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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik galvanische Trennung und höheres Eingangssignal


Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Hallo,
ich möchte gerne die Geräte an den Ein- und Ausgängen meines 
Mikrocontrollers galvanisch trennen. Das ganze nicht bidirektional, denn 
bestimmte Pins sollen nur als Eingänge und andere nur als Ausgänge 
vorgesehen werden.
Das Signal das ich auswerten will, kann zwischen 5 und  ca. 40 Volt 
(Gleichspannung) liegen. Dabei ist mir aber nicht wichtig wieviel Volt 
(kein ADC) genau anliegen sondern ob ein Signal anliegt oder ob keines 
anliegt.

Eingänge:
Bisher hatte ich die Idee über einen Spannungsregler ( 
http://www.roboternetz.de/phpBB2/konstantstrom.php... 
) einen konstanten Strom von 20mA für einen Optokoppler bereitzustellen 
und das andere Ende dann mit dem Mikrocontroller auszuwerten. Ich mache 
mir allerdings Sorgen um die Schaltzeiten dabei. An sich sind diese zwar 
im dreistelligen Millisekundenbereich akzeptabel, aber ich könnte mir 
vorstellen, dass es noch einfacher und besser geht, nur weiss ich nicht 
wie.

Ausgänge:
Transistoren um den Strom nicht über den Mikrocontroller ziehen zu 
müssen. -> direkt aus der Spannungsquelle mit einer Feinsicherung.

Hat jemand bitte eine Idee wie man das besser machen kann?

Lg Sebastian

--

Autor: schuppi (Gast)
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Servus

Naja die eingänge mit Optokoppler unc Schmit _ Trigger auf z.B. 3V

Die Ausgänge einfach auf Optokoppler und wenn mehr Strom notwendig 
nachgeschalteter MOSFET oder Bipolar Transistor.

mfg

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Sebastian Bergt (Gast)

>Mikrocontrollers galvanisch trennen. Das ganze nicht bidirektional,

Dazu sind Optokoppler ideal.

>Das Signal das ich auswerten will, kann zwischen 5 und  ca. 40 Volt

Dazu sollte man die Eingänge statt über eine Widerstand mit einer 
Konstantstromquelle speisen. In diesem Fall reicht eine ganz 
einfache aus einem FET. LM317 geht aber auch.

>vorstellen, dass es noch einfacher und besser geht,

NOCH einfacher als zwei Bauteile? C'mon!

MFg
Falk

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Das mit dem FET ist eine gute Idee :D Genau auf sowas habe ich gehofft, 
DANKE.
Aber sag mal... es scheint nicht wirklich FETs zu geben, die eine 
größere Spannung als 10 Volt zwischen Gate und Source erlauben, oder 
irre ich mich? Hab jedenfalls nix gefunden.

Noch was anderes, wenn ich einen FET finden würde, könnte ich den dann 
aus einer DC/DC-Konverter speisen, damit ich den Strom nicht direkt über 
den µC bzw. das Netzteil ziehe?

Lg Sebastian

Autor: Andreas K. (a-k)
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Erstens sind hier JFETs gemeint. Zweitens ist die Gate-Source-Spannung 
bei einem JFET als Konstantstromquelle nicht relevant. Allerdings 
verträgt ein BF245 oder BF256 zwischen Source und Drain nur 30V, hier 
also zu wenig.

Auch der LM317 ist mit 37V etwas knapp. Sieht so aus als ob die 
klassische bipolare Variante eine Chance kriegt.

Die Frage mit dem DC/DC und dem Netzteil kapiere ich nicht. Die LEDs und 
damit die Stromquellen sind doch auf der isolierten Seite, können also 
sowieso nicht an der Spannungsquelle des Controllers hängen. 
Sinnvollerweise sollte die Schaltspannung (die 5-40V) den Strom für die 
Stromquelle direkt liefern können. Wenn nicht, und wenn daher für die 
Versorgung der aktiven Komponenten der isolierte Seite ohnehin ein 
DC/DC-Wandler nötig ist, dann lohnt sich die Stromquellen-Variante 
sowieso nicht.

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Ich dachte ich kann die LEDs in den Optokopplern nicht aus dem Signal 
speisen und wollte deshalb diesen DC/DC-Wandler benutzen, um vom µC 
getrennt, Spannung an den LEDs zu haben.

Die Betriebsspannung der LEDs könnte ich nun wieder an einen Transistor 
anlegen, der durchschaltet wenn am Eingang ein Signal anliegt und somit 
die LED einschaltet -> Signal auf µC-Seite.

Wie würdest du es machen?

Lg Sebastian

Autor: Andreas K. (a-k)
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Müssen die Eingänge alle separat isoliert sein, oder dürfen die eine 
gemeinsame Masse haben?

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Denke mal, dass eine gemeinsame Masse passt :)
Hab grad nochmal geguckt und meine Anforderungen bisschen 
runtergesetzt... ich denke ich werde die Variante mit dem LM317 
testen... und wenn die Schaltzeiten passen, dann nehm ichs so :) Danke 
für deine Hilfe.

Lg Sebastian

Autor: Andreas K. (a-k)
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Beim LM317 muss das Eingangssignal den Strom für die LED des Kopplers 
liefern.

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Danke nochmal für den Tip. Eigentlich wusste ich das... hab aber grade 
festgestellt, dass ichs leider nicht so machen kann, weil das Signal zu 
wenig Strom führt...

Kann ich mit einem clever-gewählten Spannungsteiler einen MOSFET 
ansteuern. Um bei anliegendem Signal Spannung von einem DC/DC-Wandler an 
die LED anlegt? Vllt auch eine gewisse Spannung immer an den MOSFET 
anlegen, damit dieser ohne Signal kurz vorm durchschalten ist?

Lg Sebastian

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Danke nochmal für den Tip. Eigentlich wusste ich das... hab aber grade
festgestellt, dass ichs leider nicht so machen kann, weil das Signal zu
wenig Strom führt...

Kann ich mit einem clever-gewählten Spannungsteiler einen MOSFET
ansteuern, um bei anliegendem Signal Spannung von einem DC/DC-Wandler an
die LED anzulegen? Vllt auch eine gewisse Spannung immer an den MOSFET
anlegen, damit dieser ohne Signal kurz vorm durchschalten ist?

Lg Sebastian
PS: Sorry für den Kauderwelsch dort oben... Mittagstief^^

Autor: GastGast (Gast)
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Vielleicht eine Diode in Sperrichtung zwischen Optokoppler Eingang und 
Signal und ein Pullup gg. 5V am Optoppler Eingang.

Dein Signal zieht den Eingang auf 0. Die die Diode verhindert das eine 
Spannung größer 0,7V an den Eingang kommt.

Autor: Sebastian Bergt (Gast)
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Könnte ich also das Signal von der Diode mit einem Komperator auswerten 
und dann an die Optokoppler weiter geben?

Kann ich da den einen Eingang vom Komperator einfach mit einem 
Spannungsteiler auf 0,3 Volt setzen? Oder kann ich auch einfach GND 
anlegen?

Lg Sebastian

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>weil das Signal zu wenig Strom führt...
Nimm doch einen Logikkoppler (ADuM/AnalogDevices oder ISOLoop/NVE) und 
mach den Eingang sehr hochohmig, dann kommst du mit Vorwiderstand und 
4,7V-Z-Diode aus...

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