MCP23017 zur Ansteuerung von Relais?

[Matthi (Gast)]

Hallo Zusammen,

ich versuche mich gerade an die Ansteuerung eines Relais und habe ein 
paar wenige Fragen die wahrscheinlich nicht ganz so schwer sind für die 
meisten von euch. Habt bitte Rücksicht mit mir ;-)

Ich möchte 16 Relais (NEC EX2)über den Portexpander MCP23017 ansteuern 
gemäß Bild im Anhang (auf dem Bild sind nur zwei Relais zu sehen. Die 
anderen Relais habe ich der übersichthalber weggelassen). Das RC-Glied 
dient als Löschglied, aber darum soll es garnicht gehen...

Der Expander wird mit VDD=5V betrieben und laut Dattenblatt liefern die 
Pins am Ausgang eine Spannung von 4,3V (VDD-0,7). Diese Spannung würde 
aufgrund des Pull-Down-Widerstandes (10kOhm) am MOSFET (BSS 138) einen 
Strom von 430µA verursachen. Für alle 16 Relais bedeutet das also, dass 
der Expander mir 6,9mA liefern muss.

Frage:
- Würde dies den Expander nicht überlasten? Im Datenblatt steht unter 
"Absolute Maximum Ratings"  was von "Maximum Output : 25mA" Allerdings 
weiß ich nicht unter welchen Bedingungen diese 25mA gültig sind.

- Macht es sinn den Pull-Down auf 100kOhm zu erhöhen? So würde ich den 
Strom pro MOSFET auf 43µF begrenzen. Ist der Widerstand jedoch zu hoch, 
kann das Gate nicht richtig gegen Masse gezogen werden...

- Ein Pull-Down ist zwingend notwendig um beim Reseten weiterhin einen 
definierten Zustand am Gate zu haben, richtig?

-Wäre es sinnvoller gewesen einen Transistor zu nehmen oder wäre das 
egal? Ich habe den MOSFET gewählt, da am Gate lediglich eine Spannung 
benötigt wird. Beim Transistor benötige ich ja noch einen Basisstrom, 
den wollte ich vermeiden

Würde mich über Antworten freuen. :-)

Viele Grüße,
Matthi

[Εrnst B. (ernst)]

Matthi schrieb:
> Ein Pull-Down ist zwingend notwendig um beim Reseten weiterhin einen
> definierten Zustand am Gate zu haben, richtig?

Dafür gehen aber auch 100k oder sogar mehr.

Matthi schrieb:
> Ist der Widerstand jedoch zu hoch,
> kann das Gate nicht richtig gegen Masse gezogen werden...

Im normal-Betrieb schaltet der Chip niederohmig nach GND.
Der Pull-Down sorgt nur für einen definierten Zustand, wenn der chip den 
Pin  als INPUT konfiguriert hat (z.B. beim Reset/Power-ON)


Matthi schrieb:
> Allerdings
> weiß ich nicht unter welchen Bedingungen diese 25mA gültig sind.

Pro Pin. in Summe 150/125 mA, 700mW max. Verlustleistung.

Matthi schrieb:
> laut Dattenblatt liefern die
> Pins am Ausgang eine Spannung von 4,3V (VDD-0,7)

Mindestens, unter Worst-case bedingungen. Rechne eher mit vollen 5V.

[Matthi (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> Mindestens, unter Worst-case bedingungen. Rechne eher mit vollen 5V.

Stimmt! 4,3V ist die unter Grenze laut Datenblatt

Εrnst B. schrieb:
> Pro Pin. in Summe 150/125 mA, 700mW max. Verlustleistung.

Okay, dass dürfte dann ja locker hinbekommen, wenn ich den Pull-Down 
weiterhin auf 10k lasse.

Εrnst B. schrieb:
> Dafür gehen aber auch 100k oder sogar mehr.

Sicher? Ich meine gelesen zu haben, dass ein zu großer Widerstand den 
Pin nicht mehr "sauber" auf Masse zieht, wenn der Pin des µC zum Eingang 
wird (z.B. während des Resets)

Danke für deine Antwort

[Εrnst B. (ernst)]

Matthi schrieb:
> Sicher? Ich meine gelesen zu haben, dass ein zu großer Widerstand den
> Pin nicht mehr "sauber" auf Masse zieht, wenn der Pin des µC zum Eingang
> wird (z.B. während des Resets)

Das wäre der Fall, wenn der PIN nicht nur als reiner Eingang, sondern 
als "Eingang mit Pull-Up" Konfiguriert wäre.

The GPPU register controls the pull-up resistors for the
port pins. If a bit is set and the corresponding pin is
configured as an input, the corresponding port pin is
internally pulled up with a 100 kΩ resistor.

mit 100k Pull-Down wäre das ein 1:1 Spannungsteiler, also 2.5V am Gate. 
Das wäre in der Tat ungünstig.

Aber: Default für die Pullup-Register ist 0x00.

d.H. der Pin konfiguriert sich nicht beim Reset oder per einfachem 
Software-Fehler auf Input-mit-Pullup, das geht eher in Richtung 
"mutwillige Sabotage".

tl;dr: Wenn dich die 10kΩ nicht stören, lass sie drinnen.

[Matthi (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> mit 100k Pull-Down wäre das ein 1:1 Spannungsteiler, also 2.5V am Gate.
> Das wäre in der Tat ungünstig.

Ich würde die internen Pull-Ups weglassen und stattdessen "meine" 
Pull-ups auf 100k erhöhen. Somit hätte ich nur ein Stromfluss von 43µA 
pro Pull-Up.