Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenblatt eines Optokopplers auswerten


von Guido R. (gr-thunderstorm)


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Hi!
Ich bin neu in diesem Forum und hoffe, ich habe das richtige Unterforum 
für meine Frage erwischt. :)
Ich plane derzeit ein kleines Bastelprojekt und benötige unter anderem 
einen Optokoppler, um eine Gleichspannung in einem zweiten Stromkreis zu 
schalten.

Auf der linken Seite soll eine Gleichspannung mit 5V anliegen und auf 
der rechten Seite eine Spannung von ebenfalls 5V freigeschaltet werden.

Ich habe unter anderem diesen Optokoppler gefunden:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDczOTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Optokoppler/Optokoppler.html

Datenblatt: http://www.pollin.de/shop/downloads/D120629D.PDF

Kann mir jemand sagen, ob dieser dafür geeignet wäre? Leider sehe ich 
bei den vielen angegebenen Werten nicht so recht durch, auf welche 
Spannungen ich dabei achten muss und wann es sich um Maximal- oder 
Minimalwerte handelt. :(

von Dietrich L. (dietrichl)


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Guido Rotte schrieb:
> der rechten Seite eine Spannung von ebenfalls 5V freigeschaltet werden.

Den Strom, den Du schalten willst, musst Du aber auch noch angeben und 
was Du mit "freischalten" meinst, d.h. wie weit der Transistor 
durchschalten soll (Sättigungsspannung Uce des Transistors)!

Gruß Dietrich

von Erich (Gast)


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Klar kannst du für deinen genannten Zweck diesen Optokoppler verwenden.
Wichtige Angaben im Datenblatt sind die "Recommended Operating 
Conditions".
Also der typische Strom, der durch die Leuchtdiode fliessen muss, und 
der Strom der auf Sekundärseite durch den Transitor fliessen sollte wenn 
durchgeschaltet.
Das ist bei diesem Koppler:  LED 10 mA / 16 mA  @1,15 Volt  und 
Transitor 1-10 mA.
Die Angaben bei der Led sind bischen komisch, nimm' erstmal 10 mA.
Damit kannste jetzt die notwendigen zwei Widerstände (einen bei LED, 
einen Transistor) ausrechnen, für deine Betriebsspannungen, das mache 
ich jetzt nicht...
Gruss

von slow (Gast)


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Vielleicht ist ja auch ein kleines Relais die richtige Lösung für Deine 
Aufgabenstellung?

von Peter R. (pnu)


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Als Erstes muss die Eingangsdiode leuchten. Dazu sind mindestens 5 mA 
notwendig. Die werden bei 5V mit 3,8V erzeugt, denn 1,2V gehen duch die 
Diode verloren. Der Vorwiderstand muss also  390 Ohm oder weniger 
bertagen.
Bei enem Übertragungsfaktor von 0,5 kann der Forotransistor dann 2,5mA 
schalten. Beim Schalten von 5V muss der Lastwiderstand also mehr als 
2kOhm (2,2kOhm) betragen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Peter R. schrieb:
> Als Erstes muss die Eingangsdiode leuchten. Dazu sind mindestens 5 mA
> notwendig.
Das ist zu einfach: es gibt keinen Mindestwert, der benötigte LED-Strom 
hängt vom  Strom am Ausgang ab. Du musst die Rechnung also von hinten 
her machen (benötigter Strom am Ausgang).
> Bei enem Übertragungsfaktor von 0,5 kann der Forotransistor dann 2,5mA
> schalten.
Auch leicht daneben: der garantierte Übertragungsfaktor von 0,5 gilt für 
Uce=5V, d.h. nicht im Schaltbetrieb. Du brauchst also mehr LED-Strom 
oder weniger Ausgangsstrom.

Gruß Dietrich

von Guido R. (gr-thunderstorm)


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slow schrieb:
> Vielleicht ist ja auch ein kleines Relais die richtige Lösung für Deine
> Aufgabenstellung?

An ein Relais (Reed Relais?) dachte ich auch schon, aber da sehe ich 
ebensowenig durch in den Datenblättern. Hinzu kommt die vermutlich 
geringere Lebensdauer, wenn ich mich nicht irre? Ich war davon 
ausgegangen, dass ein Optokoppler länger hält.


Peter R. schrieb:
> Als Erstes muss die Eingangsdiode leuchten. Dazu sind mindestens 5 mA
> notwendig. Die werden bei 5V mit 3,8V erzeugt, denn 1,2V gehen duch die
> Diode verloren. Der Vorwiderstand muss also  390 Ohm oder weniger
> bertagen.
> Bei enem Übertragungsfaktor von 0,5 kann der Forotransistor dann 2,5mA
> schalten. Beim Schalten von 5V muss der Lastwiderstand also mehr als
> 2kOhm (2,2kOhm) betragen.

Vielen Dank, damit hast du meine nächste Frage nach den notwendigen 
Widerständen gleich vorweg genommen. :)

Leider kann ich nicht genau beantworten, wie viel Stromstärke auf beiden 
Seiten aufgebracht wird, als Stromquelle dient nämlich ein ATX-Netzteil. 
Von diesem möchte ich die Standby-Leitung als Spannungsquelle für den 
Optokoppler nutzen und auf der EC-Seite soll bei umlegen eines Schalters 
auf der linken Seite PS_ON und GND verbunden werden, damit das Netzteil 
sich einschaltet. Allerdings habe ich gelesen, dass PS_ON und GND 
niederohmig verbunden werden müssen, damit das Netzteil sich 
einschaltet.


Ehe jetzt die Frage aufkommt, weshalb ich nicht einfach mit einem 
Schalter letzteres realisiere:
Ich möchte für mein Projekt ein ATX-Gehäuse nutzen und dieses verfügt 
nur über einen Taster. Zusätzlich kommt also dieses kleine Teil zum 
Einsatz:
http://www.conrad.de/ce/de/product/701240/SCHALTFOLGE_KONVERTER-33-35VDC/0216990&ref=list
Datenblatt: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/700000-724999/701240-an-01-de-SCHALTFOLGE_KONVERTER_3_3_35VDC.pdf

Leider kann ich das nicht direkt mit dem Netzteil verbinden, meint der 
Conrad-Support. :( Deshalb zerbreche ich mir seit einer Woche den Kopf, 
wie ich das sonst damit hinbekommen kann. Im Datenblatt steht ein 
Beispiel für eine LED-Schaltung und so dachte ich daran, die LED durch 
einen Optokoppler zu ersetzen, da hierbei wesentlich weniger Teile 
benötigt werden als bei dem Beispiel mit dem Relais.

An Stromstoßrelais zur direkten ansteuerung mit dem Taster dachte ich 
auch schon, aber die kosten irgendwie allesam >30€, oder gibt es diese 
auch in kleinerer Ausführung? :O


PS: Sollte ich den Thread evtl. umbenennen?


Edit:
Dietrich L. schrieb:
> Du brauchst also mehr LED-Strom oder weniger Ausgangsstrom.
>
> Gruß Dietrich

Das sollte gegeben sein. 5V-SB verfügt meines Wissens nach über mehr 
Stromstärke als PS_ON.

von Peter R. (pnu)


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Am Eingang verhält es sich so: Die standby-Spannung kann  durchaus mit 
den 5mA belastet werden, wenn  es wirklich die Standby-Spannung ist.

Sicherheitshalber kann man ja den Vorwiderstand am Eingang auf 220 oder 
270 Ohm verringern und sehen, ob dann Alles noch geht. Wenn ja, zurück 
auf die 390 Ohm oder auf 330 Ohm.

Auf der Ausgangseite den Fototransistor direkt als Schalter benutzen: 
Emitter auf GND Kollektor an PS-ON, den PS-ON ist wohl ein 
Digitaleingang mit 1,6mA Strom im low-Zustand.(1,6 mA entspricht einer 
"TTL-Einheit")

von Peter R. (pnu)


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@ Dietrich

Wenn Du Alles so genau weißt, warum antwortest Du nicht direkt auf die 
Frage des Threaderstellers?

Oder weißt Du nur besser?

von Guido R. (gr-thunderstorm)


Angehängte Dateien:

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Ich habe mal eine Skizze angehängt, wie ich die Anordnung der 
Einzelteile jetzt verstanden habe.

Liege ich damit richtig?

Kann man R2 vielleicht auch weglassen? Soweit ich das verstanden habe, 
muss PS_ON niederohmig mit der Masse verbunden werden und ein 
Optokoppler selbst stellt schon einen gewissen Widerstand dar.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Guido Rotte schrieb:
> Ich möchte für mein Projekt ein ATX-Gehäuse nutzen und dieses verfügt
> nur über einen Taster. Zusätzlich kommt also dieses kleine Teil zum
> Einsatz:

Und was soll das ganze werden, wenn es fertig ist? Wozu braucht man bei 
einem ATX-Gehäuse einen "Schaltfolgenkonverter"? Was soll der da machen?

von Guido R. (gr-thunderstorm)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Guido Rotte schrieb:
>> Ich möchte für mein Projekt ein ATX-Gehäuse nutzen und dieses verfügt
>> nur über einen Taster. Zusätzlich kommt also dieses kleine Teil zum
>> Einsatz:
>
> Und was soll das ganze werden, wenn es fertig ist? Wozu braucht man bei
> einem ATX-Gehäuse einen "Schaltfolgenkonverter"? Was soll der da machen?

Ich möchte ein nicht-ATX-konformes Mainboard verwenden und dieses 
verfügt von sich aus über keine Schaltungen um ein Netzteil zu steuern. 
Das hat nur einen 5V-Eingang und wenn da Strom fließt geht es an und 
wenn nicht dann nicht.
http://www.raspberrypi.org/


Nochmal zur Frage Relais vs. Optokoppler:
Im Datenblatt zum Koppler steht ja irgendwas von wegen, dass die 
Lebensdauer sinkt, wenn er permanent eingeschaltet wird, auch wenn die 
Maximalwerte nicht überschritten werden.
Wäre ein Relais unter Umständen besser geeignet?

von Peter R. (pnu)


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Guido Rotte schrieb:
> Liege ich damit richtig?
>
> Kann man R2 vielleicht auch weglassen? Soweit ich das verstanden habe,
> muss PS_ON niederohmig mit der Masse verbunden werden und ein
> Optokoppler selbst stellt schon einen gewissen Widerstand dar.

Ja, R2 kann man weglassen.

Wenn PS-ON ein Logikeingang ist, kann man R2 sowieso weglassen, da stört 
er nur. Die angeschlossenen Logik liefert von +U im Allgemeinen maximal 
eine TTL-Last im hi-Zustand, die an Masse geleitet werden, wenn 
eingeschaltet wird..

Da der Strom im Transistor des Optokopplers mit dem Strom der IR-LED 
zusammenhängt, gibt es sowieso eine Strombegrenzung.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Dann schmeiß das hoffnungslos überdimensionierte ATX-Netzteil da raus 
und verwende ein passender dimensioniertes 5V-Netzteil. Ein einfaches 
USB-Steckernetzteil sollte reichen, der RaspberryPi ist eher sparsam.

Was willst Du mit dem leeren umbauten Raum anfangen? Geschätzte 99% des 
ATX-Gehäuses bleiben leer ...

von Dietrich L. (dietrichl)


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Peter R. schrieb:
> @ Dietrich
>
> Wenn Du Alles so genau weißt, warum antwortest Du nicht direkt auf die
> Frage des Threaderstellers?

Bis jetzt Zeitpunkt ist noch nicht sicher bekannt, welcher Strom 
geschaltet werden muss. Daher kann ich auch noch kein ordentliches 
Ergebnis liefern :-((

> Oder weißt Du nur besser?

Daher wollte ich zumindest darauf hinweisen, wie bei bekannten oder 
angenommenen Werten gerechnet werden sollte.

Gruß Dietrich

von Guido R. (gr-thunderstorm)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Dann schmeiß das hoffnungslos überdimensionierte ATX-Netzteil da raus
> und verwende ein passender dimensioniertes 5V-Netzteil. Ein einfaches
> USB-Steckernetzteil sollte reichen, der RaspberryPi ist eher sparsam.
>
> Was willst Du mit dem leeren umbauten Raum anfangen? Geschätzte 99% des
> ATX-Gehäuses bleiben leer ...


Ich benötige jedoch auch 12V- und 3,3V-Leitungen, da ich noch einiges 
mehr in das Gehäuse einbauen möchte, wie z.B. eine HDD (evtl. 3,5") und 
einen DVD-Brenner. Zusätzlich kommt noch eine TV-Karte rein, usw...
Das Netzteil hat nur 75W und liegt dem Gehäuse (ca. 65x220x210 mm groß) 
bei.
Das ganze wird dann als HDD-Reciever, Druckerserver und 
Netzwerk-Speicher in einem verwendet.

Vielleicht baue ich ja noch ein weiteres Raspberry Pi in das gleiche 
Gehäuse um ein kleines Cluster zu bauen, wer weiß? ;)




Mal eine ganz andere Idee:

Angenommen ich habe einen AND-Gatter. An Eingang A und B sowie an die 
Versorgungseingänge schließe ich überall 5VSB an. Die Masse bleibt 
unangeschlossen!! Würde dennoch eine Spannung am Ausgang anliegen, 
sofern ein Verbraucher (z.B. das Gate eines MOSFET) an diesem 
angeschlossen ist? Oder muss die Masse des Gatters ebenfalls mit der 
Masse des ATX-Netzteils verbunden sein, damit ein Strom fließt?

von Peter R. (pnu)


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Guido Rotte schrieb:
> Mal eine ganz andere Idee:
>
> Angenommen ich habe einen AND-Gatter. An Eingang A und B sowie an die
> Versorgungseingänge schließe ich überall 5VSB an. Die Masse bleibt
> unangeschlossen!! Würde dennoch eine Spannung am Ausgang anliegen,
> sofern ein Verbraucher (z.B. das Gate eines MOSFET) an diesem
> angeschlossen ist? Oder muss die Masse des Gatters ebenfalls mit der
> Masse des ATX-Netzteils verbunden sein, damit ein Strom fließt?

Überlege mal.

Nur mit der Masseverbindung zusammen entsteht ein Stromkreis mit 
eindeutigen Spannungen. Eine fehlende Masseverbindung wird in 
Wirklichkeit in Form von Verbindungen über Streukapazität bestehen und 
jede Menge Störspannung einfangen. Da wird wahrscheinlich das AND-Gatter 
schnell an den Ausgängen zerstört werden. Oder der PS-ON-Eingang.

von Guido R. (gr-thunderstorm)


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Gibt es denn noch andere Bauelemente die bei Stromdurchfluss einen 
separaten Stromkreis "freigeben"?


Wie genau ist das bei Relais?
Nehmen wir z.B. dieses hier:
http://www.conrad.de/ce/de/product/504599/SIL-REED-RELAIS-5-V/0214610&ref=list

Könnte ich dieses für mein Vorhaben verwenden, da Rated Voltage = 5V?




Zu diesem Datenblatt für den Schaltfolge-Konverter (Beispiel zur 
Relaissteuerung):
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/700000-724999/701240-an-01-de-SCHALTFOLGE_KONVERTER_3_3_35VDC.pdf
Ist es wichtig, welche Leuchtdiode ich da verwende, oder könnte ich auch 
einfach die an der Gehäusefront dazwischen klemmen?

Bedeutet 560R = 560 Ohm?

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