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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V Signale lesen und Ausgeben


Autor: Patrick S. (kof)
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Hallo Leute,

ich versuche mich gerade an dem SPS-Code, der hier mal vor einer ganzen
Zeit mal im Forum aufgetaucht ist und versuche daruf aufbaend etwas zu
entwickeln...

Mein Problem bei der Hardware:
Ich will 16x Inputleitungen und 16x Outputs benutzen. Hierzu benutze
ich je zwei 74hc595(out) und 74hc165(in) und steuere sie seriell an.

jetzt habe ich aber das Problem, das SPS-Steuersignal meines wissens
nach 24V bzw 12V Pegel haben :-( und das bereitet mir so einige
Probleme

Kann mir eventuell jemand sagen, wie ich solche Signale in meiner
Schaltung lesen bzw ausgeben kann? dachte erst an ULN2803 für das
lesen, aber ich denke das wird wohl nix :-(

Helft mir bitte

Autor: Roland (Gast)
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Ich nehme dafür Optokoppler. Geht wunderbar!

Autor: Patrick S. (kof)
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hmm... also doch... war am grübeln, ob ich die nicht eventuell wegfallen
lassen kann...
32 Optos brauchen ja auch ordentlich Platz und Geld sowieso :-(


Aber was für welche benutzt du, und wie?

Autor: Lupin (Gast)
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nimm einfach 5 volt zener dioden für die inputs :)

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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Den ausgang würde ich mit einfachen transitorstufen realisieren. den
eingang mit nem HC244er, also den betriebst du mit 5V boardspannung,
und machst an die eingänge ordentliche widerstände, so mindestens 10k
in reihe. dann klappt das auch. und pullups gegen +24V nicht vergessen.
würde ich so 100k nehmen

Autor: Patrick S. (kof)
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Mit was für einen Strom muss ich denn bei einer SPS rechnen?
Mehr als 20 mA? Sind ja nur Steuerleitungen... Also auch keine hohen
Ströme, oder?

Autor: Roland (Gast)
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Kannst du deine letzte Frage bitte etwas genauer formulieren?

Autor: Patrick S. (kof)
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Wie hoch ist der maximale Strom auf einer Signalleitung?
(Mit was muss ich bei den IO`s rechnen?)

Ich denke mal nicht all zu hoch, oder?

Autor: Roland (Gast)
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Was ein Eingang braucht ist abhängig von dem SPS Typ, wird aber nicht
all zu viel sein. Das kannst du auch genau nachmessen.

Autor: crazy horse (Gast)
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Eingänge: da sollte schon etwas Strom fliessen. Ich nehme für solche
Sachen 20mA, Optokoppler sind zu empfehlen, geht natürlich auch ohne.
Eingang, TVS-Diode 30V gegen Masse, Widerstand 1k2, LED, Optokoppler
TLP281-4.
Ausgang: 100mA sollten schon drin sein, um kleinere Lasten direkt
ansteuern zu können. Üblicherweise wird H-Pegel ausgegeben. Ist zwar
etwas aufwändiger, als gegen Masse zu schalten, hält sich aber in
Grenzen. Eine Möglichkeit wäre der UDN2981, besser, aber teurer,
diverse  Profets von Infineon (ITS/BTS-Typen), die sind fast
unkaputtbar.

Autor: Patrick S. (kof)
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Hättest du eventuell eine Schematic darüber?

Autor: crazy horse (Gast)
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aber klar

Autor: Patrick S. (kof)
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Super, Danke :-)

Ich denke, ich kann da zur not auch nen
Feld-Wald-und-Wiesen-Optokoppler verwenden, oder?

Autor: Patrick S. (kof)
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@crazy horse

Schuldigung, dass ich so Frage, aber was ist eine TVS-Diode?
Hab jetzt einiges "nachgegoogelt" aber nix entsprechendes gefunden
:-(
Ich vermute mal eine Art Zener-Diode...

Autor: Roland (Gast)
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Sieht nach einer Tunneldiode aus.

Autor: Roland (Gast)
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Aber wozu Tunneldioden für diese Anwendung?

Autor: crazy horse (Gast)
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Glaub ich nicht, dass du da nichts findest...
Tunneldioden? Na, eher nicht :-)
DEr 1.link bei google:
http://www.diotec.com/service/files/tvs-dioden.pdf

Autor: Roland (Gast)
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Hast recht, Tunneldioden haben ein etwas anderes Schaltzeichen.

Autor: Patrick S. (kof)
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oh, ich sehe gerade, das bei olimex auch ein Opto-eingang auf einer
Schaltung verwendet wird.
http://olimex.com/dev/images/avr-io-b-sch.gif
Die Haben aber eine 1N4148 Diode am Eingang angeklemmt... warum das?
Würde das auch gehen?

Autor: crazy horse (Gast)
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funktionieren tuts auch ohne.
Die 1N4148 schützt den Optokoppler vor Falschpolung am Eingang (diese
Teile haben bedauernswert kleine zul. Sperrspannungen).
Ob diese Eingangsschaltung allerdings eine Burstprüfung
besteht/übersteht, wage ich zu bezweifeln.  Wenn es nur für dich
zuhause ist, kannst du es aber auch so machen. Auch die Diode weglassen
dürfte kaum zu Problemen führen.
Ich habe mal in einer Firma gearbeitet, die u.a. Industrienetzteile
hergestellt hat. Direkt parallel zum 24V-Trafo saß eine gelbe LED mit
Vorwiderstand, bekam also periodisch 34V in Sperrrichtung aufgebrummt -
ich habe nie eine kaputte gesehen.

Autor: Patrick S. (kof)
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Ok, also eine "Schutzdiode" ist zu empfehlen!
Hab bei Reichelt mal nachgesehen! Ist eine P6KE 6,8A für meinen
Einsatzzweck ok?

Hast du jetzt auch noch Pläne, wie ich die Ausgänge gestallten sollte?

Autor: crazy horse (Gast)
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ich weiss doch nicht, was du willst...
Ich würde dir den BSP452 empfehlen, rundum-sorglos-Paket. Geh mal bei
Infineon stöbern.
Auch eine durchaus noch zeitgemässe Alternative: Relais. Gibt Typen,
die kannst du direkt mit dem AVR ansteuern, die meisten brauchen aber
einen Treiber. Hat den Vorteil, völlig getrennte Stromkreise schalten
zu können, bei entsprechender Platinen- und Relaisauslegung auch direkt
230V, ausserdem Öffner/Schliesser/Wechsler verfügbar.

Autor: Patrick S. (kof)
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Ich glaube, ich werde auch für die Ausgänge eine Version mit
Optokopplern verwenden.

Die Überspannungsschutzdiode P6KE 6,8A ist ok?
Würde sie auch den Optokoppler bei verpolung schützen, so wie z.B. bei
dem Olimex-Plan die 1N4148 Dieode?

Autor: KoF (Gast)
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So, ihr leute... hab mal, aus einfachheitshalber (also aus allem, was
ich gerade Zuhause habe) mal eine miniSPS gezeichnet.

Vielleicht könnt ihr mir mal sagen, ob das so OK ist!

1. Die Stromversorgung übernimmt ein 78L05. nix besonderes, aber da die
Schaltung ja mit 24V gesteuert werden soll, wurde eine
Transistor-Zenerdioden-Element vorgeschaltet (BC139, 1K Widerstand und
10V Zenerdiode) so das die Eingangsspannung verringert wird. Die 1N4001
dient lediglich als Verpolungsschutz.

2. Die Optokoppler der Inputs sind durch 1N4148 gegen Verpolung
geschützt. Eventuell lasse ich die Optokoppler sogar weg und verwende
statt dessen eine 5,1V Zenerdiode..... mal sehen.

3. Die Outputs können jeder ~40 mA treiben. Einfacher aufbau durch
einen Transistor und einem 600 Ohm/1W Vorwiderstand. Das Signal ist
zwar invertiert, wird aber per Software "gedreht" da ein inverter
mehr aufwand erfordert...

Was glaubt Ihr, ist das alles so OK?
Besonders auf die Stromversorgung bitte ich zu achten!

ps. Ja ich weiß, die Schematik ist nicht die tollste, aber ich habe sie
eben nur kurz "hingeklatscht"!

Gruß
KoF

Autor: KoF (Gast)
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Hat keiner eine Meinung dazu??

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