Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DAC über Optokoppler trennen


von Sebastian M. (sebmuell)


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Hallo,

ich bin neu hier und hätte eine Frage. Bisher habe ich noch nie einen 
Optokoppler eingesetzt. Dies würde ich gerne ändern :). Ich würde gerne 
mit einem DAC ein Spannung ausgeben und innerhalb eines anderen 
Schaltkreis ein Bauteil damit steuern. Diese Bauteil wird aber von einer 
anderen Quelle gespeist. Im Anhang habe ich dazu ein Bild gezeichnet. 
Dh. ich habe zwei Trafos und würde diese beiden getrennt halten mittels 
Optokoppler.

Klappt das so wie ich mir das vorstelle? Kann ich hier einen std. 
Optokoppler nutzen wie den 6n137 ? Wenn ich die Spannung des DAC noch 
invertieren möchte, macht man das vor oder nach dem Optokoppler?

Schöne Grüße
Seb

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian M. schrieb:

> Eine solche Trennung macht man auf der digitalen Seite,
nicht auf der analogen.

von Sebastian M. (sebmuell)


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Hallo Harald,

könntest du etwas genauer beschreiben, was du meinst?

von Falk B. (falk)


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@ Sebastian M. (sebmuell)

>Optokoppler eingesetzt. Dies würde ich gerne ändern :).

Auch, wenn es für die Lösung des Problems vollkommen unsinnig ist?

>mit einem DAC ein Spannung ausgeben und innerhalb eines anderen
>Schaltkreis ein Bauteil damit steuern.

Dazu braucht es zu 99% KEINEN Optokoppler.

>Diese Bauteil wird aber von einer
>anderen Quelle gespeist. Im Anhang habe ich dazu ein Bild gezeichnet.

Ja und? Masse verbinden, fertig.

>Dh. ich habe zwei Trafos und würde diese beiden getrennt halten mittels
>Optokoppler.

Käse.

>Klappt das so wie ich mir das vorstelle?

Theoretisch ja, praktisch nein.

> Kann ich hier einen std.
>Optokoppler nutzen wie den 6n137 ?

Nein. Der kann nur eien digitales Signal übertragen, kein analoges. 
Analogsignal per Optokoppler zu übertragen ist recht aufwändig, digital 
ist deutlich einfacher.

von Sebastian M. (sebmuell)


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Wenn ich aber die Massen nicht verbinden will, was dann?

von Falk B. (falk)


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@Sebastian M. (sebmuell)

>Wenn ich aber die Massen nicht verbinden will, was dann?

Warum willst du das nicht? Angst?

Eine Galvanische Trennung ist in den meisten Fällen unnötig!

Wenn sie WIRKLICH nötig sein sollte, trennt man die digitalen Signale 
VOR dem DAC. Dann braucht man aber auch eine galvanisch getrennte 
Versorgung des DACs mittels DC/DC Wandler.

Und wie man es auch immer dreht und wendet, auch beim galvanischen 
getrennten DAC musst du die Masse des DAc mit deiner Zielschaltung 
verbinden ;-)

: Bearbeitet durch User
von schnuff (Gast)


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Hallo,

versuchs mit nem iso122, der braucht allerdings 2 Betriebsspannungen.

von Spannungsabfall (Gast)


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Wie schnell und genau muss der DAC denn sein? Wenn er nicht schnell sein 
musst, kannst du ein Analogsignal auch durch eine PWM mit 
nachgeschaltetem Tiefpass erzeugen. Und wenn der Optokoppler schnell 
genug ist kannst du ihn direkt mit dem PWM-Signal ansteugen. Dann den TP 
nach den Optokoppler und fertig ist das galvanisch getrennte 
Analogsignal.

von Sebastian M. (sebmuell)


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Hallo,

ich umschreibe nochmal mein Problem.

Ich habe einen MCU mit DAC. Dieser DAC erzeugt eine Steuerspannung. Nun 
möchte ich den MCU / DAC mit einem anderen Trafo als das zu steuernde 
Element betreiben. (Um z.b. parallel schalten zu können).
Gibt es hier DAC (Und auch einen ADC) der diese Voraussetzungen 
vielleicht erfüllen kann? Oder habt ihr einen anderen Vorschlag, wie ich 
das Problem angehen könnte?

Wäre es vielleicht machbar, nach dem MCU einen Voll-differenziellen 
OpAmp zu schalten, dann den DAC und dann das zu steuernde Element. Hier 
müsste man dann den DAC (und den diff Opamp??) mit der 
Versorgungsspannung des zu steuernden Elements versorgen.

Schöne Grüße

von Jim M. (turboj)


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Sebastian M. schrieb:
> Ich habe einen MCU mit DAC.

Schreibe bitte das nächste Mal dazu, ob es externer DAC ist. Es gibt 
viele MCUs mit integriertem DAC.

Die Idee mit dem differentiellen OpAmp geht i.A. nicht, denn die Input 
Spannungen müssen definiertes Potential haben, also zwischen V+ und V- 
liegen. Das ist bei getrennter Masse nicht gegeben.

Es gibt auch Iso-verstärker, aber oft ist die Lösung mit 
MCU->Optokoppler->DAC einfacher und billiger.

von Martin H. (disjunction)


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Oder ein
  IL300

von Sebastian M. (sebmuell)


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Dh. ich würde den DAC dann mit der Spannung versorgen, mit der ich auch 
das zu steuernde Element versorge... Das war ja meine Ursprungsidee. 
(Hab nur den Optokoppler hinter anstatt vor den DAC gesetzt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wenn man schon unbedingt irgendwas irgendwo irgendwie trennen will, dann 
nimmt man einen seriellen Wandler (SPI-DAC oder -ADC) und trennt auf der 
digitalen Seite.

Aber wie Falk schon schrieb: das ist sehr oft gar nicht nötig. Ob es 
hier nötig ist, kann man noch nicht sicher sagen, da fehlen noch 
konkrete Informationen...

von Possetitjel (Gast)


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Sebastian M. schrieb:

> Ich habe einen MCU mit DAC. Dieser DAC erzeugt eine
> Steuerspannung. Nun möchte ich den MCU / DAC mit einem
> anderen Trafo als das zu steuernde Element betreiben.
> (Um z.b. parallel schalten zu können).

Schön.

> Gibt es hier DAC (Und auch einen ADC) der diese
> Voraussetzungen vielleicht erfüllen kann?

Lass es mich so ausdrücken: Du kannst natürlich mit dem
Kopf durch die Wand gehen.

Du könntest freilich auch das tun, was die ganzen anderen
verachtungswürdigen Weicheier machen: Du könntest zwei
Schritte zur Seite treten und die Tür benutzen. Die Wahl
liegt bei Dir.

> Oder habt ihr einen anderen Vorschlag, wie ich das Problem
> angehen könnte?

Wurde schon genannt: PWM.

Gemeint ist: Analogwertausgabe am µC nicht mittels DAC, sondern
über PWM-Kanal; PWM-Signal über schnellen Optokoppler (6N137)
führen und auf der "heißen" Seite tiefpassfiltern.

> Wäre es vielleicht machbar, nach dem MCU einen Voll-differenziellen
> OpAmp zu schalten, dann den DAC und dann das zu steuernde Element.

Unsinnig.

> Hier müsste man dann den DAC (und den diff Opamp??) mit der
> Versorgungsspannung des zu steuernden Elements versorgen.

Was auch geht: Daten am µC seriell ausgeben; seriellen Bitstrom
über Optokoppler führen; auf der heißen Seite Schieberegister/DAC.

Nochmal zum Merken: Potenialtrennung von stetig veränderlichen
Gleichspannungen/-strömen ist ein Furunkel am Arsch. Vermeiden.

von Sebastian M. (sebmuell)


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OK, also habe ich mehr oder weniger zwei Varianten mit denen ich das 
ganze bewerkstelligen kann.

- PWM => Opto => Tiefpass
- Opto => DAC

(iso122 ist etwas teuer für den Spaß)

Nun will ich aber auch noch die Spannung mit einem ADC messen. Gibt es 
hier außer der Variante ADC ==> Opto ==> MCU eine Möglichkeit?

Und nochmal zur Frage, warum ich überhaupt trennen will:
Ich will wie beschrieben ein Netzteil mit MCU steuern. Dieses soll 
mehreren Kanälen haben. Und um ggf. die Option zu haben, ein paar  mehr 
Ampere aus dem Netzteil zu bekommen, will ich die Kanäle Parallel 
schalten können.

von Udo S. (urschmitt)


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Sebastian M. schrieb:
> Ich will wie beschrieben ein Netzteil mit MCU steuern. Dieses soll
> mehreren Kanälen haben. Und um ggf. die Option zu haben, ein paar  mehr
> Ampere aus dem Netzteil zu bekommen, will ich die Kanäle Parallel
> schalten können.

Hättest du das nicht schon vor 36 Tagen schreiben können?
Siehe Netiquette bzgl Problembeschreibung.

von Udo S. (urschmitt)


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Nimm 2 µCs, je einer pro Netzteil, die du auch über die 
Netzteilschaltung versorgst. Wenn eines der Master sein soll (weil du 
z.B. nur ein Display hast, oder eine Remote-Steuerung) dann lass beide 
über eine serielle Schnittstelle kommunizieren die du galvanisch 
trennst, dazu brauchst du zwei Optokoppler.

Threads dazu findest du hier im Forum, z.B. 
Beitrag "galvanische Trennung RS232"

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Es gibt auch sowas wie den AD5593RBRUZ. Kostet bei Mouser zwar 6€, aber 
der sollte reichen. Hat 8 IOs, die einzeln als digitale oder analoge 
Eingänge oder Ausgänge konfiguriert werden können. Via I2C kann der 
angesprochen werden und dafür gibt es <1€ "isolierer". Man kann also 
z.B. Usoll und Isoll als DAC, Uist und Iist als ADC, "Strombegrenzung 
an" als digitalen Eingang und "Relais zum Ausgang trennen" und "Relais 
um Eingangsspannung zu wählen" als dig. Ausgang. Ist immernoch ein IO 
frei.
Die Versorgungsspannung und ggf. Referenz kannste dann ja von dem 
jeweiligen Eingang anzapfen, da brauchst du/darfst du ja keine 
Potentialtrennung (haben).

von Lutz M. (themroc)


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Michael Skropski schrieb:
> Via I2C kann der
> angesprochen werden und dafür gibt es <1€ "isolierer".

Nö. Die 1€ Teile brauchen noch einen Trafo und einen 2. Chip auf der 
anderen Seite. Echte I2C Isolatoren (also ICs, die auch tatsächlich 
isolieren, wie z.B. den Si8602AC-B-IS) kosten ab 3€.

Da ist die UART-Lösung deutlich günstiger: SI8421AB-D-ISR, 1Mbit/s 
bidirektional für 1€ bei Mouser.

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