Ich möchte einen opto entkoppelten Eingang an einem Atmega 328 (3.3V) bereitstellen. Der Eingang sollte 0-50V vertragen. Ich habe die Schaltung von einem Modtronic Breakout Board abgezeichnet. Da ich jedoch ein Anfänger bin wollte ich fragen ob das so passt? Oder gibt es bessere/einfachere Methoden oder ICs? Besten Dank.
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Marco T. schrieb: > Da ich jedoch ein Anfänger bin wollte ich fragen ob das so passt? Nein, tut es nicht. Der Phototransistor im Optokoppler ist ein NPN-Transistor und muss entsprechend gepolt eingebaut werden.
Das Symbol ist falsch, die Pinbelegung müsste stimmen.
vertragen != funktionieren Wahrscheinlich meinst du funktionieren, und damit ist deine Anforderung 0...xxV von Hause aus sinnlos.
Man kann einen weiten Eingangsbereich mit einer Stromquelle erreichen. Aber die Forderung 0-50V lässt sich nicht erfüllen. Einige Volt bis 50V schon eher. Du musst aber wissen welchen Strom die Signalquelle liefern kann.
R37 müsste bei 3,9k und 50V ein 1W Typ sein. Vielleicht ist es einfach besser, keinen OK zu nehmen, und stattdessen einen rel. hochohmigen Vorwiderstand zu nehmen (sofern keine Schnelligkeit gefordert ist), und notfalls den Eingang mit einer Diode gegen 3,3V gegen Überspannung zu schützen (obwohl ein µC heutiger Zeit ohnehin Schutzdioden enthält, die zumindest beim Atmel 1mA wegstecken). Funktioniert natürlich nur, wenn die Bezugsmasse verbunden sein darf.
Oder vor die Optokoppler-Diode eine "current limiting diode" (z.B. S-562 von Semitec). Vorteil: Der Strom klettert bei steigender Spannung bis auf den von der Diode eingestellten Wert (bei der S-562 ca. 5.5mA) und wird dann nicht mehr höher. Im Gegensatz zum einfachen Widerstand steigt die Leistung nicht quadratisch sondern nur linear an. Muss man sich vom Derating her noch einmal genauer anschauen, aber grundsätzlich sollte das funktionieren. Bei 50V würden an der beispielhaften S-562 ca. 300mW abfallen. Bliebe das Problem der parasitären Kapazität der speziellen Diode. Der Strom durch die parasitäre Kapazität könnte die Optokoppler-LED schädigen.
Der gewählte Optokoppler ist schon ein interesantes Modell, da er bei positiven UND negativen Eingangsströmen was liefert - wahrscheinlich brauchst du das aber garnicht. Das Symbol (wurde schon vorher bemerkt: ist falsch), es ist ein npn-Ausgang, wo der Emitter (mit Pfeil) an Masse und der Kollektor an den Pullup-Widerstand gehört. Ein PullUp im AT-Mega328 mit ca. 20 kOhm ist aber genau so gut. Wenn du jetzt noch erzählst, woher die 0...50 V mit wieviel Quellwiderstand kommen - und wo (etwa) die Schaltschwelle sein soll, könnte dir gut geholfen werden. Sonst ist das nicht möglich.
Marco T. schrieb: > Ich möchte einen opto entkoppelten Eingang an einem Atmega 328 (3.3V) > bereitstellen. Wozu ein Optokoppler, wenn du keine Potentialtrennung brauchst? > Ich habe die Schaltung von einem Modtronic Breakout Board abgezeichnet. Der Pullup mit 62kOhm wäre mir viel zu hochohmig. Insbesondere angesichts der Tatsache, dass er µC schon einen mit ca. 20-30kOhm eingebaut hat. Harald schrieb: > z.B. S-562 von Semitec https://de.wikipedia.org/wiki/Stromregeldiode Für einen einzigen Eingang kann man so ein J-FET-Ding mal kaufen, aber in der Serie ist das zu teuer: http://www.mouser.de/ProductDetail/Semitec/S-562T/ Da baut man sich lieber eine Konstantstromquelle mit Leuchtdiode vor den OK, dann hat man gleichzeitig eine Anzeige, ob Strom fließt. Marco T. schrieb: > Der Eingang sollte 0-50V vertragen. Und wo sollte die Schaltschwelle liegen? Was ist Low, was High?
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Jacko schrieb: > Der gewählte Optokoppler ist schon ein interesantes Modell, So ein AC-Modell hat schon Vorteile, wenn man Wechselspannungen am Eingang polaritätsunabhängig detektieren möchte oder unsicher mit der Polarität des Eingangssignals ist. Für reine DC-Anwendungen ist die zweite LED allerdings ziemlich überflüssig - sie wird in der Schaltung in ihrem Leben nie benutzt werden. Bei obiger Schaltung, bei der offensichtlich ein weiter Eingangsspannungsbereich überstrichen werden soll, gibt es allerdings noch die grundlegende Frage, in welchem Spannungsbereich welches Signal aus dem Optokoppler herauskommen soll. So wie oben gezeigt, gibt es keine definierte Schaltschwelle, weil das Ausgangssignal des Optokopplers abhängig vom Exemplar des LTV814 ist. Am ATmega muss außerdem ein Schmidt-Trigger Eingang verwendet werden - sonst kann das Signal vom OC im nicht zulässigen Bereich für den ATmega liegen.
my2ct schrieb: > Für reine DC-Anwendungen ist die > zweite LED allerdings ziemlich überflüssig Denkbare Anwendung in einer industriellen Anwendung: Die Eingänge sind kompatibel für NPN und PNP Sensoren, natürlich nicht in gemischter Konfiguration.
Harald schrieb: > natürlich nicht in gemischter > Konfiguration. Bei einem gemeinsamen Common versteht sich.
Harald schrieb: > Denkbare Anwendung in einer industriellen Anwendung: Die Eingänge sind > kompatibel für NPN und PNP Sensoren, natürlich nicht in gemischter > Konfiguration. Auch ein "NPN"- oder "PNP"-Sensor liefert nur eine Polarität. Entweder man verdrahtet es richtig oder das fällt unter "Polarität unsicher" ;-)
my2ct schrieb: > ... oder das fällt unter "Polarität unsicher" auch zu lesen als "Anwender unsicher" ...
my2ct schrieb: > my2ct schrieb: >> ... oder das fällt unter "Polarität unsicher" > > auch zu lesen als "Anwender unsicher" ... Verstehe ich nicht. Es gibt doch genügend universelle Steuergeräte, bei denen der Verwendungszweck vorher nicht feststeht. Zudem gibt durchaus Anwendungen und Branchen, wo vorzugsweise NPN oder(!) PNP Sensorik verwendet werden soll.
Harald schrieb: > Verstehe ich nicht. Es gibt doch genügend universelle Steuergeräte, bei > denen der Verwendungszweck vorher nicht feststeht. Spätestens beim Verdrahten der Komponenten sollte doch feststehen, was da mit wem verbunden wird und was da für ein Signal ankommt. Entsprechend muss der Eingang des Optokoppler verdrahtet sein. NPN-Signal und zweiter LED-Pin an 0V wird auch trotz AC-Eingang nicht funktionieren ;-)
my2ct schrieb: > NPN-Signal und zweiter LED-Pin an 0V wird auch trotz AC-Eingang nicht > funktionieren Seufz, allerletzter Erklärungsversuch: Deswegen kommt der gemeinsame COMMON der Optokoppler (i.d.R. separat vom GND der restlichen Schaltung) auch nicht an 0V sondern an 24V im Falle von NPN... Hier habe ich jedenfalls eine Schaltung wo das so funktioniert.
Harald schrieb: > my2ct schrieb: >> NPN-Signal und zweiter LED-Pin an 0V wird auch trotz AC-Eingang nicht >> funktionieren > > Seufz, allerletzter Erklärungsversuch: > Deswegen kommt der gemeinsame COMMON der Optokoppler (i.d.R. separat vom > GND der restlichen Schaltung) auch nicht an 0V sondern an 24V im Falle > von NPN... Genau so. Und im Fall von PNP kommt der Anschluss an Gnd. In jedem Fall wird die zweite LED nie leuchten. Und wie man den Optokoppler ansteuern will, muss man beim Verschalten bereits wissen, um den anderen Anschluss an Gnd bzw. +24V zu legen. Die zweite LED nützt bei unipolarem Betrieb genau gegen Anwender, die nicht in der Lage sind, die beiden Anschlusse ihrer Polarität entsprechend zu verdrahten. Ein COMMON gibt es bei solch einem Optokoppler nicht.
my2ct schrieb: > Ein COMMON gibt es bei solch einem Optokoppler nicht. Bei "einem" hieße der auch nicht "COMMON", richtig. Erst dann, wenn es mehrere Eingänge sind. Ob das HIER der Fall ist, ist nicht bekannt - in den allermeisten Fällen tauchen Optokoppler im Rudel auf. Und da kann die "bipolare" Diode durchaus Sinn haben, sonst einfach nochmal aufmalen und durchspielen.
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Vielen Dank für Eure zahlreichen Antworten. Da könnte sich so mancher Support von großen Firmen ein Beispiel nehmen :-) Ich habe die Schaltung nun nochmal neu gezeichnet. Ab rund 1.9V sollte nun der Eingang zum Atmega gegen GND schalten und ich lese am digitalen Pin ein LOW. Unter 1.9V oder nicht verbunden sollte der Pullup auf 3.3V ziehen, also ein HIGH. Das mit den beiden Leuchtdioden war mir nicht klar wofür. Wechselstrom ist sicher ein heisser Tipp - oder solche Leute wie ich die oft dankbar für Verpolschutzschaltungen sind. Der Eingang muss genügend Strom liefern um die Diode leuchten zu lassen, klar. Der GND des Eingangs ist nicht derselbe GND meiner Schaltung - sonst würde die optische Entkoppelung wenig Sinn machen. Zwei letzte Fragen: 1) Funktioniert das nun so? (Mit einem JA wäre mir geholfen :-) 2) Was würde ein Profi für Bauteile/Schaltungen verwenden? Es geht darum in einem Fahrzeug (meistens 12V) irgendwo ein Signal abzunehmen (Relais, ...) und dieses als Input im Atmega einzulesen.
1) JA, funktioniert so. Nimm einen 2W Widerstand, wegen des Deratings des Widerstandes ist das sinnvoll. Bei 50V heizt der halt ein wenig herum. 2) Kommt darauf an, bei einem Optokoppler würde ich zwecks Leistungsoptimierung etwas strombegrenzendes einbauen, weiterhin wäre mir persönlich eine definiertere Schaltschwelle wichtig. Ohne die antiparallele LED im Koppler hättest du übrigens eine externe Diode benötigt, denn LEDs mögen nicht so gerne Rückwärtsspannung (im Falle einer Verpolung). Andere Konzepte als Optokoppler sind ggf. möglich, dafür muss man aber die Anwendung etwas genauer kennen. Ansonsten ist Optokoppler schon gut und günstig, manchmal findet man die sogar in galvanisch verbundenen Schaltungsteilen um etwa einen höheren Potentialunterschied einfach zu überwinden.
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