Anfängerproblem - Hilfe bei der Invertierung eines HDD-LED-Signals

[Santa (Gast)]

Hallo,

obwohl ich viel Zeit mit Bastelarbeiten am PC verbringe und auch schon 
häufig bei meiner Modelleisenbahn den Lötkolben  „geschwungen“ habe, bin 
ich ein absoluter Anfänger, wenn es um den Entwurf eigener Schaltungen 
geht. Nun bin ich zum ersten Mal (bewusst) in Kontakt mit einem 
Optokoppler gekommen und irgendwie zeigt er sich wenig kooperativ, 
obwohl die Schaltung meiner Meinung nach sehr einfach sein sollte. Ich 
habe das folgende Problem:

Ich habe in meinen PC einen neuen SATA-Controller eingebaut. Er bietet 
die Möglichkeit eine HDD-LED anzuschließen. Dies funktioniert soweit 
auch ganz gut, allerdings scheint der Controller die Anzeige zu 
invertieren. Damit meine ich, dass sich die HDD-LED am neuen Controller 
genau anders herum wie an meinen anderen Controllern verhält: fehlende 
Festplattenaktivität wird durch dauerhaftes Leuchten und  vorhandene 
Festplattenaktivität durch Blinken anzeigt. Da mir dies nicht gefällt 
und ich es bevorzuge, wenn alle HDD-LEDs nach dem gleichen Schema 
arbeiten, habe ich mir überlegt, eine kleine Schaltung zu bauen, die das 
Signal des neuen Controllers invertiert.

Nach einiger Recherche im Netz habe ich mir die im Anhang dargestellte 
Schaltung zusammengebaut, die ich zwischen den LED-Anschluss des 
Controllers und die HDD-LED meines Gehäuses hängen will. Dabei soll das 
Signal mit Hilfe eines Optokopplers invertiert werden. Leider verhält 
sich die Schaltung nicht immer wie gewünscht:

1.Fall: Festplattenaktivität vorhanden
In diesem Fall gibt der neuen SATA-Controller - wie oben beschrieben - 
kein Signal aus, so dass auf der Eingangsseite des OK  keine Spannung 
anliegt. Daher ist der Transistor auf der Ausgangsseite nicht 
geschlossen und meine Gehäuse-LED leuchtet einwandfrei. Dieser Fall 
funktioniert also wie gewünscht.

2.Fall: keine Festplattenaktivität vorhanden
In diesem Fall liegt eine Spannung auf der Eingangsseite des OK an. 
Eigentlich sollte der Transistor nun durchschalten und dafür sorgen, 
dass die Gehäuse-LED erlischt. Leider funktioniert dies nicht ganz, denn 
die LED leuchtet lediglich (deutlich) schwächer und geht leider nicht 
ganz aus.


Ich frage mich nun, wodurch dieses Verhalten hervorgerufen wird. Ist die 
Schaltung falsch oder benutze ich falsche Bauteile? Ich habe ehrlich 
gesagt keine Ahnung, warum im 2. Fall ein Potentialunterschied an der 
Gehäuse-LED verbleibt. Eigentlich müsste doch der gesamte "Zweig" mit 
der LED auf GND liegen, oder???

Kann mir jemand helfen???

Vielen Dank im Voraus!


Grüße
Santa

[Sebastian R. (Gast)]

Deine Schaltung arbeitet korrekt.
Gedanklich ist der Transistor ein Schalter, aber praktisch nicht mit 
einem mechanischen Schalter zu vergleichen.
Zwischen E und C liegen im leitenden Zustand nicht 0V an sondern über 
0V.
Damit hat er einen Widerstand > 0 Ohm. Der Strom teilt sich dann über 
beide Zweige auf und reicht für die LED immer noch aus.
Wenn du deine Schaltung beibehalten möchtest, experimentiere mit 
verschiedenen LED. LED mit anderer Flussspannung könnten tatsächlich 
erlöschen. Kannst auch den Widerstand mal variieren und beobachten.

Besser wäre eine Lösung mit einem einfachen Transistor als Inverter.

Oder mal versuchen, die LED direkt am Controller an den entgegen 
gesetzten Pol zu hängen. Wenn sie z.B. nach GND geschalten immer 
leuchtet, dann schalte die LED nach + 5V (mit Vorwiderstand). Das geht 
aber nur, wenn der Controller PP-Ausgänge hat.

[Santa (Gast)]

Vielen Dank für deine Hilfe!

Zu deinen Verbesserungsvorschlägen:

1. Da ich aktuell keine andere (passende) LED greifbar habe, würde ich 
erstmal deinen Vorschlag mit dem Widerstand aufgreifen. Zudem habe ich 
mir gerade überlegt, den von mir angeordneten Widerstand R (aktuell: R = 
470 Ohm) aufzuteilen, indem ich R reduziere und im Zweig der LED einen 
weiteren Widerstand anordne, so dass ich in der Summe ungefähr wieder 
auf ca. 500 Ohm komme (sonst wird die LED wohl zu dunkel, oder?). Macht 
das Sinn bzw. wie weit kann ich den Widerstand vor dem OK reduzieren???

2. „Besser wäre eine Lösung mit einem einfachen Transistor als 
Inverter.“
Meinst Du ein Transistor anstelle des OK oder sprichst Du von einem 
zusätzlichen Transistor?

3. Welche einfachen Schaltungen gäbe es denn noch als Alternative?


4. Was sind "PP-Ausgänge"???



Ich hoffe, die Fragen sind nicht zu blöd, aber ich habe halt nur ein 
mehr oder weniger ausreichendes Grundlagenwissen.

[Sebastian R. (Gast)]

Widerstände in beiden Kreisen aufzuteilen macht Sinn.

PP = push pull = kann sowohl nach + als auch nach GND schalten.
Ausprobieren.

Transistor -> erst  Wiki zu  Transistoren lesen.

[Klaus D. (kolisson)]

.. haste ma versucht einfach die LED umzudrehen ?
... es kann nämlich sein das du dann keine Zusatzschaltung benötigst.

Gruss Klaus

[Beatbuzzer (Gast)]

Der Optokoppler hat eine begrenzte Stromverstärkung oder besser gesagt 
current transfer ratio (CTR).
Will heißen, wenn der SATA-Controller durch die Diode im Optokoppler nur 
einen begrenzten Strom treibt, dann kann der Optokoppler am Ausgang auch 
nur einen begrenzten Strom durchlassen. Alles was da drüber ist, fließt 
weiterhin durch die LED.
Du müsstest also wenn Du die Schaltung so wie es jetzt ist haben willst, 
entweder den Strom durch durch die Optokoppler-Diode erhöhen oder aber 
den Strom durch die Gehäuse-LED verringern (Vorwiderstand vergrößern).
Probier erstmal aus, wieviel Strom die Gehäuse-LED für Deine 
Helligkeitswünsche braucht (verschiedene Vorwiderstände ausprobieren).

[Santa (Gast)]

Dank eurer Tipps und Ratschläge ist es mir schließlich gelungen, mein 
Problem zu lösen:

Ich habe den Festwiderstand in meiner Schaltung vorübergehend durch 
einen Trimmer ersetzt. Mit seiner Hilfe konnte ich zum einen 
feststellen, dass meine LED erst  bei Vorwiderständen oberhalb von 700 
Ohm merklich an Helligkeit verliert. Zum anderen konnte ich den 
Schwellwert ermitteln, ab dem die Stromstärke soweit abgesunken ist, 
dass das CTR meines Optokopplers ausreicht, um die LED „auszuknipsen“. 
Dieser Wert liegt ungefähr bei 580 Ohm. Basierend auf diesen Werten habe 
ich nun einen 660 Ohm Festwiderstand verlötet und seitdem funktioniert 
meine Schaltung einwandfrei.

Daher noch mal vielen Dank an alle Helfer – ich habe mal wieder einiges 
gelernt!!!