Hallo,
ich habe angehängte Eingangsschaltung einer SPS. Die Funktion der
Schaltung selbst ist mir klar. Aber warum verwendet man zwei Widerstände
in Reihe ( R1 & R2 ) anstatt nur eines Widerstands. (R1 & R2 sind
MiniMelfs, R3 ist ein 1206.)
Vielen Dank,
Pepe.
> Aufteilung der Spannung (1/2)
Das 1/2 wird nicht durchgängig sein, weil der Emitter
1,5V Vorwärtsspannung hat.
Der R3 ist ein Bypass für kleine von Null Volt abweichende Spannungen.
An 24V würden durch die 4k8 immerhin 20mA fliessen und 0.48 Watt
abfallen.
Einfache Widerstände vertragen aber bloss 0.25W, also schaltet man 2 in
Reihe, da verteilt sich die Verlustlkeistung auf 2.
Man hätte auch einen grösseren nehmen können, 1W, aber der wäre teurer.
MaWin schrieb:> An 24V würden durch die 4k8 immerhin 20mA fliessen und 0.48 Watt> abfallen.
Mathematik ist wohl zu dieser Tageszeit etwas schwierig?
Ich denke da mehr an Spannungsfestigkeit gegen Transienten in
industrieller Umgebung.
Wenn die Platine automatisch bestückt wird ist es meist billiger 2
gleiche Widerstände zu nehmen, als viele verschiedene Widerstandswerte.
Die meisten Bestücker arbeiten nur mit Tapes auf Rollen. Sagen wir mal
ich brauche 50x4,7k und 5x 8,2k und ich produziere 100 Platinen, dann
brauche ich 500 8,2k Widerstände. In Manche Maschinen kann man
Tape-abschnitte einlegen(Von hand aufrollen, extrakosten), dann braucht
man aber rund 20cm extra. Ich brauche also rund 800 Widerstände für ca.
0,03€/Stück->24€
Wenn ich einfach die 8,2k durch 2x4,7k ersetze brauche ich 6000 anstelle
von 5000 Widerstände. Ab 2500 gibts die auf Rollen, da kostet dann ein
Widerstand 0,005€. Die 1000 Extra kosten mich also nur 5€ statt 24€ und
ich habe einen extra Slot frei im Bestücker.
Pepe schrieb:> ich habe angehängte Eingangsschaltung einer SPS. Die Funktion der> Schaltung selbst ist mir klar. Aber warum verwendet man zwei Widerstände> in Reihe ( R1 & R2 ) anstatt nur eines Widerstands. (R1 & R2 sind> MiniMelfs, R3 ist ein 1206.)
Zum einen die Aufteilung der Verlustleistung. Noch öfter aber die
Aufteilung des Spannungsabfalls. Die Spannungsfestigkeit von Gehäusen
ist begrenzt. Und die Größe von Kriechstrecken ist gerade bei SMD auch
oft ein Thema.
XL
Route 66 schrieb:> Die Verlustleistung ist hier allerdings nur 60 mW pro R.
bei Nennspannung, aber bei Fremdspannung kann das auch locker mehr
werden...
SPS hört sich nach betriebssicherer an als jedes Bastelprojekt, wobei
mir der untere R nicht gefällt, die Diode verhindert auf jeden Fall
negative Spannungen
Pepe schrieb:> Aber warum verwendet man zwei Widerstände> in Reihe ( R1 & R2 ) anstatt nur eines Widerstands. (R1 & R2 sind> MiniMelfs, R3 ist ein 1206.)
Ganz einfach:
Sollte ein Widerstand R1 oder R2 leitend 0R werden verändert sich der
Arbeitspunkt am Optokoppler. Das ist jetzt beim Optokoppler nicht so
schlimm da damit der Strom durch die LED sich verdoppelt, meist ist die
Schaltung so ausgelegt dass der optokoppler das auf Dauer aushält
(vorher also so etwa 45% des Soll-Stromes). In dieser Schaltung macht R3
und D1 ohnehin nur wenig Sinn da die Spannung über dem Optokoppler durch
die interne Diode begrenzt wird die normalerweise bei etwa 2V liegt.
Spannender (im wahrsten Sinne) wird das ganze schon bei einem normalen
TTL Eingang. Da derhöht sich dann meistens die Spannung am
Prozessoreingang beim leitenden Durchbrennen eines der Widerstände so
weit, dass der Prüzessor am Eingang >Vcc sieht. Deswegen auch die
Schutzdiode D1 als Z-Diode sowie der Spannungsteiler mit R3.
Das ganze hat mit Ausfallsicherheit zu tun. Deswegen auch die MELFs
(P@R1 = 6V * 2,4mA = 15mW) denn das würde auch ein R0805 dauerhaft
leicht vertragen.
rgds
MaWin schrieb:> An 24V würden durch die 4k8 immerhin 20mA fliessen und 0.48 Watt> abfallen.
Hmm, mal nachrechen.
Bei 24V fließen dann durch 4,8k aber nur 5mA, pro Widerstand sind das
dann 12V * 5mA = 60mW, das macht auch ein 0805 noch gut.
rgds
@Flow
>Das 1/2 wird nicht durchgängig sein, weil der Emitter>1,5V Vorwärtsspannung hat.
Früher war es mal so, dass sich die Spannung, bei gleichen Widerständen
auch gleich verteilt hat.
Route 66 schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>> Zum einen die Aufteilung der Verlustleistung.>> Die Verlustleistung ist hier allerdings nur 60 mW pro R.
Eingänge von SPSen sollen durchaus mehr vertragen als nur die
Nennspannung. Meist ist gefordert, daß 230V Netzspannung ohne
Zerstörung ausgehalten werden müssen. Und dann braucht man
einerseits mehr Verlustleistung und andererseits auch mehr
Spannungsfestigkeit (was du praktischerweise nicht zitiert hast).
XL
@Amateur
das ist mir von früher auch bekannt.
Ich meine es so:
Am Knoten R2-R3 bildet sich bei H-Eingang keine Spannungsteilung
durch die Widerstände sondern die niedrige Festspannung der Opto-
kopplerdiode.
Wer rechnet denn mal die Ströme und die Verlustleistungen richtig aus?
Axel Schwenke schrieb:> Eingänge von SPSen sollen durchaus mehr vertragen als nur die> Nennspannung. Meist ist gefordert, daß 230V Netzspannung ohne> Zerstörung ausgehalten werden müssen.
Diese Anforderung kenne ich auch für SPSse.
Dafür taugt aber die Schaltung des TO nicht, auch 2 Rs in MELF gehen da
in kürzester Zeit in Rauch auf.
Axel Schwenke schrieb:> Meist ist gefordert, daß 230V Netzspannung ohne> Zerstörung ausgehalten werden müssen.
Dann muss die Eingangsschaltung aber GANZ anders aussehen.
Mit der obigen Schaltung schlägt Dir erst der Optokoppler durch, das
kann auch die Zenerdiode D1 (auch wenn sie nicht als Zener eingezeichnet
ist) nicht verhindern, das geht nur über den Strom da dann Spitze
300V/5k = 60mA fließen. Im negativ-Fall bricht dann wahrscheinlich der
Optokoppler reverse durch.
Wenn dann der Optokopper durch ist (nicht leitend) kommt der
Spannungsteiler dran: 230V /10k = 23mA. 23mA * 65v (avg) = >1,3W, an R1
und R2, das macht auch der beste MELF nicht lange mit, an R3 sind's
sogar >2,6W. Dann raucht auch einer der Widerstände ab.
Leitender Durchbruch am Optokoppler vernichtet R1 und R2 noch schneller
und verschont nur R3. Das gilt auch, wenn der Optokoppler die 60mA auf
Dauer verträgt (4n33 Imax_abs = 60mA). Wären dann 60mA * 115V = 6,7W pro
Vorwiderstand, da gibt der schnell auf.
Die Schaltung ist IMHO irgendwo in einer einfach-SPS oder in irgendeinem
Hinterhoflabor entstanden. Ich denke nicht dass irgendein namhafter
SPS-Hersteller das so macht, lasse mich aber gerne überzeugen. Wo ist
denn die Schaltung raus?
rgds
Pepe schrieb:> Schaltung selbst ist mir klar. Aber warum verwendet man zwei Widerstände> in Reihe ( R1 & R2 ) anstatt nur eines Widerstands. (R1 & R2 sind> MiniMelfs, R3 ist ein 1206.)>
Dadurch ist die Schaltung in der Lage transiente Spannungsspitzen
schadloser zu überstehen (Aufteilung der Spannung auf zwei R).
Kurt
6A66 schrieb:>> Mit der obigen Schaltung schlägt Dir erst der Optokoppler durch, das> kann auch die Zenerdiode D1 (auch wenn sie nicht als Zener eingezeichnet> ist)
Das ist keine Z-Diode, die wäre hier auch wirkungslos.
Diese dient nur dazu die LED vor neg. Spannung zu schützen.
Für dauerhafte Netzspannung ist die Schaltung nicht ausgelegt.
Kurt
Kurt Bindl schrieb:> Das ist keine Z-Diode, die wäre hier auch wirkungslos.> Diese dient nur dazu die LED vor neg. Spannung zu schützen.>> Für dauerhafte Netzspannung ist die Schaltung nicht ausgelegt.
Hallo Kurt,
wo ist die Sschaltung denn her?
rgds
6A66 schrieb:> Kurt Bindl schrieb:>> Das ist keine Z-Diode, die wäre hier auch wirkungslos.>> Diese dient nur dazu die LED vor neg. Spannung zu schützen.>>>> Für dauerhafte Netzspannung ist die Schaltung nicht ausgelegt.>> Hallo Kurt,>> wo ist die Sschaltung denn her?>> rgds
Die hat Pepe ganz oben eingestellt, sie ist aus einer SPS.
Sie kann Eingangsspannungen so ab >4V sauber/sicher verarbeiten, als 1
erkennen.
Diese Schwelle ist notwendig um immun gegen kleine Restspannungen zu
sein wie sie im realen Betrieb auftreten.
Das können Spannungsabfälle an CE Strecken (NPN-Ausgang eines Sensors)
oder Masseanhebungen auf Sensorleitungen oder Leckströme sein, es gibt
viele Möglichkeiten das da was ist was nicht als Logikpegel erkannt
werden soll, darum die Schwelle (Spannungsteiler vor der LED).
Kurt
6A66 schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>> Meist ist gefordert, daß 230V Netzspannung ohne>> Zerstörung ausgehalten werden müssen.>> Dann muss die Eingangsschaltung aber GANZ anders aussehen.
Stimmt.
> Mit der obigen Schaltung schlägt Dir erst der Optokoppler durch, das> kann auch die Zenerdiode D1 (auch wenn sie nicht als Zener eingezeichnet> ist) nicht verhindern, das geht nur über den Strom da dann Spitze> 300V/5k = 60mA fließen. Im negativ-Fall bricht dann wahrscheinlich der> Optokoppler reverse durch.
Aber das stimmt nicht.
Der 4N33 verträgt dauerhaft 60mA. Bei 230V Netzspannung fließen aber nur
48mA effektiv. Und davon noch nur die Hälfte (eine Halbwelle) durch den
Optokoppler und die andere durch D1. Die natürlich eine normale Diode
ist und keine Z-Diode (wie kommst du auf die Idee?)
Was nicht paßt, ist die Verlustleistung von immerhin 11W. Das schaffen
auch zwei Minimelfs nicht mal ansatzweise.
XL
Kurt Bindl schrieb:> Die hat Pepe ganz oben eingestellt, sie ist aus einer SPS.
SPS habe ich gesehen - Würde mich interessieren aus welcher :)
War eigentlich auch nicht an Dich geschrieben sondern an Pepe - mein
Fehler
Axel Schwenke schrieb:> Der 4N33 verträgt dauerhaft 60mA. Bei 230V Netzspannung fließen aber nur> 48mA effektiv. Und davon noch nur die Hälfte (eine Halbwelle) durch den> Optokoppler und die andere durch D1.
Hatte ich hier geschrieben:
6A66 schrieb:> Das gilt auch, wenn der Optokoppler die 60mA auf> Dauer verträgt (4n33 Imax_abs = 60mA). Wären dann 60mA * 115V = 6,7W pro> Vorwiderstand, da gibt der schnell auf.
Das mit der Diode ist richtig.
Sind in Spitze 66mA, gemittel 48mA - wird er wohl vertragen.
Aber die Widerstände ...
Axel Schwenke schrieb:> ist und keine Z-Diode (wie kommst du auf die Idee?)
Nur Vermutung. Ich denke da an uC-Eingänge ...
rgds
Hat jemand zufällig eine Eingangsschaltung von einer SPS eines namhaften
Herstellers? Wie sorgen die dafür, daß dauerhaft 230VAC ohne Schaden
anliegen können?
Gerd E. schrieb:> Hat jemand zufällig eine Eingangsschaltung von einer SPS eines namhaften> Herstellers? Wie sorgen die dafür, daß dauerhaft 230VAC ohne Schaden> anliegen können?
-Meine- Eingänge sind Netzfest obwohl sie mit 12V oder 4V arbeiten.
Der -Phasenprüfer mit LED- macht es vor wies geht.
Kurt
Kurt Bindl schrieb:> -Meine- Eingänge sind Netzfest obwohl sie mit 12V oder 4V arbeiten.
und galvanisch getrennt?
> Der -Phasenprüfer mit LED- macht es vor wies geht.
geht der denn schon ab 4V?
Wäre nett wenn Du einen Schaltplan zeigen könntest. Sorry, das mit dem
"namhaften SPS Hersteller" vorher klang vielleicht hochnäsig, natürlich
interessieren mich auch gut gemachte Eingänge von anderen
Forenteilnehmern.
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