Hallo,
ich versuche ein 40 Signal (ein Relais) potenzialfrei mit einem
Microcontroller (3V3 Ausgang) zu schalten.
Dazu habe ich die angehängte Schaltung entworfen.
Wenn der Optokoppler wie in der Schaltung geschalten wird, funktioniert
alles einwandfrei.
Das Problem: Wenn der Optokoppler nicht geschalten ist, hatte ich
erwartet am Ausgang 0V zu messen. Stattdessen messe ich 29V.
Was mache ich falsch?
hängt denn der Emitter wirklich in der Luft bei deinen Versuchen?
Du solltest einen Emitterwiderstand nach GND einfügen oder den
Basiswiderstand so berechnen das der Reststrom durch den OptoTransistor
nicht ausreicht den Transistor zu schalten.
Danke für die schnellen Antworten!
Das Signal hängt nicht in der Luft, es steuert ein Relais.
Ich habe den Widerstand an den Emitter gegen GND gesetzt, ist das so
korrekt?
Ich sehe gerade, du hast eine Kollektorschaltung gebaut. Da kannst du
beide Widerstände 3k und 20k weglassen. Stattdessen einen 100k
Widerstand von der Basis des BC547 nach GND 2 schalten.
xisal schrieb:> ich versuche ein 40 Signal (ein Relais) potenzialfrei mit einem> Microcontroller (3V3 Ausgang) zu schalten.
So ähnlich wie im Beitrag "PC817 Hilfe wiederstände bestimmen"
Da war dann auch der Strom der Last und das bei hohen Strömen
überraschend lineare Verhalten des Optokopplers das Problem.
Udo K. schrieb:> Ein Relay ist doch selbst schon galvanisch getrennt, schaut irgendwie> überflüssig aus.
Wenn links und rechts vom Optokoppler die selbe Masse ist, dann ist der
Optokoppler unnötig, weil offenbar keine Potentialtrennung nötig ist.
xisal schrieb:> Also tatsächlich einfach 100k von der Basis gegen GND, wie im Anhang?
Von der Basis zum Emitter gehört der Widerstand, der dafür sorgt, dass
kleine Leckströme nicht bevorzugt in die Basis des Transistors fließen
und den Transistor "ein wenig" aufsteuern.
Und dann solltest du für ein sinnvolles Messergebnis noch einen
Lastwiderstand (oder gleich das Relais mitsamt Freilaufdiode) zwischen
Emitter und GND schalten.
xisal schrieb:> Was mache ich falsch?
Die präsentierten Vorschläge waren alle nicht vollständig. Ich habe mal
kurz LTspice XVII zu Hilfe genommen.
Zuerst habe ich angenommen das xisal in Phase schalten möchte. Also,
wenn der Input vom Optokoppler High ist, so soll das Relais Strom
bekommen und schalten. Siehe Opto_3__Phase-Vout-IL1.jpg.
Zunächst mußte der Strom für die Diode des Optokopplers auf passende
Werte gesenkt werden. Bei VCC = 3,3 V bin ich von 2,7 V als
Augangsspannung des uC ausgegangen. Mit R1 = 1 KOhm kommt man so auf 1,7
mA Diodenstrom. Das reicht.
Der Ausgang des Optokopplers verträgt keine 40 V. Siehe Datenblatt.
Deshalb wurde die Spannung mit R3 und R4 auf ca. 9,3 V gesenkt. Das
genügt vollkommen. Über R2 fließt der Strom zur Masse, gleichfalls über
die Basis-Emitterstrecke des BC547B.
Der Strom durch den Transistor des Optokopplers beträgt ma. 1,1 mA.
Siehe Opto_3__IR2_IB-BC547B.jpg.
Das ist mehr als reichlich um den BC547B in die Sättigung zu bringen.
Wir wollen ja nicht heizen. Er verbraucht auch nur beim Testsignal 1,1
mW. Im ungünstigsten Fall das Doppelte. Also kein Problem. Der
Optokoppler verbraucht insgesamt ca. 0,96 mW.
Siehe Opto_4__PV-PC817.jpg.
Als Relais habe ich zum Simulieren ersatzweise eine Induktivität von 100
mH mit 2 kOhm ohmschen Drahtwiderstand genommen. Eine Ableitdiode ist
lebenswichtig für den BC547B. Eine kleine 1N4148 genügt hier vollkommen.
Wer selber noch simulieren möchte, Opto_4.asc und Opto_4.plt in ein
Verzeichnis kopieren und mit dem aktuellen, kostenlosen LTspice XVII
starten.
Viel Spaß!
mfg Klaus
xisal schrieb:> Könnt ihr vllt. kurz erklären was das für einen Vorteil hat?
Was hältst Du von meinem Vorschlag? Noch Fragen oder fehlt etwas?
mfg Klaus
Klingt sehr gut, ich bin noch am ausprobieren und warte auf einer
Lieferung der Teile! Danke!
Ich habe festgestellt das die 40V Spannung teilweise auf bis zu ~32V
sinkt (ist ein Haus-Bus), deswegen werde ich den Widerstand vor dem
Collector des Optokopplers noch etwas kleiner wählen müssen.
Was ich noch nicht ganz verstanden habe, warum das Relais vor dem
Collector hängt und nicht hinter dem Emitter.
Würde es hinter dem Emitter liegen bräuchte ich auch keine Diode oder?
Klaus R. schrieb:> Der Ausgang des Optokopplers verträgt keine 40 V. Siehe Datenblatt.
Warum nimmt man dann nicht einfach einen, der die 40V verträgt? Z.B.
CNY17, der ist mit 70V max. Rating spezifiziert.
Würde ich tun, bevor ich 1mA aus den 40V dauerhaft fließen lasse ...
Klaus R. schrieb:> xisal schrieb:>> quasi so.. oder?!>> Nein, genauso wie ich das gezeichnet habe.> mfg Klaus
So, jetzt habe ich wieder etwas Zeit.
xisal schrieb:> Ich habe festgestellt das die 40V Spannung teilweise auf bis zu ~32V> sinkt (ist ein Haus-Bus), deswegen werde ich den Widerstand vor dem> Collector des Optokopplers noch etwas kleiner wählen müssen.
Ob 40 V oder 32 V, der BC547B wird noch genügend in die Sättigung
getrieben. Dein Schaltvorschalg ist wieder ein Emitterfolger. R3 und R4
senken die Spannung wegen dem Optokoppler auf ca. 9,3 V. Die Spannung am
Relais liegt dann immer um fast 1 V unter den 9,3 V, wenn der 1 k
Widerstand entfällt. Das hattest Du ja schon am Anfang.
Du kannst aber gerne den R3 mit 33 K auf 22 k senken. Den höhren
Basisstrom verträgt der BC547B auch noch.
Was Du für das Relais brauchst ist eine Emmitterschaltung.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
Die Kollektorspannung der Emitterschaltung verläuft von quasi 0 V bis
hoch zur Versorgungsspannung. Das braucht Dein Relais ja anscheinend.
HildeK schrieb:> Warum nimmt man dann nicht einfach einen, der die 40V verträgt? Z.B.> CNY17, der ist mit 70V max. Rating spezifiziert.> Würde ich tun, bevor ich 1mA aus den 40V dauerhaft fließen lasse ...
Die 1 mA tun sicher nicht weh.
mfg Klaus
Manfred L. schrieb:> Hi,> ich würde es so machen.
Geht natürlich ebenfalls. Ist bestimmt die Schaltung mit dem geringsten
Bauteileaufwand für den Zweck. Der Optokoppler müßte aber mit Uce < 0,6
V durchschalten.
mfg Klaus
Dieter schrieb:> Jetzt muss da nur noch ein weiterer Transistor dazwischen. Das Signal> muss noch invertiert werdrn.
Gut, meine Schaltung hat nicht invertiert, genauso wie xisals erster
Entwurf. Aber er steuert ja mit einem µC an. In der Regel kann man dort
ganz einfach invertieren.
xisal hat jetzt die Wahl.
mfg Klaus
Hi,
Klaus R. schrieb:> Geht natürlich ebenfalls. Ist bestimmt die Schaltung mit dem geringsten> Bauteileaufwand für den Zweck. Der Optokoppler müßte aber mit Uce < 0,6> V durchschalten.
Der PC817 hat max. 0.2 V Sättigungsspannung.
Ggrüße
Klaus R. schrieb:> Aber er steuert ja mit einem µC an. In der Regel kann man dort> ganz einfach invertieren.
Entweder per SW oder einfach den OK statt gegen GND gegen +VCC
anschließen.
HildeK schrieb:> Entweder per SW oder einfach den OK statt gegen GND gegen +VCC> anschließen.
Das kommt drauf an, wie das Relais sich verhalten soll, wenn der µC
keine Spannung hat oder gerade neu startet. Die SW kann das nicht
richten.
Klaus R. schrieb:> Ist bestimmt die Schaltung mit dem geringsten> Bauteileaufwand für den Zweck.
sicher nicht!
Ein Transistor und ein Widerstand zusätzlich wo es ein Photomos alleine
kann?
Joachim B. schrieb:> Klaus R. schrieb:>> Ist bestimmt die Schaltung mit dem geringsten>> Bauteileaufwand für den Zweck.>> sicher nicht!>> Ein Transistor und ein Widerstand zusätzlich wo es ein Photomos alleine> kann?
Der Zweck ist die Ansteuerung eines 40 V Relais. Allein die 40 V sind
schon ungewöhnlich.
Aber im Prinzip hast Du recht. Man könnte sich dann vermutlich auch den
Optokoppler sparen.
mfg Klaus
PC817A nur 35V, der PC817X bis 80V. Fuer Dauereingeschalter unbedingt
die Verlustleistung beachten.
Addiere Strom mal Spannungsabfall auf der LED und Transistorseite.
schaltung.png
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