12V i2c Halogen/LED Steuerung über Raspberry Pi

[stephezapo]

Mahlzeit

bin gerade am Tüfteln über meine Haussteuerung fürs Wochenendhaus. Dort gibt es ein 12V Solar-Inselsystem, an dem Halogen- und LED-Leuchten dranhängen.
Nun soll das ganze von einem Raspberry Pi gesteuert werden, der einen i2c-Bus auf 3.3V-Level besitzt.

Die Platine besteht aus einem I2C Level-Shifter von 3.3V auf 5V und aus einer Reihe von PCF8574, die jeweils Eingänge für Taster haben sollen, als auch Ausgänge für die Ansteuerung der Lampen, dessen Leistung zwischen 5W und 100W beträgt. Ziel ist ein Ein/Ausschalten der Lampen über Taster, als auch eine computergesteuerte Regelung der Beleuchtung.
Raspberry Pi und die i2C-Elektronik hängen an einem separaten 12V-Netz, daher möchte ich das Taster/Lampen-Netz vom Steuerungsnetz mittels Optokopplern trennen.

Was Elektronik betrifft, bin ich noch am Anfang des langen Weges zum Meister. Ich habe mich die letzten 2 Tage damit beschäftigt und eine Schaltung aufgezeichnet. Könnte da vielleicht einmal jemand ein Blick drauf werfen, ob das funktionieren kann oder ob es völliger Unfug ist?

Gibt es Optimierungen hinsichtlich
- Effizienz (Stromverbrauch)
- Tauglichkeit für (Software-)PWM
- Dimensionierung (wie gesagt, Lampen von 5W-100W)-
- Einbau von Status-LEDs an Ein- und Ausgängen? (die sollten allerdings den Stromverbrauch möglichst wenig erhöhen)

??

Bin für jede Hilfe sehr dankbar!

[stephezapo]

Also entweder interessierts niemanden, oder keiner kennt sich aus

Selbst ist der Mann, also hab ichs schlichtweg mal ausprobiert. Mit ein paar Änderungen am Schaltbild hab ich es schlussendlich hinbekommen.
Die Änderung im Konzept war zwischenzeitlich, dass das ganze per Arduino gesteuert wird, und dieser wiederum per RS485 an einem Bus hängt, dessen Master dann ein Raspberry Pi sein wird. Auf diese Weise können die Arduinos autark ein- und ausschalten, und nur wenn vom Master Commands kommen, entsprechend agieren. Ansonsten wäre ich abhängig von der Stabilität des Raspberry Betriebssystems.
Im Anhang ist das neue Schaltbild, wenn es für jemanden interessant ist. Bin im Moment nur noch am überlegen, ob ich nicht auf I2C verzichte und nur mit den PWM-Ports des Arduino arbeite. Da die Unos nur 6 solche Ports haben, brauche ich entweder ein paar Stück davon, oder (weniger) Stück von der Mega-Serie, die hat nämlich 15.

Jetzt fehlt mir nur noch eine Schaltung, mit der ich eine LED zwischen Optokoppler und Arduino einfügen kann, sodass eine LED auf der 5V-Seite leuchtet, wenn ich den Taster drücke.

[DanielSan]

Da die Unos nur 6 solche Ports haben, brauche ich entweder ein paar Stück davon, oder (weniger) Stück von der Mega-Serie, die hat nämlich 15.

Oder du machst ne Software PWM. Wofür brauchst du denn die PWM?

[stephezapo]

Die PWM brauch ich zum Dimmen von 12V Halogenlampen bzw. LED-Leuchten. Bei der Software-PWM mache ich mir nur Sorgen wegen der Geschwindigkeit. Bei Halogen-Lampen merkt man das kaum (außer ein Summen der Lampe), aber bei LEDs muss die Frequenz ordentlich hoch sein, damit man kein Flackern merkt.

[DanielSan]

Achso zum Dimmen ok. Macht Sinn.

Wenn der Arduino nichts /nicht viel anderes macht ausser Software PWM, reicht das vermutlich aus von der Geschwindigkeit. Wieviel Hz sind denn nötig, damit der Mensch garantiert kein Flackern mehr wahr nimmt?