Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Arduino 12V Signal verarbeiten


von Jochen S. (josigb)


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Ich habe vor eine Zeitmessanlage mit Reflexionslichtschranken zu bauen. 
Hierzu habe ich von der Firma Contrinex Lichtschranken vom Typ 
LRS-1180-304. Diese können mit einer Spannung von 10-39V betrieben 
werden. Wir verwenden 12V über ein geregeltes Netzteil 12V 2A.

In dem Datenblatt der Lichtschranke stehen Werte die ich noch nicht 
zuordnen kann.

Ausgangsstrom <= 200 mA
Spannungsabfall an Ausgängen <= 2V bei 200mA
Leerlaufstrom <= 15mA
Sperrstrom der Ausgänge <= 0.1 mA

Für einen ersten Test habe ich mal eine Lichtschranke an 12V 
angeschlossen und den Ausgang gemessen.

Hier ist es so, dass wenn die Lichtschranke geschlossen ist, am Ausgang 
eine kleine Spannung von 0,4 V zu messen ist. Wenn die Lichtschranke 
unterbrochen wird, liegt am Ausgang fast die Eingangsspannung von 11.2V 
an.

Ich habe am Ausgang mal 6 LEDs die in Reihe sind als Verbraucher 
angeschlossen und messe hier 5mA.

Kann mir jemand die 4 Werte auf dem Datenblatt erklären, wie diese sich 
mit meinem Test in Zusammenhang bringen lassen?

Hier im Forum habe ich viele Hinweise gefunden, wie ich das Signal der 
Lichtschranke nun an meinem Arduino als Eingangssignal anschließen kann.

Einige Vorschläge gingen in Richtung Spannungsteiler und andere wiederum 
in Richtung Relais oder Optokoppler. Tja da hat man wieder die Qual der 
Wahl als Anfänger ohne Erfahrung was man am besten mal probieren sollte.

Mir erschien die Lösung mit dem Spannungsteiler hier für diesen Einsatz 
am sinnvollsten.

Eventuell noch eine Schutzdiode vor das Arduino Board, dass hier nie 
mehr als 5V an den Pin gelangen.

Liege ich hier mit meiner Recherche richtig?

von spontan (Gast)


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>Ausgangsstrom <= 200 mA
Der Ausgang kann bis zu 200mA aufnehmen, mit mehr wird er überlastet

>Spannungsabfall an Ausgängen <= 2V bei 200mA
Ein Low am Ausgang ist mit Sicherheit unter 2 Volt, auch wenn der 
Ausgang maximal belastet ist.

>Leerlaufstrom <= 15mA
Geht vielleicht aus dem Context besser hervor.


>Sperrstrom der Ausgänge <= 0.1 mA
Ein High am Ausgang wird weniger als 0.1mA ziehen.

Bei langen Leitungen zwischen Lichtschranke und AUswertung würd ich 
immer etwas Strom für Low ziehen lassen, in der Größenordnung von 10- 50 
mA, dadurch ist die Anbindung niederohmiger und etwas 
störunempfinglicher.

Wenn Potenialtrennug, dann lieber einen Optokoppler als ein Relais.

von Jochen S. (josigb)


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spontan schrieb:
>>Ausgangsstrom <= 200 mA
> Der Ausgang kann bis zu 200mA aufnehmen, mit mehr wird er überlastet

Soweit verstanden. Es hängt somit immer davon ab, was man mit dem 
Ausgang macht. Würde ich einen Verbraucher anschließen der mehr als 
200mA ziehen würde, beschädige ich das Bauteil.

>>Spannungsabfall an Ausgängen <= 2V bei 200mA
>Ein Low am Ausgang ist mit Sicherheit unter 2 Volt, auch wenn der
>Ausgang maximal belastet ist.

D.h. wenn ich mit 39V anstelle 12V die Lichtschranke betreiben würde, 
dann würde am Signal etwas mehr Spannung liegen wie mit 12 V aber auf 
jeden Fall immer weniger als 2V.

Aus dem Datenblatt selbst gibt es aber keine Angabe wo man direkt 
ableiten kann dass wie ich gemessen habe bei LOW immer eine Spannung da 
ist und wie hoch diese ist. So was muss man immer selbst Messen oder 
sind das Erfahrungswerte?

In dem Datenblatt war auch ein Schema wo Bauteile mit abgebildet sind.
Habs mal beigefügt. Lässt sich das für den Fachmann damit dann erklären 
ohne dass er wie ich erst nachmessen muss oder macht dieses Vorgehen so 
immer Sinn?

>Bei langen Leitungen zwischen Lichtschranke und Auswertung würd ich
>immer etwas Strom für Low ziehen lassen, in der Größenordnung von 10- 50
>mA, dadurch ist die Anbindung niederohmiger und etwas
>störunempfinglicher.

Die Leitungen zwischen Lichtschranke und Auswertung ist in der Tat sehr 
lange. 10m Minimum, Überlegungen gehen schon Richtung 50m (Im Winter 
wird oft in Hallen aufgebaut und da ist zwischen Start / Ziel und dem 
Richtertisch auch mal längere Leitungen da man um den Platz herum legen 
muss und nicht den direkten Weg nehmen kann.

Dann müsste man aber an das Signal einen kleinen Verbraucher 
anschließen, z.B. LED, damit ein Strom fließt oder wie ist das gemeint?

von ?!? (Gast)


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spontan schrieb:
>>Spannungsabfall an Ausgängen <= 2V bei 200mA
> Ein Low am Ausgang ist mit Sicherheit unter 2 Volt, auch wenn der
> Ausgang maximal belastet ist.

Ich würde eher sagen, der geschaltete Ausgang bricht weniger als 2V ein, 
wenn er mit 200mA belastet wird (Spannungsabfall am Ausgang). Also bei 
200mA bricht die Ausgangs-Spannung von 12V auf maximal 10V ein.

von jemand (Gast)


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Bitte beachte, dass der Spannungsabfall fachgerecht entsorgt werden 
muss. ;-)

von Mike (Gast)


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Jochen S. schrieb:
> Dann müsste man aber an das Signal einen kleinen Verbraucher
> anschließen, z.B. LED, damit ein Strom fließt oder wie ist das gemeint?

Du kannst am Ausgang der Lichtschranke zwischen 0V und A einfach einen 
Spannungsteiler anschließen. Damit genug Strom fließt, wären bei 12V 
Betriebsspannung insgesamt um die 1kΩ ein handlicher Wert, d.h. ein 
Spannungsteiler mit 680Ω und 360Ω sollte dir einen verbünftigen 
Logikpegel für den Arduino bei 5V Betriebsspannung liefern.

von Jochen S. (josigb)


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Ich habe mal folgendes Bauteil gefunden

SIL 7271-D 12V  :: Reedrelais, 12V, 1 Schließer mit Diode, 1A

Dies ist ein Bauteil wo ich keine Wärmethemen berücksichtigen müsste wie 
bei einem Spannungsregler. Auch habe ich so zu 100% mein Ardunio doch 
geschützt und ist für mich als Anfänger doch erst mal eine praktikable 
Lösung.

Oder was spricht gegen ein Relais?

Hier nochmal Zusammenfassend.
Die Reflexionslichtschranke Contrinex LRS-1180-304 wird mit 12V 
angeschlossen und am Ausgang schließe ich das Relais an.

Mein Uno setze ich mit 5V an die andere Seite des Relais und habe doch 
so eine funktionelle Lösung oder was würde dagegen sprechen?

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