi 24V geschikt te maken.
Raspberry Pi ingangen op 24V
Er zijn verschillende manieren om met de Raspberry Pi 24V inputs te kunnen lezen (b.v. uitgang van een PLC).
Spanningsdeler
Met behulp van twee weerstanden is het eenvoudig en snel gedaan om van 24V een 3.3V signaal te maken.
Voordeel
Eenvoudige schakeling
Nadeel
Niet beveiligd tegen overspanning
Alleen geschikt voor 24V
Alleen geschikt voor ingangen (uni-directioneel)
Optocouplers
Met behulp van een optocoupler kun je één kant aansluiten op de uitgang van de PLC en de andere kan aan de ingang van de Raspberry Pi volgens onderstaand schema.
Deze methode wordt gebruikt in onze Raspberry Pi 12-24V interface uitbreiding.
Voordeel
Beveiligd teken overspanning (tot wel 1000V)
Nadeel
Alleen geschikt voor ingangen (uni-directioneel)
Geïnverteerde logica (PLC uitgang hoog => RPi ingang laag en andersom)
Spanning niveau omvormer(voltage level shifter)
Via een kleine MOSFET schakeling is het mogelijk om een 24V logisch/digitaal signaal om te zetten naar een logisch/digitaal signaal met een ander spanningsniveau. Zie onderstaand schema.
Deze methode wordt gebruikt in onze Raspberry Pi 12-24V interface (MOSFET).
Voordeel
Geschikt voor zowel ingangen als uitgangen (bi-directioneel)
Werkt ook voor lagere spanningen (b.v. 12V)
Nadeel
Niet beveiligd tegen extreem grote overspanning
Raspberry Pi uitgangen op 24V
Ook het aansluiten van een Raspberry Pi uitgang op een 24V ingang zal niet functioneren.
Ook hiervoor zijn er oplossingen.
Optocouplers
Met behulp van een optocoupler kun je één kant aansluiten op de uitgang van de Raspberry Pi en de andere kan aan de ingang van de PLC volgens onderstaand schema.
Deze methode wordt gebruikt in onze Raspberry Pi 12-24V interface uitbreiding.
Voordeel
Beveiligd teken overspanning (tot wel 1000V)
Nadeel
Alleen geschikt voor uitgangen (uni-directioneel)
Geïnverteerde logica (RPi uitgang hoog => PLC ingang laag en andersom)
Spanning niveau omvormer(voltage level shifter)
Zoals al aangegeven voor 24V ingangen is de oplossing daarvoor bi-directioneel en kan dezelfde schakeling werken voor zowel een 24V ingang als een 24V uitgang.
Deze methode wordt gebruikt in onze Raspberry Pi 12-24V interface (MOSFET).
Voordeel
Geschikt voor 24V ingangen en 24V uitgangen
Werkt ook voor lagere spanningen (b.v. 12V)
Nadeel
Maximale uitgangsstroom is ca 5mA
Raspberry Pi 24V uitgang met hoge stroom
Soms is het nodig om direct met de Raspberry Pi een kleine (12-24V / 25-50W) motor aan te sturen.
Dan is de spanning niveau omvormer niet geschikt omdat dit de uitgang van de Raspberry Pi teveel zou belasten.
Met behulp van onderstaande schakeling kan dit wel geregeld worden, en de maximale uitgangsstroom wordt dan bepaald door de gebruikte MOSFET.
Bij een hoog niveau op de Raspberry Pi uitgang zal de uitgang vrijwel gelijk zijn aan de 24V voedingspanning.
Bij een laag niveau op de Raspberry Pi uitgang is de uitgang zwevend.
Deze methode wordt gebruikt in onze Raspberry Pi 12-24V interface (MOSFET).
Voordeel
Hogere uitgangsstroom is mogelijk
Nadeel
Bij grote vermogens is extra koeling nodig
Extraatje
Veelal verzorgen wij ook een 24V voeding naar de Raspberry Pi (als de ruimte op de PCB dat toelaat).
Dit is een eenvoudige schakeling van slechts enkele euro's extra.