Arduino Nano 12V Lichtschranke

[Armin L. (arminlinder)]

Hi, nur zur Sicherheit eine schnelle Rückfrage, die möglicherweise einem 
Nano das Leben rettet ...

Ich habe eine Lichtschranke (E3F-20C1) (NPN-NO) an 12V. Im Ruhezustand 
gibt sie 12V aus, im unterbrochenen Zustand zieht sie ihren Ausgang auf 
annähernd 0V. Sie kann 100mA schalten.

Meine Idee wäre nun, den IO Port am Arduino auf Input-Pullup zu 
schalten, und ihn mit einer Diode (in Flussrichtung) an die 
Lichtschranke zu klemmen. Die Idee dahinter dürfte klar sein: im 12V 
Zustand sperrt die Diode die überzähligen 7V aus, im 0V Zustand zieht 
die Lichtschranke über die Diode den Port auf annähernd 0,7V, ich lande 
also gut im Low Bereich.

Habe ich was übersehen? Die Schaltung überwacht ein Garagentor, sie kann 
also durchaus stunden, tage, wochenlang in einem der beiden Zustände 
verbringen müssen, und die Lichtschranke wird über ca. 6m Kabel 
angeschlossen.

Armin.

[Wolfgang (Gast)]

Armin L. schrieb:
> Habe ich was übersehen?

Ein richtiger, reiner NPN-Ausgang (SPS-Sprech) liefert keine 12V. Der 
hat einen Open-Kollektor Ausgang und schaltet nach Gnd.

[Armin L. (arminlinder)]

Ich hab halt ein Multimeter angeklemmt und nachgesehen.

wenn ich Dich richtig verstehe beziehen sich die 100mA dann auf den 
Maximalstom der fließen darf wenn die Lichtschranke den Ausgang auf 0V 
ziehen muss? Im High Zustand würden die 12V Spannung, die sich halt 
irgendwie auf den Ausgang der Lichtschranke gemogelt hat, sofort 
zusammenklappen?

Kann ich das etwa ausnützen, und die Diode gleich ganz weglassen?

Armin.

[Wolfgang (Gast)]

Armin L. schrieb:
> Kann ich das etwa ausnützen, und die Diode gleich ganz weglassen?

Das Verhalten deutet auf eine Pull-Up am Ausgang hin. Hänge parallel zu 
deinem  Multimeter mal einen Lastwiderstand. Wenn die Spannung auf 6V 
zusammenbricht, ist der Lastwiderstand genauso groß  wie der Pull-Up.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Armin L. schrieb:
> Meine Idee wäre nun, den IO Port am Arduino auf Input-Pullup zu
> schalten, und ihn mit einer Diode (in Flussrichtung) an die
> Lichtschranke zu klemmen.

Alles richtig. Dabei zeigt die Kathode zur Lichtschranke - nur, um das 
mit der Flussrichtung zu klären.
Es ist auch unerheblich, ob der Ausgang nun 12V liefert oder nur auf 
Masse zieht, denn der Pullup des MC erfüllt diese Aufgabe auch.

[Armin L. (arminlinder)]

Ich hab - mangels verstellbarem Widerstand - den Ausgang der 
Lichtschranke einfach kurz geschlossen mit einem Amperemeter. Es zeigt 
0,03mA Strom an. Das wäre dann ein Pull-Up in der Größenordnung von 
einigen 100 kOhm.

--> ich kann die Lichtschranke gefahrlos direkt an den Arduino 
anschließen?

Armin.

[Wolfgang (Gast)]

Armin L. schrieb:
> Das wäre dann ein Pull-Up in der Größenordnung von
> einigen 100 kOhm.

Eher wohl 400 kΩ ;-)

> --> ich kann die Lichtschranke gefahrlos direkt an den Arduino
> anschließen?

Richtig.
Einzige Einschränkung: Der Arduino muss mehr als 30μ ziehen :-)

[Wolfgang (Gast)]

Armin L. schrieb:
> Ich hab - mangels verstellbarem Widerstand - den Ausgang der
> Lichtschranke einfach kurz geschlossen mit einem Amperemeter.

p.s.
Mutig, mutig.
In anderen Fällen, i.e. bei einer potenteren Quelle kann so etwas arg 
ins Auge gehen.

Statt eines verstellbaren Widerstandes kann man in so einem Fall 
Widerstände mit verschieden Werte ran halten und wenn man einen im 
vernünftigen Bereich hat, aus dem Spannungsteilerverhältnis den 
unbekannten Widerstand ausrechnen.

[Wolfgang (Gast)]

Armin L. schrieb:
> Die Schaltung überwacht ein Garagentor, sie kann
> also durchaus stunden, tage, wochenlang in einem der beiden Zustände
> verbringen müssen, und die Lichtschranke wird über ca. 6m Kabel
> angeschlossen.

pps
Bei einem 6m langen Kabel ist es aus Gründen der Störsicherheit 
sinnvoll, einen höheren Strom als 30μA fließen zu lassen, d.h. ein 
Pull-Up zur VDD des Arduino mit maximal wenigen Kiloohm vorzusehen. Je 
nach Umgebung kann man das Schutzkonzept weiter ausbauen (Tiefpass, TVS 
usw.).

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Bau die Diode so ein wie ursprünglich geplant. Kostet fast nichts und 
funktioniert sicher.

[Wolfgang (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Bau die Diode so ein wie ursprünglich geplant. Kostet fast nichts und
> funktioniert sicher.

Stimmt, eine Angstdiode kann nie schaden und kostet wenig.

[Armin L. (arminlinder)]

Stimmt, Eine Beruhigungsdiode wäre nicht teuer gewesen, aber ich war ja 
nicht wirklich beunruhigt, sobald ich geschnallt hatte, wie der Ausgang 
der Lichtschranke wohl tatsächlich beschaltet ist. Vorher war sie 
unbekanntes Land, da wollte ich auf Nummer sicher gehen.

Ich hab die Lichtschranke jetzt direkt angeschlossen, und spiele schon 
den ganzen Abend lang mit ihr herum, und hab kein Problem damit. Strom 
gemessen, es fließen ein paar uA, das schaut nicht so aus als ob ich da 
irgendwelche Grenzen übertreten hätte.

Wegen der Störsicherheit muss ich sehen. Einerseits sind in meiner 
Umgebung normalerweise keine potenten Störer in der Luft, andererseits 
ist 5V nicht gerade viel ... ich denke, wenn ich wirklich Probleme 
bekomme schalte ich eine Batterie Optokoppler zwischen und mache die 
Peripherie mit 12 oder 24 Volt.

Danke euch für die Denkhilfe,

Armin.