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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 6N137 Optokoppler: Frage zu Datenblatt


Autor: Bernd (Gast)
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Hallo,

ich habe ein paar Verständnisprobleme mit dem Leseen des Datenblatts.

Da steht, daß der I_F (Emitter Forward Current) 50mA beträgt.
An anderer Stelle steht "*6.3mA is a guard banded value which allows for 
at least 20% CTR degradation. Initial input current threshold value
is 5.0mA or less."

Wie groß muß den nun der Strom für die Emitterdiode sein, damit ich am 
Ausgang ein ordentliches Low-Signal bekomme?


Eine andere Sache, die ich nicht verstehe, ist, daß ein Detector Output 
Current (I_O) angegeben wird. Es heißt doch eigentlich, daß wenn der 
Transistor sperrt, der Ausgangsstrom abhängig vom Pull-Up ist. Viel 
interessanter wäre es doch zu wissen, wie stark der Transistor den 
Pull-Up-Widerstand belaßten kann, wenn er durchgeschaltet ist, damit man 
weiß, welchen Wert man für den Pull-Up minimal/maximal wählen muß, damit 
am Ausgang ein vernünftiger Low-Pegel erzeugt wird, wenn der Transistor 
durchschaltet.


Kann jemand eine Empfehlung für den Vorwiderstand (Diode) machen (für 
3,3V Betriebsspannung Eingangsseite). Nach welchen Kriterien bestimme 
ich den Ausgangswiderstand? Ich möchte den Optokoppler mit maximaler 
Geschwindigkeit betreiben können?


Was ist die geschickteste Möglichkeit die Invertierung des Optokopplers 
aufzuheben. In einem anderen Thread 
(Beitrag "Re: 6N137 - Signal invertiert oder nicht?") wurde 
vorgeschlagen, die Diode anstelle von GND and VCC zu klemmen. Das mag 
für 5V Eingangssignale auch funktionnieren. Wie sieht es aber mit einem 
3V3 Eingangssignal aus?

Grüße,
Bernd

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Da steht, daß der I_F (Emitter Forward Current) 50mA beträgt.

Das ist der maximale Diodestrom bei dem die LED noch ganz bleibt aber 
nicht der empfohlene Betriebsstrom.

>An anderer Stelle steht "*6.3mA is a guard banded value which allows for
>at least 20% CTR degradation. Initial input current threshold value
>is 5.0mA or less."

Das bedeutet das ein Strom von 5mA zum durchschalten reicht. Aber um 
Alterungserscheinungen der LED vorzubeugen sollte man den Strom durch 
die Diode auf 6.3mA setzten das ergibt dann eine 20% Reserve gegen 
Alterung.


>Kann jemand eine Empfehlung für den Vorwiderstand (Diode) machen (für
>3,3V Betriebsspannung Eingangsseite).

Maximale Diodenspannung ist 1.8V. Für deinen Widerstand bleiben dann
(3.3 - 1.8) / 6.3mA = 240 Ohm

>Was ist die geschickteste Möglichkeit die Invertierung des Optokopplers
>aufzuheben. In einem anderen Thread
>(Beitrag "6N137 - Signal invertiert oder nicht?") wurde
>vorgeschlagen, die Diode anstelle von GND and VCC zu klemmen. Das mag
>für 5V Eingangssignale auch funktionnieren. Wie sieht es aber mit einem
>3V3 Eingangssignal aus?

Das hängt von deiner Treiberstufe ab. Wenn die genügend Strom liefert um 
die Diode an + zu hängen dann sollte das gehen.


Gruss Helmi

Autor: Bernd (Gast)
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>Das hängt von deiner Treiberstufe ab. Wenn die genügend Strom liefert um
>die Diode an + zu hängen dann sollte das gehen.

Eigentlich wollte ich direkt mit den I/Os des µC mit Vorwiderstand auf 
die Diode gehen. Immer den Schaltungsaufwand gering halten ;-)

Möglicherweise wäre in einigen Fällen auch eine Invertierung in Software 
möglich. Im einfachsten Fall wollte ich ursprünglich einen 74xx04 oder 
14 dahinter schalten. Aber wenn es einen Weg ohne externen Inverter 
gibt, würde ich den bevorzugen.

Grüße,
Bernd

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Eigentlich wollte ich direkt mit den I/Os des µC mit Vorwiderstand auf
>die Diode gehen. Immer den Schaltungsaufwand gering halten ;-)

Und was sagt das Datenblatt des uC dazu ?
Um welchen uC handelt es sich den ?

Autor: Hannes Jaeger (pnuebergang)
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Bernd wrote:
> Da steht, daß der I_F (Emitter Forward Current) 50mA beträgt.

Das steht unter "Absolute Maximum Ratings". Das sind die Werte, von 
denen man sich absolut fernhält .

> An anderer Stelle steht "*6.3mA is a guard banded value which allows for
> at least 20% CTR degradation. Initial input current threshold value
> is 5.0mA or less."
>
> Wie groß muß den nun der Strom für die Emitterdiode sein, damit ich am
> Ausgang ein ordentliches Low-Signal bekomme?

Im Bereich I_FH (Input High = Output Low).

> Eine andere Sache, die ich nicht verstehe, ist, daß ein Detector Output
> Current (I_O) angegeben wird.

Das steht unter "Absolute Maximum Ratings". Das sind die Werte, von 
denen man sich absolut fernhält .

> Es heißt doch eigentlich, daß wenn der
> Transistor sperrt, der Ausgangsstrom abhängig vom Pull-Up ist.

Und der Last.

> interessanter wäre es doch zu wissen, wie stark der Transistor den
> Pull-Up-Widerstand belaßten kann, wenn er durchgeschaltet ist, damit man
> weiß, welchen Wert man für den Pull-Up minimal/maximal wählen muß, damit
> am Ausgang ein vernünftiger Low-Pegel erzeugt wird, wenn der Transistor
> durchschaltet.

Fig. 1, Fig. 4. Ebenso wird sich im Text verplappert, dass mindestens 
I_OL (min) = 13 mA bei I_F = 5 mA. Besonders Bild 4 zeigt, dass es im 
Normalfall sogar deutlich mehr sind (über 35 mA).

> Kann jemand eine Empfehlung für den Vorwiderstand (Diode) machen (für
> 3,3V Betriebsspannung Eingangsseite).

Ohmsches Gesetz.

> Nach welchen Kriterien bestimme
> ich den Ausgangswiderstand?

I_OL (min) = 13 mA. I_L = I_OL (min) + I_Load. Rest Ohmsches Gesetz.

I_L: Strom durch den Pullup R_L
I_Load: Strom durch die angeschlossenen Gatter (wenig)

> Ich möchte den Optokoppler mit maximaler
> Geschwindigkeit betreiben können?

Möglichst kleinen R_L nehmen.

> Was ist die geschickteste Möglichkeit die Invertierung des Optokopplers
> aufzuheben.

Die Mikrocontroller-Software (wir sind hier auf mikrocontroller.net) die 
Logik umkehren lassen.

Autor: Ulrich (Gast)
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Fast alle µCs kommen damit klar, wenn der Optokoppler gegen Vcc 
verbunden ist. Da braucht man auch keine weitere Hardware (außerdem 
Widerstand) dazwischen. Der µC schaltet so den Strom gegen GND. Wenn die 
Ausgänge des µC unsymetrisch sind, ist meistens der gegen GND ohnehin 
der kräftigere. Die 6-10 mA sollten die meisten µCs treiben können.

Autor: Bernd (Gast)
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Es handelt sich um einen PIC32MX. Die I/Os können bis zu 25mA liefern.

> Fast alle µCs kommen damit klar, wenn der Optokoppler gegen Vcc
> verbunden ist.

Wenn die I/Os auf High sind, ist die Differenz zwischen VCC_5V für 
Optokoppler und VCC_3V3 (PIC32) aber immer noch 1,7V.

> Die Mikrocontroller-Software (wir sind hier auf mikrocontroller.net) die
> Logik umkehren lassen.

Da muß ich noch mal nachsehen, ob es beim SPI-Modul die Möglichkeit 
gibt, die Außgänge zu invertieren.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wenn die I/Os auf High sind, ist die Differenz zwischen VCC_5V für
>Optokoppler und VCC_3V3 (PIC32) aber immer noch 1,7V.

Wieso hängst du den Optokoppler nicht auch an die 3.3V ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Bernd (Gast)

>Da muß ich noch mal nachsehen, ob es beim SPI-Modul die Möglichkeit
>gibt, die Außgänge zu invertieren.

Kann man. Die Daten einfach per XOR beim Schreiben/Lesen, den Takt per 
Einstellung in den Steuerregistern.

MFG
Falk

Autor: Bernd (Gast)
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@ Helmut Lenzen:
Guter Einwand. Ich muß zugeben, daß ich irgendwie die ganze Zeit die 
"Supply Voltage, Output = min 4.5V" hatte. Aber die Diode hat mit dem 
Ausgang ja garnichts zu tun. Ich denke, ich werde die Diode jetzt 
jeweils an die VCC der jeweiligen Seite klemmen.

Vielen Dank an alle und Grüße,
Bernd

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