Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 60kV Optokoppler Eigenbau


von Langschläfer (Gast)


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Hallo!

Ich möchte eine Schaltung die einen Flyback betreibt vom Laptop aus über 
UART steuern. Da die Hochspannung (ca. 40-60kV) recht "unberechenbar" 
ist möchte ich die Platine so gut als möglich von meinem schönen Laptop 
trennen.

Im Betriebsfall sollten auf der Schaltung selbst nie Spannungen über 12V 
auftreten, es geht hier rein um einen Störfall (zB. Kurzschluss zwischen 
Primär- und Sekundärwicklung im Hochspannungstrafo)

Meine Idee war zwei schnelle Fotodioden und zwei LEDs als Optokoppler 
für Rx und Tx zu verwenden (ca. 3 cm Abstand).
Stromverbrauch und Datenrate sind mir mehr oder weniger egal (5 Byte / 
Sekunde wären schön)

Zwischen Fotodiode und LED würde ich dann ein geerdetes Blech (mit 2 
Löchern fürs Licht) montieren, damit ein Blitz im Zweifelsfall eher dort 
als in die laptopseitigen Dioden einschlägt.

Ist dies so sinnvoll?
Habt ihr bessere Vorschläge?

lg

von UrsU (Gast)


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Vielleich auch mit diesen Kunststoff-Lichtwellenleitern.

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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Nimm lieber 50cm Lichtwellenleiter

von Martin (Gast)


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Ich würd was Fertiges nehmen:

http://wut.de/e-81009-ww-dade-000.php?pf=186

Martin

von Floh (Gast)


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Das Blech würde ich sein lassen und dafür lieber den Abstand erhöhen.
Auch denkbar wären statt normalem Licht gepulstes IR-Licht zu nehmen, 
wie bei einer Fernbedienung. Dafür gibts dann auch gleich passende 
Empfangsdioden, die Tageslicht und sonstige Störungen unterdrücken. 
(tsop- reihe von vishay z.B.)

Was solls den insgesamt werden? :-)

von Martin (Gast)


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Eindeutig LWL! Da gibts auch fertige Lösungen, bzw "schöne" Bauteile die 
man verwenden kann und es funktioniert.

von W.S. (Gast)


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Langschläfer schrieb:
> (ca. 3 cm Abstand).

Und das bei 60 kV ?????

Besorge dir drei Meter Kunststoff-LWL und von Siemens die passenden 
IR-Sende- und Empfangsdioden mit Schraubflansch im Durchmesser deines 
LWL.

Ich denke mal, 3 Meter sind ganz angemessen und hoffen nur, daß das 
LWL-Kabel keine Verspiegelungen/Bedampfungen an den Fasern hat, sonst 
rauchen die 60 kV dort nämlich gnadenlos durch.

Der Vorschlag mit nem IR-Empfänger für IR-Fernbedienungen auf einige 
Meter freie Luftlinie ist noch besser, du mußt bloß sehen, daß du das 
Ganze sauber dekodierst, damit deine Kinder nicht beim Herumzappen das 
Ungeheure losgehen lassen.

W.S.

von Langschläfer (Gast)


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Vielen Dank für die schnellen Antworten!

Eine fertige Lösung schließe ich leider aus, da sie mehr kosten würde 
als das gesamte restliche Projekt bisher. Ich wollte eher im Preisrahmen 
von unter 10€ bleiben.

Die Idee mit den modulierten IR-Dioden gefällt mir gut, allerdings 
befürchte ich, dass das System dann doch ein wenig sehr langsam sein 
könnte.

Habe beim Conrad LWL gefunden

http://www.conrad.at/ce/de/product/606854/POF-Lichtwellenleiter-Aussen-Durchmesser-22-mm-Schwarz-Sterner-Kabel/SHOP_AREA_17419&promotionareaSearchDetail=005

Ist so etwas brauchbar?
1mm klingt ziemlich dünn, oder ist das normal?

Vielen Dank noch einmal

PS: Ich betreibe damit eine GP5 (Vakuumröhre), daher auch der Wunsch das 
ganze aus Distanz mit dem Laptop zu steuern.

von Langschläfer (Gast)


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W.S. schrieb:
>> (ca. 3 cm Abstand).
>
> Und das bei 60 kV ?????
>
> Besorge dir drei Meter Kunststoff-LWL


Ist das nicht ein klein wenig übertrieben? Die Röhre über die diese 
Spannung anliegt ist nur ca. 10 cm lang, der Flyback sogar noch 
kleiner....

10-20 cm sind ja vlt doch sinnvoll aber alles darüber ist dann doch ein 
wenig paranoid, oder übersehe ich da etwas gravierendes?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Als Lichtleiter eignen sich Toslink-Kabel, die gibt es fertig 
konfektioniert für sehr wenig Geld, und als Sender/Empfänger lassen sich 
die Allerwelts-Bausteine TOTX und TORX von Toshiba bzw. einer der 
Nachbauten verwenden. Die sind ausreichend schnell, um S/PDIF-Daten zu 
übertragen, können also ein paar MHz Takt ab.

von Dr G. Reed (Gast)


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Das klingt schon ein wenig nach Röntgenstrahlung...

von User (Gast)


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Bluetooth ^^

von Ulrich (Gast)


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1 mm ist für LWL schon eher dick. Je dicker desto weniger kritisch ist 
aber auch die Ankopplung an Sender und Empfänger.

Im Prinzip, bei einem durchgehenden Isolator (Glas, Plexiglas) sind auch 
3 cm schon ausreichend. Das Problem sind eher die Kriechstrecken drum 
herum und ggf. die Kapazitive Kopplung. Deshalb sollte der LWL auch 
etwas länger sein.

So langsam sind die Modulierten IR Signale (üblich 38 kHz) nicht: 
Empfängerbausteine wie TSOP1738 reichen schon für 1-2 kBaud.

von Frank K. (fchk)


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Langschläfer schrieb:

> Meine Idee war zwei schnelle Fotodioden und zwei LEDs als Optokoppler
> für Rx und Tx zu verwenden (ca. 3 cm Abstand).
> Stromverbrauch und Datenrate sind mir mehr oder weniger egal (5 Byte /
> Sekunde wären schön)

Nimm TOSlink Sender und Empfänger. Die können DC bis 10 MHz, sind 
preisgünstig, und die Kabel gibts auch überall. 10m Abstand sollte 
reichen, oder?

fchk

PS:
http://de.rs-online.com/web/p/lwl/6666498/
http://de.rs-online.com/web/p/lwl/6666491/

Die Teile von Toshiba sind zur Zeit schlecht lieferbar, aber Sharp hat 
lieferbare Alternativen.

fchk

von Falk B. (falk)


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@  Langschläfer (Gast)

>Meine Idee war zwei schnelle Fotodioden und zwei LEDs als Optokoppler
>für Rx und Tx zu verwenden (ca. 3 cm Abstand).

Kann man machen, hat aber noch ein wenig Fremdlichtprobleme.

>Stromverbrauch und Datenrate sind mir mehr oder weniger egal (5 Byte /
>Sekunde wären schön)

Dann nimm eine IR-Fernbedienung. Einfach und preiswert.

http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP

>Zwischen Fotodiode und LED würde ich dann ein geerdetes Blech (mit 2
>Löchern fürs Licht) montieren, damit ein Blitz im Zweifelsfall eher dort
>als in die laptopseitigen Dioden einschlägt.

Weißt wie hoch die Schlagweite von 60kV sein kann?

von Langschläfer (Gast)


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Habe nur 40 kV Erfahrung aber da fängts erst am ca. 2 cm an bösartig zu 
zischen.
3 cm sind da wohl wirklich etwas unterdimensioniert, aber 10, vlt 15 
sollten doch reichen, vor allem wenn ich nur Luft verwende.

Was das Fremdlicht angeht könnte ich das ganze ja problemlos 
"überdachen"..

Was spricht eigentlich gegen mein "Erdungsblech" auf halber Strecke?
Ich fand die Idee recht gut, aber bisher hat sich erst einer dazu 
geäußerst (und das mit wenig Begründung ablehnend)
Gute Nacht!

von ... (Gast)


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Frank K. schrieb:
> http://de.rs-online.com/web/p/lwl/6666498/
...
> Die Teile von Toshiba sind zur Zeit schlecht lieferbar, aber Sharp hat
> lieferbare Alternativen.

Was meinst du bei dem Sharp RX mit "lieferbar"? RS hat unter 
"Verfügbarkeit" ein "nicht mehr im Sortiment" stehen.

von Frank K. (fchk)


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... schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> http://de.rs-online.com/web/p/lwl/6666498/
> ...
>> Die Teile von Toshiba sind zur Zeit schlecht lieferbar, aber Sharp hat
>> lieferbare Alternativen.
>
> Was meinst du bei dem Sharp RX mit "lieferbar"? RS hat unter
> "Verfügbarkeit" ein "nicht mehr im Sortiment" stehen.

OH! Vor ein paar Monaten habe ich noch einen Sack voll bei denen 
bestellt und geliefert bekommen. Wenigstens haben sie die 5V-Typen noch.

Eigenartig.

fchk

von Floh (Gast)


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Langschläfer schrieb:
> Was spricht eigentlich gegen mein "Erdungsblech" auf halber Strecke?
> Ich fand die Idee recht gut, aber bisher hat sich erst einer dazu
> geäußerst (und das mit wenig Begründung ablehnend)

Ich denke mir eben, dass du damit erstens deinen effektiven 
Sicherheitsabstand zum Laptop hin reduzierst und zweitens Blitze in 
diese Richtung sogar begünstigst, da ja ein "gewünschtes" Ziel vorhanden 
ist.
Nur eine Vermutung, kann auch völlig falsch sein. :-)

von Langschläfer (Gast)


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Vielen Dank für die Ideen!

Ich denke ich werde die TSOP38 Variante probieren, da schön lowcost und 
für mich wahrscheinlich ausreichend.

Ich berichte in 2 Wochen noch einmal.

von Osche R. (Gast)


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Langschläfer schrieb:

>> Besorge dir drei Meter Kunststoff-LWL
>
> Ist das nicht ein klein wenig übertrieben? Die Röhre über die diese
> Spannung anliegt ist nur ca. 10 cm lang, der Flyback sogar noch
> kleiner....

Das hängt davon ab, wieviel Energie Deine Quelle nachschieben kann. Ein 
Bekannter hatte vor einiger Zeit einen Überschlag durch einen LWL, die 
Seele hatte Feuchtigkeit gezogen. Das war ein FU für einen Antrieb der 
Megawatt-Klasse, und der Lichtleiter war hinterher einfach weg.

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Und wenn wir in 2 Wochen nichts mehr hören ist wohl der Laptop doch 
abgefackelt ;-)

von Helmut L. (helmi1)


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Markus Müller schrieb:
> Und wenn wir in 2 Wochen nichts mehr hören ist wohl der Laptop doch
> abgefackelt ;-)

Oder ihn hat die in der Roehre entstehende Roentgenstrahlung erwischt.

von Langschläfer (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wie versprochen die Antwort:

Der Laptop funktioniert noch (tippe gerade darauf), die IR-Variante 
auch. Habe mir 2 kleine gleichartige Platinen geätzt, die die jeweils 
aus einem 555 (nicht zu sehen, da auf der Unterseite bestückt), einer 
IR-Diode und dem Decodierer besteht.

Die Sache ist sehr robust (50 cm ist kein Problem), allerdings so 
empfindlich, dass jedes gesendete Zeichen auch am eigenen Empfänger 
wieder empfangen wird. Bei Zeiten werde ich wohl hier 2 längere 
Plastikrohre als "Lichtleiter" einsetzen.

Wer an den (recht primitiven) Target Dateien Interesse hat möge sich 
melden, ansonsten vielen Dank für eure Vorschläge (besonders an Floh, 
der als Erster die 39kHz IR Variante aufbrachte)

von SpamTroll (Gast)


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Schöne Lösung!
Wie hast du das IR-Signal moduliert?

Wenn du 5mm LEDs verwendest könntest du auch von vorne ein Loch ins 
Gehäuse bohren und ein Stück Lichtleiter-Faser einkleben.
Das ganze mit Schrumpfschlauch umhüllt sollte dann den eigenen Empfänger 
nicht mehr stören können.
Weißt du zufällig, ob die Kunststofffasern von den Toslink-Sendern auch 
für Infrarot geeignet sind?

von Langschläfer (Gast)


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Hatte die TOSLINK Leiter leider nie in Händen und kenne mich damit nicht 
aus, rufus hat sie vorgeschlagen, ich denke er kennt diese.

Moduliert habe ich das Signal indem ich es über einen Transistor (um es 
zu invertieren) an den Reset-Pin des 555 gelegt habe.
Wenn Tx auf low ist, ist der Reset-Pin auf High, der 555 sendet damit 
mit 38kHz und der Empfänger geht auf low. Und vice versa...

Als BAUD verwende ich derzeit 600.

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