Optokopplerschaltung 24V Eingänge an 3,3V µC (review)

[Marcel (Gast)]

Hi,

ich will die Eingangsseite meines Boards galvanisch trennen mit Hilfe 
eines Optokopplers.
Ich habe die Schaltung wie im Bild zu sehen ist gezeichnet.
Ist das so korrekt für diese Anforderungen?:

- 24V Eingänge (von SPS S7-300 kommend), Der SPS Ausgang liefert max. 
0,5A.
- an mein Controller mit 3,3V I/O's (hat 5V tollerante Pins)
- Z-Diode um den Schaltpegel ein wenig zu definieren
- eine 1N4148 zum Schutz
- 1,2 kOhm Vorwiderstand (1206 mit 0,25W)

Ich werde später noch eine LED an jeden Eingang hängen.
Wäre aber diese Schaltung so in Ordnung?

MfG
Marcel

[Falk B. (falk)]

Ich würde parallel zum Optokopplereingang noch einen Widerstnad legen, 
damit Leckströme abgeleitet werden. So um die 1K, macht ~1mA.

[Marcel (Gast)]

Hi Falk,

ich hab mal deine Änderung eingefügt. Ein 0603er mit 0,1W +/- 5%.
Ist das alles so in Ordnung?

[Falk B. (falk)]

Ist OK.

[Marcel (Gast)]

noch ne blöde frage hinterher ... wäre das so mit der LED in Ordnung?
Die soll angehen wenn am Eingang 24V anstehen. Das würde den Optokoppler 
doch nicht stören oder?

[Helmut L. (helmi1)]

Marcel schrieb:
> wäre das so mit der LED in Ordnung?
> Die soll angehen wenn am Eingang 24V anstehen. Das würde den Optokoppler
> doch nicht stören oder?

Ist so in Ordnung, man kann die LED aber auch in Reihe zur Kopplerdiode 
legen

[Marcel (Gast)]

Hi Helmut,
ich wollte vermeiden das der Eingang nicht mehr nutzbar ist, falls die 
LED kaputt geht.

[Helmut L. (helmi1)]

Marcel schrieb:
> ich wollte vermeiden das der Eingang nicht mehr nutzbar ist, falls die
> LED kaputt geht.

Wann geht mal ein LED kaputt. Wenn die kaputt geht lebt der Rest 
wahrscheinlich auch nicht mehr. Aber wenn du eine richtige Kontrolle 
haben willst dann muss die LED hinter dem Koppler, so zeigt die dann an 
wenn der Koppler defekt ist. (mit Treiber allerdings).

[Wolfgang (Gast)]

Marcel schrieb:
> ... wäre das so mit der LED in Ordnung?

Eher nicht. Wenn du der dei gleichen Eingangssignal zumutest, wie der 
Optokoppler-LED, hast du zwei Probleme. Wegen der nicht vorhandenen 
Z-Diode bekommt sie im Normalbetrieb fast den doppelten Strom und bei 
Verpolung wird sie die wegen Überschreitung der zulässigen 
Reverse-Voltage wahrscheinlich schnell sterben. Also - gleiches Recht 
für alle, sonst kannst du dir auch die Schutzmaßnahmen bei der OC-LED 
sparen.

[Marcel (Gast)]

Da habt ihr Recht!
Also LED in Reihe.

Vielen dank fürs Feedback.

[Falk B. (falk)]

@ Marcel (Gast)

>noch ne blöde frage hinterher ...

Es gibt nur wenoge blöde Fragen, auch in diesem Forum. Das ist keine 
davon.

> wäre das so mit der LED in Ordnung?
>Die soll angehen wenn am Eingang 24V anstehen.

Tut sie nicht. Sie wird langsam heller, wenn die Spannung über 2V 
steigt. Sie sollte aber eher dunkel bleiben, wenn die Spannung unter der 
Schwellspannung liegt.

> Das würde den Optokoppler doch nicht stören oder?

Nein, aber deine Anzeige wäre verwässert. Schalte sie wenigstens in 
Reihe zum Optokoppler.

Und wenn man es wirklich gut machen will, baut man einen passenen 
Schmitt-Trigger auf der Senderseite ein, damit die LED mit sauberen 
Schaltpegeln arbeitet und nicht zwischendurch irgendwie linear.

Denn SPS Signale gelten ab IIRC 15V als high und unter ???V als low, 
dazwischen undefiniert.

Hmm, du hast 10V Z-Diode + 1V LED vom Optokoppler, 1,2K Vorwiderstand. 
Da geht das Leben ab 11V los mit 0mA. Bei 15V hat der Vorwiderstand 4V 
und damit ~4mA, dazwischen ist es linear. Naja, geht so. Klemm die LED 
in Reihe zum Optokopplereingang, R73 auf 3k3 erhöhen. Und nimm 8,2V 
statt 10V Z-Diode, dann passt das. Bei 30V am Eingang (müssen 
SPS-Eingänge glaub ich aushalten) pumpst du 17mA in die LEDs, passt.

[Marcel (Gast)]

Hi Falk,

ich danke dir für die ausführliche Erklärung! Du hast absolut recht mit 
den Pegeldefinitionen, da sollte ab 15V das Spiel erst losgehen, so muss 
natürlich auch dann der Eingang ausgelegt sein. Ich werde das so ändern.


Vielen Dank ans Forum!

[Marcel (Gast)]

Oh hab das finale Bild vergessen.
Hiermit jetzt angefügt. Falls jemand irgendwann wieder das gleiche 
realisieren mag, kann er das gleich so übernehmen.