Spannungsversorgung KFZ -> RPi

[Sören K. (foxalem)]

Moin,

ich hab gestern mal eine kleine Schaltung zusammgengelötet die ich von 
einem Kollegen aus einem Forum bekommen habe. Die Schaltung ist dafür 
da, einen RaspberryPi am Boardnetz eines Autos zu betreiben und stellt 
sicher, dass der RPi sicher hoch und runterfahren kann.

- Sobald die Zündung im Auto betätigt wird, schaltet Q3 durch und Läd 
damit das RC-Glied wodurch K1 anzieht und die Spannung am RPi anliegt, 
sodass dieser Hochfährt (natürlich ist am K1 ein 12V/5V wandler).
- Im Falle einer Fehlzündung kann diese wiederholt werden und der RPi 
wird nicht apprupt ausgeschalten.
- Sobald der RPi hochgefahren ist, werden die Optokoppler OK2 und OK3 
aktiviert, sodass 1. K1 durch den Optokoppler angezogen bleibt und 2. 
sich das RC-Glied entladen kann.
- Fällt die Zündung nun weg, bemerkt das der RPi durch OK1 und fährt 
kontrolliert runter. Die Signale an OK2 und OK3 fallen weg, sobald der 
RPi runtergefahren ist.

Mein Problem nun dabei ist, dass sich das RC-Glied nicht entläd. Wenn 
der RPi runtergefahren ist, braucht es noch ca 45sek bis das RC-Glied 
entladen ist. D.h. in der Zeit kann ich den RPi nicht starten durch 
betätigung der Zündung.
Beim kollegen funktioniert die Schaltung und er hat sich auch so 
verbaut. Die Platine habe ich schon mehrmals überprüft aber ich finde 
keinen Fehler.

Hat hier vielleicht ein schlaues Köpfchen einen guten Hinweiß bzw. eine 
vermutung woran es liegen könnte?
Stimmt die Schaltung so?

Lg

[Reginald L. (Firma: HEGRO GmbH) (reggie)]

Hat dein Kollege ein älteres Fzg und du ein Neueres? Kann sein, dass die 
Zündung, bzw. das Signal woher du sie abgreifst, erst später 
abgeschaltet wird (Steuergerät).

[Sören K. (foxalem)]

Hi,
im Moment wird die Schaltung nur über den Schalter betrieben wie im 
Schaltplan. Die Zündung wird also Manuell von mir gesteuert.

[Sascha W. (sascha-w)]

Hallo,

warscheinlich ist die Spannung über dem Ausgang von OK2 noch zu hoch und 
Q3 sperrt nicht (Stromverstärkung von Q3 bei dir höher, Exemplarstreuung 
der OK). Zwei Optokoppler in Reihe an dem 3.3V GPIO könnte schon knapp 
werden.
Mach einfach mal vor die Basis von Q3 noch 10k rein.

Sascha

[Manfred (Gast)]

Sören K. schrieb:
> eine kleine Schaltung zusammgengelötet
Die Schaltung sieht insgesamt recht wirr aus, aber ich will sie nicht 
neu konstruieren.

Setze von C1-Plus eine Diode nach Zündung, dann wird der sich zügig in 
Richtung Bordnetz entladen.

Im Testaufbau muß dann natürlich eine Last an den Schalter, z.B. 
Standlichtbirne, um den realen Verhältnissen im Kfz näher zu kommen.

[Sascha W. (sascha-w)]

Manfred schrieb:
> Setze von C1-Plus eine Diode nach Zündung, dann wird der sich zügig in
> Richtung Bordnetz entladen.
der C soll sich aber nicht sofort entladen wenn die Zündung 
ausgeschaltet wird, dann schmiert der PI noch im Booten ab wenn die 
Zündung gleich nach dem Einschalten noch mal Ausgeschaltet wird.

Sascha

[Manfred (Gast)]

Sascha W. schrieb:
>> Setze von C1-Plus eine Diode nach Zündung, dann wird der sich zügig in
>> Richtung Bordnetz entladen.
> der C soll sich aber nicht sofort entladen wenn die Zündung
> ausgeschaltet wird, dann schmiert der PI noch im Booten ab wenn die
> Zündung gleich nach dem Einschalten noch mal Ausgeschaltet wird.

Du weisst, was Du willst? In der Eingangsfrage sind dir 45 Sekunden zu 
lange, zügig entladen ist aber auch nicht recht - was denn nun?

[Sascha W. (sascha-w)]

Manfred schrieb:
> Sascha W. schrieb:
>>> Setze von C1-Plus eine Diode nach Zündung, dann wird der sich zügig in
>>> Richtung Bordnetz entladen.
>> der C soll sich aber nicht sofort entladen wenn die Zündung
>> ausgeschaltet wird, dann schmiert der PI noch im Booten ab wenn die
>> Zündung gleich nach dem Einschalten noch mal Ausgeschaltet wird.
>
> Du weisst, was Du willst? In der Eingangsfrage sind dir 45 Sekunden zu
> lange, zügig entladen ist aber auch nicht recht - was denn nun?
Ich will ja hier nicht für den TO sprechen, aber du hast den Sinn der 
Schaltung noch nicht ganz verstanden.
Nach dem Einschalten soll der PI booten, und dann die Selbsthaltung 
aktivieren. In der Zeit sorgt der C dafür das der PI beim abschalten der 
Zündung nicht einfach aus geht sondern erst mal normal startet.
Erkennt der PI das die Zündung aus ist fährt er runter - die 
Versorgungsspannung würde aber durch den C erst nach x sec abgeschaltet. 
Macht man in der Zeit die Zündung wieder an bleibt der PI einfach aus. 
Deshalb soll der PI nach dem booten den C entladen.
Macht schon irgendwie Sinn, wobei ich dir zustimme das die Schaltung 
irgendwie recht "vergurkt" ist.

Sascha

[Sören K. (foxalem)]

Manfred,
war nich ich der dass Geschrieben hat aber er hat recht.

Das RC-Glied soll lediglich die Bootzeit überbrücken. Danach wird es 
nicht mehr gebraucht und soll entladen werden, sodass nach dem 
runterfahren das RC-Glied auf 0 ist und die Spannungsversorgung des RPi 
abgeschalten wird, nachdem dieser komplett down ist.

Sascha du hast Recht. Ich habe selbst mit betätigtem OK2 noch eine 
Spannung von 0,74V an der Basis von Q3, selbst mit den zusätzlichen 10k 
dazwischen

[Manfred (Gast)]

Sascha W. schrieb:
>> Du weisst, was Du willst? In der Eingangsfrage sind dir 45 Sekunden zu
>> lange, zügig entladen ist aber auch nicht recht - was denn nun?
> Ich will ja hier nicht für den TO sprechen, aber du hast den Sinn der
> Schaltung noch nicht ganz verstanden.
Gebe ich gerne zu.

> Nach dem Einschalten soll der PI booten, und dann die Selbsthaltung
> aktivieren.
Das würde mein µC binnen weniger Millisekunden machen.

> In der Zeit sorgt der C dafür das der PI beim abschalten der
> Zündung nicht einfach aus geht sondern erst mal normal startet.
Also die Zeit zum Booten überbrücken, klar.

> Erkennt der PI das die Zündung aus ist fährt er runter - die
> Versorgungsspannung würde aber durch den C erst nach x sec abgeschaltet.
> Macht man in der Zeit die Zündung wieder an bleibt der PI einfach aus.
Ja.

> Deshalb soll der PI nach dem booten den C entladen.
Na, dann soll er das doch einbauen.

Wenn ich das richtig sehe, wird das Relais über den OK3 gehalten, dreist 
und grenzwertig. Den OK würde ich umschalten, dass er den Q2 
durchsteuert anstatt selbst den Relaisstrom zu nehmen.

Aktuell müsste man doch per Diode vom Collector OK3 zum C1 diesen 
entladen können, noch einen Widerstand von 1k dazu.

> Macht schon irgendwie Sinn, wobei ich dir zustimme das die Schaltung
> irgendwie recht "vergurkt" ist.
Die würde bei mir sicherlich anders aussehen und der Sinn von 
Optokopplern bei gemeinsamem Massebezug erschließt sich mir garnicht.

Da hat jemand, der ein bißchen Elektronik versteht, etwas gebaut und 
jemand, der garnichts versteht, hat es abgekupfert?

[Manfred (Gast)]

Sören K. schrieb:
> Sascha du hast Recht. Ich habe selbst mit betätigtem OK2 noch eine
> Spannung von 0,74V an der Basis von Q3, selbst mit den zusätzlichen 10k
> dazwischen
Weil die Schaltung bekloppt ist und der Koppelfaktor vom Optokoppler 
nicht mehr hergibt.

Bei etwa 8mA durch die Optokoppler-LED kann der keinesfalls die 10mA 
über R10 nehmen. R10 hoch auf 22kOhm, vielleicht noch eine 1N4148 
zwischen R10 und die Basis Q3.

[Sören K. (foxalem)]

Hi Manfred,

mag ja sein dass die Schaltung bekloppt ist aber ich war ehrlich gesagt 
zu Faul mir selbst was auszudenken und ich hätte es wohl auch nicht 
besser gemacht. Hab vor 3 jahren meinen Elektrotechniker gut 
abgeschlossen aber seit dem nicht in diesem Bereich gearbeitet, daher 
ist vieles einfach schon wieder weg.

Dein Tipp mit R10 erhöhen hat geholfen. Hab nun 14,7k drin weil ich 
keine 22 hatte aber es funktioniert.

Danke dafür.

[Manfred (Gast)]

Sören K. schrieb:
> Hab vor 3 jahren meinen Elektrotechniker gut
> abgeschlossen aber seit dem nicht in diesem Bereich gearbeitet, daher
> ist vieles einfach schon wieder weg.
Schade, dass meine Vorurteile gegen den Wert von Bildungsabschlüssen 
schon wieder bestätigt werden.

Schaue Dir bitte die Daten Deiner Optokoppler an, wie ich es schrieb:
Manfred schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, wird das Relais über den OK3 gehalten, dreist
> und grenzwertig. Den OK würde ich umschalten, dass er den Q2
> durchsteuert anstatt selbst den Relaisstrom zu nehmen.
Du bewegst Dich hier in einem Bereich, wo die Funktion nicht 
gewährleistet ist, weil auch da mehr Strom gefordert ist als der 
Optokoppler garantiert koppeln kann. Wenn die Schaltung nach längerem 
Betrieb oder bei hoher Umgebungstemperatur ausfällt, denke an mich :-)

> Dein Tipp mit R10 erhöhen hat geholfen. Hab nun 14,7k drin weil ich
> keine 22 hatte aber es funktioniert.
Gut, zumindest die Ecke ist glöst, freut mich.