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Board-Ansicht[Grundlagen] Ohmsches Gesetz, Raspberry.. (Elektronik)
verfasst von Sascha
, Östliches Westfalen, 27.05.2015, 08:26 Uhr
Hallo zusammen,
ich habe mir vor einem Jahr einen Raspberry gekauft, der dann bis vor kurzem in der Ecke lag, da ich, nachdem ich das Teil softwareseitig zum Laufen bekam (bin ein Windows-Kind...), keine Zeit mehr hatte, mich mit Elektronikbasteleien zu beschäftigen.
Da mein Sohn mittlerweile in dem Alter ist, wo er sich für soetwas interessiert, möchte ich das nun nachholen.
Dazu habe ich erstmal eine gewisse Grundausstattung an Werkzeug und Teilen angeschafft (Multimeter, Lötstation, Breadboard, T-Cobbler, Kabel, Schalter, Widerstände, LEDs, und und und......).
Da ich nicht nur in der Linux-Welt, sondern auch im Bereich Elektronik ein absoluter Neuling bin und Physik in der Schule nicht gerade mein Lieblingsfach war, musste ich mir ersteinmal ein paar Grundlagen anlesen.
Dazu habe ich unter anderem dieses Kompendium genutzt, aber auch diverse Videos auf Youtube geschaut.
Nachdem ich einige Zeit mit dem Breadboard, Widerständen, LEDs und einer 9V-Block-Batterie verbracht hatte, dachte ich, ich wäre soweit, mich an den Raspberry und seinen GPIO-Port zu trauen (Python beherrsche ich).
Bei Videos zu dem Thema kam ich dann jedoch an eine Stelle, die mich verunsichert hat.
Bisher bin ich immer davon ausgegangen, nur darauf achten zu müssen, dass die Spannung für die Verbraucher nicht zu hoch ist.
Der Fehler hier war schon, dass ich die Stromstärke unberücksichtigt gelassen hatte, da sie in meinen bisherigen Experimenten irrelevant war.
Im Video wurde nun gesagt, dass ich keinen der GPIO-Pins mit mehr als 2mA belasten dürfe und somit auf jeden Fall ein Widerstand benutzt werden müsse, auch wenn die LED die gelieferten 3.3V verträgt.
Bis dahin war ich der Überzeugung, dass ich nur Verbraucher, also bspw. eine LED, absichern müsste.
Das war wohl bei der ausschließlichen Versorgung über eine Batterie auch der Fall.
Ich habe dann auch viel zu dem Thema gelesen, da ich aber unterschiedliche Aussagen fand, bin ich noch mehr verunsichert.
Da das ja auch eine Sicherheitsfrage ist, möchte ich das unbedingt verstehen.
Daher gebe ich das, was ich meine verstanden zu haben, jetzt mal in eigenen Worten wieder, und bitte Euch, mir zu sagen, ob das so korrekt ist, oder nicht.
Also:
Bei einer LED, die (ohne weitere nennenswerte Bauteile wie Schalter o.ä.) an eine Batterie angeschlossen werden soll, muss ich nur auf die LED achten, dass diese bspw. nicht mehr als 3.2V und 20mA bekommt.
Den benötigten Widerstand, um die 9V auf die maximalen 3.2V zu drücken, errechne ich mittels des Ohmschen Gesetzes. (Die 20mA hatte ich hier schon gar nicht beachtet. Gelesen habe ich nun, dass eine 9V Batterie etwa 550mA liefert. Warum hat die LED das überlebt?)
Wenn ich anstelle der Batterie die GPIO-Pins des Raspberry als Spannungsversorgung einsetze, sieht das etwas anders aus.
Hier muss ich nicht nur die LED absichern, sondern auch die Pins.
Ich habe das so verstanden, dass der 3.3V Pin eben 3.3V Spannung und etwa 16mA Strom abgibt. Das wäre für die LED in Ordnung.
Aber da das Ganze dann zurück in den Masse-Pin (Ground) fliesst, und dieser, wie alle anderen Pins auch, maximal 2mA Strom abbekommen darf, muss ich die 16mA auf max. 2mA drosseln. Den Widerstand berechne ich auch hier wieder mit URI.
Daraus schließe ich, dass, wenn ich den 3.3V-Pin direkt mit der Masse verbinden würde, sich der Raspberry sofort verabschieden würde.
Beim 5V-Pin sieht das wohl anders aus, da dieser durch eine Sicherung abgesichert ist, und sich das Gerät bei zu hoher Spannung abschalten würde.
In einer elektrischen Schaltung muss ich darauf achten, das alle Elemente weder zu viel Strom (Ampere), noch eine zu hohe Spannung (Volt) abbekommen.
Sind meine Aussagen so korrekt?
Vielen Dank im Voraus für Eure Unterstützung 
LG
Sascha
Gesamter Thread:
, 27.05.2015, 08:26 (Elektronik), 27.05.2015, 15:18