Hallo, ich möchte mit 24V DC digitale Eingangspins eines Arduinos schalten. Statt Spannungsteiler denke ich über die Verwendung eines Optokopplers (PC817) nach. Welche Widerstände brauche ich am Eingang des Optokopplers? Ich habe überschlägig ein CTR von 100% angenommen. Durch den 20k Pullup im AVR sind bei 5V Ub rund 250uA notwendig, um den Eingang komplett auf Low zu ziehen. Ist es richtig, dass ich bei CTR 100% dann auch etwa 250uA am Eingang des Optokopplers benötige? Könnte ich also einen Spannungsteiler mit 4k7 / 1k vor den PC817 schalten? In Beispielen, die ich über Google gefunden habe, werden die Widerstände meist so dimensioniert, dass der Optokoppler mit I(F)=20mA befeuert wird, was zur Folge hat, dass der IO-Pin des AVR schon bei sehr viel kleineren Spannungen geschaltet werden müsste.
Mark Thalle schrieb: > Statt Spannungsteiler denke ich über die Verwendung eines Optokopplers > (PC817) nach. Warum? OK braucht man nur, wenn nan keinen gemeinsamen Massebezug haben kann. Oder wenn man Angst hat... ;-) > Ich habe überschlägig ein CTR von 100% angenommen. Du musst den ungünstigsten Wert aus dem Datenblatt nehmen. Beim PC817A also 80%. > Könnte ich also einen Spannungsteiler mit 4k7 / 1k vor den PC817 > schalten? Vor eine (jede) Leuchtdiode schaltet man nur einen Vorwiderstand, der sich aus der "Restspanung" über diesem Widerstand und dem Strom berechnet. Bei deinen angenommenen Werten und einer Uf von max. 1,4V sind das (24V-1,4V)/250uA --> 91kOhm. Dieser Wert ist absurd hoch, desahlb würde ich auch niemals nur 250uA durch einen OK schicken, sondern mindestens 2...5mA. Damit wäre der Widerstand 4,5kOhm...11,3kOhm. Damit liegst du mit deinen angenommenen 4,7kOhm gar nicht mal so schlecht... ;-)
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Mark Thalle schrieb: > ich möchte mit 24V DC digitale Eingangspins eines Arduinos schalten. Transistor und gut ist die laube
Kaj schrieb: > Mark Thalle schrieb: >> ich möchte mit 24V DC digitale Eingangspins eines Arduinos schalten. > Transistor und gut ist die laube Oder einen Komparator, oder ein Relais, oder gleich einen Mikrocontroller... Im Ernst: um mit 24V auf einen 5V (oder 3,3V) Eingang zu gehen, hat bisher noch immer ein Spannungsteiler ausgereicht. Ein kleiner 100nF Kondensator über dem "unteren" Widerstand hat dabei meist nicht geschadet.
Kaj schrieb: > Mark Thalle schrieb: >> ich möchte mit 24V DC digitale Eingangspins eines Arduinos schalten. > Transistor und gut ist die laube Es gibt 1000 Möglichkeiten. Im Prinzip reicht sogar ein einziger Vorwiderstand. Warum muss man aus jedem trivialen Furz immer einen riesen Aufstand machen? Mich beschleicht das Gefühl, Arduino-Nutzer sind die meiste Zeit am diskutieren über tausend und ein Problemchen. Jeder andere hätte schon seit Stunden einen Spannungsteiler oder Transistor oder OK oder sonst was verwendet und würde keinen Gedanken mehr daran verschwenden. Aber bei den Arduinos muss es immer gleich ein Thread sein, in dem Dinge gefragt werden, die sogar bereits gegooglet worden sind. Aber hauptsache nochmal und nochmal drüber schwafeln.
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Es geht darum den AVR gegen induzierte Überspannungen zu schützen, da die Eingänge über längere Leitungen geschaltet werden sollen. Eine SPS hat am Eingang auch Optokoppler. Den Spannungsteiler vorm Optokoppler würde ich nehmen, damit die Eingänge nicht zu empfindlich reagieren und nicht durch kleine Störungen geschaltet werden. Wenn ich den Strom durch den Optokoppler durch einen kleinen Vorwiderstand vergrößere, dann schaltet er auch schon bei viel kleineren Spannungen durch.
cyblord ---- schrieb: > Aber bei den Arduinos muss es immer gleich ein Thread sein, in dem Dinge > gefragt werden, die sogar bereits gegooglet worden sind. Aber hauptsache > nochmal und nochmal drüber schwafeln. Arduinos sind unter anderem dafür gemacht, dass Leute, die wenig Ahnung von uCs und/oder Elektronik haben, sich damit beschäftigen. Das ist vielleicht der Grund, warum viele Dinge gefragt werden, die für die erfahreneren Bastler und Profis selbstverständlich sind. Für mich ist z.B. noch die Frage offen, warum man 2 oder 20 mA durch den Optokoppler schicken soll, wenn 0,2 auch zum Schalten reichen.
Mark Thalle schrieb: > Den Spannungsteiler vorm Optokoppler würde ich nehmen, damit die > Eingänge nicht zu empfindlich reagieren und nicht durch kleine Störungen > geschaltet werden. Dafür halte ich einen Spannungsteiler eher für ungeeignet. > Wenn ich den Strom durch den Optokoppler durch einen kleinen > Vorwiderstand vergrößere, dann schaltet er auch schon bei viel kleineren > Spannungen durch. Da Optokoppler eine LED im inneren haben, schaltet der mit Strom und nicht mit Spannung. Der Vorwiderstand muss also zu ausgelegt sein, damit bei 24V genug Strom durch den OK fließt. Damit kann man natürlich irgendwie sicherstellen dass unter einer Schwelle von X Volt, der Strom nicht groß genug ist. Aber das ist allgemein kein guter Weg um eine Minimalspannung zu definieren, bei der geschaltet werden soll. Das ist alles unsicher und pfuschig. Dafür nimmt man einen Komparator o.ä. Willst du einen "normgerechten" 24V Eingang, aus dem SPS Bereich. Dann nimm einen fertigen Baustein. VNS... oder so was. Da ist hast du dann auch deine Minimalspannung. > Für mich ist z.B. noch die Frage offen, warum man 2 oder 20 mA durch den > Optokoppler schicken soll, wenn 0,2 auch zum Schalten reichen. Weil "schalten" alleine nichts sagt. Du weißt es doch schon längst, du schreibst es oben doch. Es geht darum, wieviel Strom auf der Ausgangsseite fließen kann. Und das hängt vom Strom auf der Eingangsseite ab. Nun muss bei dir auf der Ausgangsseite aber nur sehr wenig Strom fließen (sagst du ja auch selbst), darum reicht dir ein minimaler Eingangstrom. 20mA sind nicht notwendig. gruß cyblord
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Bei einem Komperator muss man doch auch den Eingangswiderstand einstellen, damit er nicht schon durch kleine induzierte Störungen schaltet. Wo ist da der Vorteil?
cyblord ---- schrieb: >> Für mich ist z.B. noch die Frage offen, warum man 2 oder 20 mA durch den >> Optokoppler schicken soll, wenn 0,2 auch zum Schalten reichen. > Weil "schalten" alleine nichts sagt. Du weißt es doch schon längst, du > schreibst es oben doch. Es geht darum, wieviel Strom auf der > Ausgangsseite fließen kann. Und das hängt vom Strom auf der > Eingangsseite ab. Nun muss bei dir auf der Ausgangsseite aber nur sehr > wenig Strom fließen (sagst du ja auch selbst), darum reicht dir ein > minimaler Eingangstrom. 20mA sind nicht notwendig. Das sehen andere aber anders. Da ich nur Gelegenheitsbastler bin, ist die Wahrscheinlichkeit relativ groß, dass ich etwas übersehe/noch nicht kenne.
Mark Thalle schrieb: > Es geht darum den AVR gegen induzierte Überspannungen zu schützen, da > die Eingänge über längere Leitungen geschaltet werden sollen. Eine SPS > hat am Eingang auch Optokoppler. Interessant ist hier der Massebezug! Eingänge von SPSen haben deshalb Optokoppler, weil sie (einzeln oder gruppiert) eine eigene Masse haben. Was hilft dir ein entkoppelter Eingang, wenn der angeschlossene entfernte Sensor trotzdem auf deine Arduino-Masse Müll einkoppelt?
Mark Thalle schrieb: > Ist es richtig, dass ich bei CTR 100% dann auch etwa 250uA am Eingang > des Optokopplers benötige? Du kannst ja mal eine normale LED nehmen und die mit 250µA befeuern. Das siehst du dir mal in einem dunklen Raum an. Und wenn du dann immer noch denkst, dass die LED in einem Optokoppler beim Phototransistor irgendwas nennenswertes beweirkt, dann bau es einfach mal auf. > In Beispielen, die ich über Google gefunden habe, werden die Widerstände > meist so dimensioniert, dass der Optokoppler mit I(F)=20mA befeuert > wird, 20mA sind ein bischen viel. Eine LED kann man auch mit weniger betreiben. Aber wenn der Hersteller seine Tabellen und Diagramme im Datenblatt auf 20mA Input-seitig abgestimmt hat, dann wirst du wohl bei der im OK eingebauten LED mit 250µA nicht viel reissen. > was zur Folge hat, dass der IO-Pin des AVR schon bei sehr viel > kleineren Spannungen geschaltet werden müsste. Der ganze Ansatz ist unsinnig. Induzierte Spannung haben meistens ein Characteristicum: dabei wird nicht viel Strom induziert. Sobald diese induzierte Spannung ein bischen belastet wird, bricht sie ein. Spannung alleine ist nicht alles. Auch der Stromfluss spielt da mit.
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Karl Heinz schrieb: > Mark Thalle schrieb: > >> Ist es richtig, dass ich bei CTR 100% dann auch etwa 250uA am Eingang >> des Optokopplers benötige? > > Du kannst ja mal eine normale LED nehmen und die mit 250µA befeuern. Das > siehst du dir mal in einem dunklen Raum an. Und wenn du dann immer noch > denkst, dass die LED in einem Optokoppler beim Phototransistor irgendwas > nennenswertes beweirkt, dann bau es einfach mal auf. Ich habe es mal in LTSpice aufgebaut. Dort funktioniert es mit einem Vorwiderstand von 100kOhm. Ich weiß natürlich nicht, wie gut die Simulation ist, aber für mich klingen die Ergebnisse plausibel. Die Spann am OK-Eingang ist relativ konstant. Die Menge der Photonen, die die Diode emittiert, ist proportional zum Strom. Die Leitfähigkeit des Fototransistors ist proportional zur Menge der Photonen. Das menschliche Auge würde ab eine gewissen Schwelle kein Licht mehr wahrnehmen, aber ein Phototransistor hat quasi keine Wahrnehmungsschwelle. Das menschliche Auge würde in dem Fall vermutlich eh nichts wahrnehmen, weil ich bei 1,2V Vorwärtsspannung davon ausgehe, dass IR-Dioden verwendet werden. > >> In Beispielen, die ich über Google gefunden habe, werden die Widerstände >> meist so dimensioniert, dass der Optokoppler mit I(F)=20mA befeuert >> wird, > > 20mA sind ein bischen viel. Eine LED kann man auch mit weniger > betreiben. Aber wenn der Hersteller seine Tabellen und Diagramme im > Datenblatt auf 20mA Input-seitig abgestimmt hat, dann wirst du wohl bei > der im OK eingebauten LED mit 250µA nicht viel reissen. Das werde ich mal machen und berichten. >> was zur Folge hat, dass der IO-Pin des AVR schon bei sehr viel >> kleineren Spannungen geschaltet werden müsste. > > Der ganze Ansatz ist unsinnig. > Induzierte Spannung haben meistens ein Characteristicum: dabei wird > nicht viel Strom induziert. Sobald diese induzierte Spannung ein bischen > belastet wird, bricht sie ein. Spannung alleine ist nicht alles. Auch > der Stromfluss spielt da mit. Drum wollte ich ja auch einen niederohmigen Spannungsteiler vor den OK setzen und nicht nur einfach einen Vorwiderstand. Welche Leistung die typischen induzierten Spannungen liefern, weiß ich leider nicht. Was passiert, wenn bei einem Gewitter deutliche Überspannungen entstehen? Dann sollte der OK doch Vorteile gegenüber einem einfachen Spannungsteiler vor dem AVR haben.
Karl Heinz schrieb: >> In Beispielen, die ich über Google gefunden habe, werden die Widerstände >> meist so dimensioniert, dass der Optokoppler mit I(F)=20mA befeuert >> wird, > > 20mA sind ein bischen viel. Eine LED kann man auch mit weniger > betreiben. Aber wenn der Hersteller seine Tabellen und Diagramme im > Datenblatt auf 20mA Input-seitig abgestimmt hat, dann wirst du wohl bei > der im OK eingebauten LED mit 250µA nicht viel reissen. Ich habe mal einen PC817A aufgesteckt. Bei Ie=0,6mA fließen Ia=0,2mA bei 5,9V Ub und 20k Last. Den Eingangsstrom muss man kleiner halten, wenn der Eingang des AVR nicht schalten soll. http://up.picr.de/18541001uq.png
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