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Forum: Platinen Frage zu Schaltplan


Autor: Robert (Gast)
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Guten Tag sehr geehrte Elektro Freunde
ich besuche momentan die 10te Klasse einer Realschule und interessiere 
mich für einfache Elektroschaltungen. Nun hab ich auf einer 
Internetseite die aufgabe gefunden einen Pegelkonverter zu entwickeln 
der jeweils die spannung von 24 V auf 5 V umwandelt und umgekehrt. bei 
dem Schaltplan und dem board hat mir ein Kumpel geholfen. ich frage mich 
nun jedoch welche widerstände bzw Z-Dioden ich brauche. er hat gemeint 
ich sollte dies mir selber ausrechnen aber habe ehrlich gesagt nichtmal 
ne ahnung wie ich das machen soll. bin froh das ich die wirkung des opto 
kopplers verstanden habe. könnte paar ratschläge gebrauchen wie ich den 
vorwiderstand der Z-Diode berechne damit diese nich geschrottet wird. es 
handelt sich bei der z_diode um einen "BZV10"  mit einem arbeitsstrom 
von 400mW. würde nun gerne die schaltung ätzen bzw löten aber muss dafür 
wissen welche widerstände ich kaufen soll.. ich bin was elektrotechnik 
anbetrifft ein ziemlicher laie noch und würde mich über jeden hinweis 
oder hilfe freuen. mfg robert

Autor: Robert (Gast)
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es gilt ja da soein grundsatz der besagt "nimm für den widerstand 1 
KOhm" dann passts gilt das in diesem fall auch für die 3 widerstände?

Autor: gast (Gast)
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also fangen wir mal an ...

ad ätzen) zum ätzen wirst du noch keine werte der widerstände brauchen 
außer du implementierst sie gleich on PCB - was aber high tech ist und 
du als hobby bastler eher nicht machen wirst g

ad 1k)
probiers einfach mal wenn du noch so ein anfänger bist dann wärs eh 
nicht schlecht wenn du mit "try and error" etwas lernst ;)

ad schaltplan)
wenn ich den so ansehen dann gibts für mich zwei punkte:
- entweder du trollst
- oder du und dein freund haben keine ahnung davon

-> die schaltung ist unidirektional und wieso einen TR verwenden?

-> mv schalplan /dev/null :-)

grüße

Autor: Robert (Gast)
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warum den die schaltung ist richtig. nur hab ich als bild nur 1 segment 
von der datei hier hineingestellt. es handelt sich eig um 4 segmente 
also 8 eingänge und 8 ausgänge. ein opto kuppler eben. da muss ich nun 4 
platinen löten um das ganze an eine sps und einen microcontroller 
anzschließen zu können. und das wir keine ahnung hamn das ist gelogen. 
ich würd für den ersten widerstand 2 KOhm nemen, für den zweiten 200 Ohm 
und für den dritten 20 KOhm da dort die restspannung abfällt. hab mich 
bisschen über die schaltung erkundigt im internet und mir dort 
rechenwege angeschaut. kann das sein? mfg

Autor: Manfred (Gast)
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Hallo Robert,

für Aufgaben wie die von Dir beschrieben verwende ich den ADuM1400 von 
Analog Devices. Auf der 24V-Seite muss der Eingang mit einem 
Spannungsteiler versehen werden und der Ausgang über einen Transistor 
das gewünschte Spannungsniveau erreicht werden. Der IC kann 4 Kanäle und 
braucht im Vergleich zu einem Optokoppler nahezu keinen Strom.

Vielleicht ist dieser IC auch etwas für Dich ;-)

Autor: was-willst-du (Gast)
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Zum Wandeln von 24 Volt auf 5 Volt reicht ein gewöhnlicher 
Spannungsteiler. Es sind ja keine High und Low-Pegel definiert oder 
täusch ich mich da, und High und Low sind spezifiziert?

Ist Potentialtrennung gefordert?
Wie sieht denn die ganze Aufgabenstellung aus?

Autor: yalu (Gast)
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Ich nehme an, dass die obige Schaltung diejenige ist, die 24V in 5V
umsetzt und nicht anders herum.

Zur Dimensionierung: Dein Vorschlag mit 2 kOhm, 200 Ohm und 20 kOhm ist
schon einmal nicht schlecht. Man kann das folgendermaßen herleiten:

R1, D1 und Q1 bilden eine Konstantstromquelle zur Versorgung der LED des
Optokopplers. Die BZV10 ist eine Referenzspannungsdiode mit etwa 6,2V
Spannungsabfall. Damit ist der Kollektorstrom von Q1 etwa
Ic=(6,2V-0,7V)/R2

Die LED im PC847 verträgt maximal 50mA, bei 1mA funktioniert der
Optokoppler aber auch schon gut. Ich würde 5mA ansetzen, was R2=1,1kOhm
ergibt. Nimm 1kOhm, die sind in der E12-Reihe, dann fließen 5,5mA.

Die BZV10 verträgt ebenfalls 50mA, aber auch hier reichen etwa 5mA
Betriebsstrom. Dieser fließt bei 24V, wenn R1 = (24V-6,2V)/5mA =
3,56kOhm ist. Die E12-Reihe bietet hier 3,3kOhm an.

Mit dieser Dimensionierung (R1=3,3kOhm und R2=1kOhm) bleibt der
LED-Strom über einen weiten Eingangsspannungsbereich von 7V bis 51V
weitgehend konstant. Bei mehr als 51V Eingangsspannung wird die maximal
zulässige Kollektor-Emitter-Spannung (45V) von Q1 überschritten.

Der Optokoppler hat bei 5,5mA lt. Datenblatt ein CTR von etwa 120%, d.h.
bei 5,5mA Eingangsstrom fließen 5,5mA*1,2=6,6mA Ausgangsstrom. Soll die
Schaltung schnell sein, wird man den High-Ausgangspegel nicht auf 5V,
sondern etwa 1V darunter legen, weil dann der Fototransistor des
Optokopplers nicht in die Sättigung geht. Damit ergibt sich
R3=4V/6,6mA=0,606kOhm (also 0,56kOhm aus der E12-Reihe). Spielt
Geschwindigkeit keine Rolle und hat der nachgeschaltete Mikrocontroller
einen niedrigen Eingangsstrom (was bei fast allen Modellen der Fall
ist), kann R3 auch gerne höher, bspw. bei 10 oder 20kOhm liegen.

Die Wahl der drei Widerstände ist wie die der Diodenströme aber
unkritisch, so dass genügend Spielraum bleibt, falls die genannten
Widerstandswerte aus irgendeinem Grund nicht aufzutreiben sein sollten.

Autor: Robert (Gast)
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ah danke ihr habt mir echt weiter geholfen. die aufgabenstellung sieht 
vor einmal einen Eingangsstrom von 24 V auf 5 V zu reduzieren und 
umgekehrt. beides is mit einem Optokoppler wie diesem hier möglich 
soweit ich mich erkundigt hab. ich kann dann mit einer SPS oder einem 
Microchip ein signal anlegen und bekomme es in umgewandelter form 
wieder.

Ich frag mich nun ob es reicht wenn ich das ganze layout auf eine 
platine ätze oder brauche ich dafür 4. es handelt sich ja um 4 segmente. 
als bild ist hier jedoch nur 1 angezeigt. was meint ihr?
eine sps hat ja 8 eingänge und ausgänge.

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