Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V auf 5V via Optokoppler


von P. L. (iredecent)


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Hallo, hier meine erster Beitrag:
Ich haben momentan ein Projekt, bei dem 4 Distanzsensoren Typ Sharp 
2Y0A21 F34 an einer SPS angeschlossen werden müssen. Jetzt brauch ich 
für die Sensoren eine Versorgungsspannung von 4,5-5,5V. Die SPS bekommt 
von 4 Bleigel Akkus 24V.

Ich hab mich bereits ein bisschen darüber informiert und 
herrausgefunden, dass Optokoppler wohl am ehesten infrage kommen würden. 
Ich kenne mich aber in diesem Gebiet nich wirklich aus und stelle 
deswegen die Frage hier, welche Bauteile ich brauche und wie die 
zusammen gehören.

Iredecent

von hinz (Gast)


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P. L. schrieb:
> Sharp 2Y0A21 F34

Datenblatt?

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin Iredecent

Du hast da denke ich 2 Aufgaben in einer ;-)

1. Spannungsversorgung der Sharp Sensoren
2. "Einlesen" des Ausgangssignals in die SPS

1. Hier ist ein einfacher DC/DC 24V -> 5V Konverter die einfachste 
Lösung. Ein Optokoppler hilft Dir da nicht.
Nur als Beispiel:
https://www.conrad.de/de/dcdc-wandler-print-recom-r-78e50-05-24-vdc-5-vdc-500-ma-anzahl-ausgaenge-1-x-157954.html
Da sollte einer für alle 4 Sensoren reichen.

2. Ist schon etwas schwieriger. Was für Eingänge hat die SPS. Die 
Sensoren geben 1,65V bis 2,15 über ihren Messbereich aus. Viele SPS 
würden gerne von 0V-10V oder von 4mA-20mA auf ihren Analogeingängen 
sehen.
Wenn dein SPS einen 0-10V Eingang hat kannst Du im ersten Anlauf direkt 
was messen. Nachteil ist das Du nur 1/10 der Auflösung der SPS ausnutzt.

Vorschlag:
Gib uns etwas mehr Info zur SPS und deren Analog Eingänge und dann 
schauen wir weiter.

Grüße Frank

von W.A. (Gast)


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Frank S. schrieb:
> Die Sensoren geben 1,65V bis 2,15 über ihren Messbereich aus.

Die Pegelanpassschaltung sollte auch damit zurecht kommen, wenn das 
Target mal ein bisschen dichter dran ist.

Laut Datenblatt kann die Ausgangsspannung dann bis auf gut 3.1V 
ansteigen (Fig.5)?
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Sharp%20PDFs/GP2Y0A21YK.pdf

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin W.A.

soweit hatte ich doch gar nicht gelesen ;-)

Offen gestanden hatte ich in die Richtung Verdopplung gedacht.... Da ist 
in allen Richtungen genug Platz. Wichtig ist erst mal zu wissen was die 
SPS am Eingang sehen will / kann.

Grüße
Frank

von P. L. (iredecent)


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Moin,

das mit dem Spannungsregler halte ich für eine gur Idee, das mach ich 
so.

Ich nutze eine Phoenix Contact ILC 330 ETH mit IB IL AI 2 SF 
Analogeingang.
Was müsste ich da zur Verdopplung des Signals nutzen, gibts da auch so 
etwas einfaches?

Iredecent

von Harald W. (wilhelms)


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P. L. schrieb:

> Was müsste ich da zur Verdopplung des Signals nutzen, gibts da auch so
> etwas einfaches?

Ob Verdoppelung oder ein anderer Faktor: So etwas macht man
grundsätzlich mit einem Operationsverstärker. Der braucht
allerdings eine Versorgungsspannung, die mindestens so gross
(besser etwas größer) als die grösste Ausgangsspannung ist.

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin Iredecent

mein Vorschlag wäre in 2 Schritten zu arbeiten:

!. Schritt:
Den Sensor mit dem Spannungswandler zum laufen bringen, mit der 
Steuerung verbinden und auslesen. Die Steuerung / Eingangskarte für 0 - 
10V Eingang konfigurieren.

Damit hast Du dann schon mal Messwerte und kannst das Steuerungsprogramm 
anfangen ;-)

2. Schritt:
Um die Auflösung zu verbessern solltest Du das Signal das vom Sensor 
kommt verdoppeln.
Dazu würde ich z.B. dieses Modul verwenden:

http://www.artekit.eu/products/breakout-boards/ak-tl074-four-opamp-breakout/

Das sind 4 OpAmps die Du frei beschalten kannst. Meine Idee wäre einen 
OpAmp als Buffer für das Sensorsignal zu nutzen (Verstärkung 1) und 
einen dann mit Verstärkung 2 (oder evtl. sogar einstellbarer 
Verstärkung) um die Pegel an den Steuerungseingang zu optimieren.
Als Versorgung für das Modul kannst Du ohne Sorge die 24V der Steuerung 
nutzen.
Die Beschattung des Moduls ist vergleichsweise einfach. Das bekommen wir 
zusammen hin ;-)

Grüße
Frank

: Bearbeitet durch User
von P. L. (iredecent)


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Moin,

Ich habe heute mit ein paar Leuten, die sich um die Software kümmern die 
Sensorik für unser Projekt an ein FESTO Didaktikmodell angeschlossen.

Wir haben festgestellt, das uns die Auflösung der SPS genügt auch ohne 
Verstärkung, es wäre zwar schöner gewesen, hätten wir die Module gehab 
mit einstellbarer Eingangsspannung, es ist aber okay.

Hier mit hat sich das eigentlich erledigt und der Thread kann 
geschlossen werden.

Vielen Dank an alle die sich bemüht haben mir zu helfen.

Mit freundlichen Grüßen
Iredecent

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