Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NPN Lichtschranke an Eingang mit Pullup


von Phillip H. (philharmony)


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Hallo liebes Forum
Ich stehe grade ziemlich auf dem Schlauch:
An unsere CNC-Steuerung soll eine Lichtschranke angeschlossen werden. 
Diese läuft mit 24V als NPN-Schaltung (lag so in der Kiste, soll 
möglichst benutzt werden). Ist also entweder „Offen“ (vermutlich mit 
Pulldown) oder schaltet auf High.
Die Steuerung hat aber an ihren Eingängen Pullup-Widerstände und möchte 
gerne auf Masse gezogen werden.
Das hier https://de.aliexpress.com/item/1005001447258729.html schaut 
einfach nach einem Transistor dazwischen aus. Funktioniert das? Ich 
müsste also mit dem Signal des NPN einen PNP transistor schalten. Aber 
was muss da wo dran?
Die Signalleitung müsste dann ja der Emitter des Lichtschranken-Sensor 
sein? Muss der dann mit Vorwiderstand an die Basis meines PNP, Kollektor 
an Masse und der Emitter an den Eingang der CNC Steuerung?
Und welche Grössenordnung muss der Widerstand haben? Das ganze läuft auf 
24V.
Bitte nicht verhauen, ich bin kein grosser Elektriker. Ich kann 
„Lego-Like“ ganz gut die tollsten Schaltungen zusammenbauen, aber je 
analoger es wird desto mehr steh ich im Wald…

[Mod: Lebenslauf aus Link entfernt]

: Bearbeitet durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Phillip H. schrieb:
> eine Lichtschranke
Steht da auch ein Hersteller und ein Typ drauf?

> vermutlich mit Pulldown
Worauf basiert diese Vermutung?

von H. H. (Gast)


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Phillip H. schrieb:
> Diese läuft mit 24V als NPN-Schaltung (lag so in der Kiste, soll
> möglichst benutzt werden). Ist also entweder „Offen“ (vermutlich mit
> Pulldown) oder schaltet auf High.

Die schreibst NPN, beschreibst aber PNP.

von Phillip H. (philharmony)


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Voll vergessen: Es steht drauf E3f-10dn1 und NPN und dann sehr viel 
Chinesisch.
Ok, das mit dem Pulldown ergab meine bisherige Web-Suche.
Jedenfalls tut sich nichts (bzw. Nur ca 0,2V) wenn ich das Signal mit 
dem dem Multimeter gegen Masse Messe. Wenn ich gegen 24V Messe dann 
bekomme ich 0V bzw. 24V wenn die Lichtschranke schaltet. Aber die CNC 
will ja gemeinsame Masse anliegen haben und misst dagegen die Eingänge. 
Signal wird jedenfalls nicht erkannt.
Habe ich das oben falsch beschrieben? Tut mir leid, mein Kopf raucht...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Phillip H. schrieb:
> Jedenfalls tut sich nichts (bzw. Nur ca 0,2V) wenn ich das Signal mit
> dem dem Multimeter gegen Masse Messe.
Dann ist ja auch dein Multimeter der Pulldown.

Welchen Wert misst du denn, wenn du bei ungeschalteter Lichtschranke von 
24V nach Ausgang misst?

Kommen dann 23,8V heraus (dann wäre ein Puldown von ca. 10MOhm/100 = 
100kOhm eingabut)?

Oder zeigt das Messgerät auch irgendwas um 0V an (dann wäre dein 
Messgerät ein Pullup)?

Aber...

> E3f-10dn1 und NPN
Dann zieht der NPN-Transistor seinen Ausgang und damit den Eingang 
deiner Steueurng bei eingeschalteter Lichtschranke nach GND. Das ist 
doch genau das, was du willst.

Ich würde an deiner Stelle einfach mal so einen Spannungsteiler 
anschließen und messen, was bei belegtem und unbelegtem Lichttaster an 
out herauskommt:
1
       24V ------o------------.
2
                 |            |
3
                 |            |
4
                 |           10k
5
                 |            |
6
                24V           |
7
           LT       out ------o------
8
                GND           |
9
                 |            |
10
                 |           10k
11
                 |            |
12
                 |            |
13
       GND ------o------------o-------

: Bearbeitet durch Moderator
von Phillip H. (philharmony)


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Ok, das Messe ich morgen mal nach. Hab mich jetzt endgültig mental 
verhäddert :D
Ich weiß dass wir induktive Referenzschalter benutzen, die PNP 
geschaltet sind. Und die funktionieren. Wenn ich die Lichtschranke aber 
anschließe, erkennt der Eingang keine Signaländerung. In der Doku der 
CNC wird auch immer PNP als Sensortyp genannt...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Phillip H. schrieb:
> In der Doku der CNC wird auch immer PNP als Sensortyp genannt...
Dann hat diese geheime CNC aber auch keine Pullups, sondern so wie 
jeder handelsübliche SPS-Eingang einen Pulldown.

> das Messe ich morgen mal nach
Tu das.

von Phillip H. (philharmony)


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So, neuer Tag neues Glück.
Leider merke ich erst nach einer Mütze Schlaf, wie Matsch mein Hirn 
gestern Abend war 🙈
Mein Problem hat sich aber in sofern gelöst, als das die (gar nicht so) 
geheime boenikg cnc-graf Maschine mit dem smc5d-p32 Controller an 
unterschiedlichen Eingängen sowohl PNP als auch NPN Sensoren lesen kann. 
Der mit dem ich es gestern versucht habe, ist wirklich mit Pullups 
versehen (normale Schalter müssen gegen gnd schalten), aber ein anderer 
Eingang ist mit Widerstand und C gegen gnd beschaltet. Angeschlossen - 
Geht.

Trotzdem habe ich das Prinzip noch nicht ganz verstanden.
Ein PNP-Senor schließt doch wenn er schaltet seinen Ausgang quasi mit 
gnd kurz, so wie ein Schalter. Aber was macht dann der NPN? Schaltet den 
Ausgang doch auf VCC(oder welche Spannung auch immer)?Aber wieso konnte 
ich dann nichts gegen Gnd messen?

von H. H. (Gast)


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Phillip H. schrieb:
> Ein PNP-Senor schließt doch wenn er schaltet seinen Ausgang quasi mit
> gnd kurz, so wie ein Schalter.

Nein, nicht nach GND, sondern nach Vcc.

https://blog.wika.de/files/2010/10/PIC_PNP_NPN-838x471.jpg

von Phillip H. (philharmony)


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Oh mein Gott, ich habs kapiert. Jetzt machen auch die Anschlussdiagramme 
im Handbuch Sinn, ich hatte es im Kopf dauernd falsch rum. Vielen Dank, 
wieder ne Menge gelernt!

Jetzt trotzdem noch für die Zukunft: Wenn ich jetzt einen Eingang mit 
Pullup hätte, der auf gnd gezogen werden will, und ich hätte einen 
PNP-Sensor, wie könnte ich das Signal dann "umdrehen" damit er den 
Eingang schalten kann? Das selbe auch in die andere Richtung.
Danach geb ich Ruhe :p

von H. H. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Relais oder Transistor in Emitterschaltung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Phillip H. schrieb:
> Wenn ich jetzt einen Eingang mit Pullup hätte, der auf gnd gezogen
> werden will, und ich hätte einen PNP-Sensor, wie könnte ich das Signal
> dann "umdrehen" damit er den Eingang schalten kann?
Zeichne einen Schaltplan, dann wird das leicht erkennbar:
1
 
2
        Sensor                                  Eingang
3
24V ------o---------------------------------------o-------   
4
          |                                       |        
5
        |<  Ta                                    Rpu       
6
   >----|   PNP                                   |       
7
        |\  aktiv = 24V            .--------------o-----> 
8
          |                      |/   aktiv = 0V                   
9
          '--------------R1--o---|  T1                
10
                             |   |> NPN
11
                             R2    |
12
                             |     |
13
GND -------------------------o-----o----------------------
14
                            Inverter

Und dann erkennst du den Knackpunkt: der Eingang muss low-aktiv sein, 
denn wenn im Sensor der Ausgangstransistor Ta aktiviert wird, gibt der 
ein high = 24V aus. Dein Eingang wird durch den Inverter aber auf 0V 
gezogen.

Wenn du da einen High-Pegel willst, hast du 2 Möglichkeiten:
1. noch einen weiteren Inverter
2. einen Pulldown
1
1.
2
        Sensor                                      Eingang
3
24V ------o------------------o--------------------------o-------   
4
          |                  |                          |        
5
        |<  Ta               R3                         Rpu       
6
   >----|   PNP              |                          |       
7
        |\  aktiv = 24V      o-----------.          .---o-----> 
8
          |                |/ aktiv = 0V |        |/ aktiv = 24V         
9
          '--------R1--o---|  T1         '-R4--o--|  T2     
10
                       |   |> NPN              |  |> NPN 
11
                       R2    |                 R5   |  
12
                       |     |                 |    |
13
GND -------------------o-----o-----------------o----o---------
14
                      Inverter                Inverter
15
16
2.
17
        Sensor                                  Eingang
18
24V ------o-------------------------------o-------   
19
          |                               |        
20
        |<  Ta                           Rpu       
21
   >----|   PNP                           |       
22
        |\  aktiv = 24V                   |                         
23
          '-------------o-----------------o-----> 
24
                        |
25
                        R6    
26
                        |     
27
GND --------------------o-----------------------------
Der R6 muss bei Version 2 natürlich hinreichend niederohmig sein, dass 
der Eingang bei nicht aktivem Ta ein low erkennt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Klaus H. (hildek)


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Lothar M. schrieb:
> Der R6 muss bei Version 2 natürlich hinreichend niederohmig sein, dass
> der Eingang bei nicht aktivem Ta ein low erkennt.

Jetzt kann ich die Notwendigkeit von Rpu nicht erkennen.
Der R6 ist sowieso notwendig, egal welche Variante, und der hochohmige 
Rpu wird entweder vom R6 überstimmt oder vom PNP gebrückt.
Also: weglassen!

von Rainer W. (rawi)


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Phillip H. schrieb:
> Das hier https://de.aliexpress.com/item/1005001447258729.htm schaut
> einfach nach einem Transistor dazwischen aus. Funktioniert das?

Das kommt auf die Schaltung an.
Hast du einen Link zu "Das hier", der auch funktioniert?

von Phillip H. (philharmony)


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Hmm, der wurde vom mod bearbeitet.
Nochmal ein Versuch
https://de.aliexpress.com/item/1005001447258729.html

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Phillip H. schrieb:
> Hmm, der wurde vom mod bearbeitet
Sorry, einen Buchstaben zu viel weggeschnitten. Habs oben auch 
korrigiert.

Klaus H. schrieb:
> Jetzt kann ich die Notwendigkeit von Rpu nicht erkennen.
Der ist im Eingang der CNC schon eingelötet.

> Also: weglassen!
Erst mal finden auf der gekauften Leiterplatte... ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Phillip H. (philharmony)


Angehängte Dateien:

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Wow seid ihr fix 😜
Und jetzt los, Bollerwagen schnappen und auf geht's!

>Der ist im Eingang der CNC schon eingelötet.

Tatsächlich hat der Controller mehrere Eingangsleisten die 
Unterschiedlich beschaltet sind. Siehe Bild (Screenshot ging nur per 
Kamera because of reasons)
Ist teilweise etwas dünn dokumentiert, darum hatte ich die Variante, die 
letztlich funktioniert hat auch nicht gleich gesehen.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Phillip H. schrieb:
> Siehe Bild (Screenshot ging nur per Kamera because of reasons)

Dann solltest du den Aufnahmeabstand wenigsten so wählen, dass das Bild 
nicht dermaßen mit Aliasing-Artefakten überlastet ist - so viel Zeit 
muss sein.

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