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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Signal mit Optokoppler übertragen


Autor: Tester (Gast)
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Hallo,

ich habe ein Problem mit dem folgenden Aufbau.
Die Schaltung soll ein kurzzeitig auftretendes Signal von ca. 4 bis 5V 
galvanisch getrennt an eine digitale Eingangskarte (die pro Port 24V und 
2mA aufnimmt) bringen.

Leider bricht, sobald ein Port angeklemmt wird, die Spannung U_OUT auf 
12V zusammen und die Eingangskarte braucht mindestens 19V, um ein klares 
HIGH zu erkennen.

Was denkt Ihr?

Autor: HildeK (Gast)
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Mach eben R3 so niederohmig, dass er den High-Pegel schafft.

Autor: MaWin (Gast)
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Ein IRF540 ist für 5V Ansteuerung untauglich (wann lernt ihr endlch daß 
UGSth nicht die Einschaltspannung kennzeichnet).

Ein 6N137 möchte auch gerne GND auf Empfängerseite angeschlossen haben.

Ja, ein 6B137 kann dann nicht 24V schalten, die Variante, einen MOSFET 
nachzuschalten, ist schon sinnvoll, nimm für 2mA halt einen BSS295 oder 
ähnlich.

Autor: hinz (Gast)
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MaWin schrieb:
> Ja, ein 6B137 kann dann nicht 24V schalten, die Variante, einen MOSFET
> nachzuschalten, ist schon sinnvoll,

Wenns ein 08/15 Optokoppler mit Transistorausgang ohne zusätzliche 
Bauteile auch tun würde?

Autor: MaWin (Gast)
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hinz schrieb:
> Wenns ein 08/15 Optokoppler mit Transistorausgang ohne zusätzliche
> Bauteile auch tun würde?

Vermutlich, ich kenne aber seine Geschwindigkeitsanforderungen nicht, 
die hat er NATÜRLICH nicht dazugeschrieben, die 1MHz des 6N137 macht er 
jedenfalls mit den 10k am MOSFET wieder kaputt.

Autor: hinz (Gast)
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MaWin schrieb:
> ich kenne aber seine Geschwindigkeitsanforderungen nicht,
> die hat er NATÜRLICH nicht dazugeschrieben,

Ich setze Haus und Hof darauf, dass es eine einfache SPS ist.

Autor: Codix (Gast)
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Wenn Dein Signal länger als 100 µs ist, dann nimm doch einen CNY17-4
Optokoppler. Der kann die 24V problemlos schalten.
Und Du sparst Dir jede Menge Material.
Zusätzlich kostet der Koppler fast nix.

Autor: hinz (Gast)
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Codix schrieb:
> CNY17-4

Oder jeder andere 08/15 Optokoppler.

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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Tester schrieb:
> Leider bricht, sobald ein Port angeklemmt wird, die Spannung U_OUT auf
> 12V zusammen und die Eingangskarte braucht mindestens 19V, um ein klares
> HIGH zu erkennen.

Weil es noch keiner gesagt hat: R3 ist mit 10K natürlich viel zu 
hochohmig. Wenn dein 24V SPS(?)-Eingang wirklich 2mA braucht, dann 
fallen an R3 schon 20V ab und die SPS sieht nur die verbleibenden 4V. 
Wenn du 12V mißt, dann fließen offensichtlich nur 1.2mA, der Eingang ist 
also besser als spezifiziert.

Und natürlich ist das alles viel zu aufwendig. Wie Vorredner schon 
sagten: ein schlichter Optokoppler mit Transistor-Ausgang tut den Job; 
Kollektor an +24V, Emitter an den SPS-Eingang. Und fertig.

Autor: Tester (Gast)
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Vielen Dank für die zahlreichen Antworten.

Es handelt sich um eine digitale Karte von ADDI-Data, die lt. Datenblatt 
die 2mA braucht.
Den CNY17 habe ich schon probiert, aber er scheint zu langsam zu sein. 
Lt. Oszilloskop ist das "einzufangende" Signal 40ms lang (s. Bild, 
Signal in grün). Was aber ja eigentlich auch mit dem CNY möglich sein 
sollte...
Prinzipiell funktionierte es mit dem CNY auch, nur der Vollständigkeit 
halber:

1) jede Minute wird ein Testsignal (wie im Eingangspost bereits erwähnt) 
generiert, das der Optokoppler übertragen soll. Dieses Signal ist 
anscheinden so kurz, dass manchmal auf dem Oszi 4V, mal 8V Amplitude zu 
sehen sind. Wir betreiben gerade Re-Engineering und verstehen es auch 
noch nicht so ganz.
2) Das Ausgangssignal (eben das, was die digitale Karte bekommt) ist ca. 
nach jedem fünften/sechsten Testlauf nicht vorhanden (die Software sieht 
es nicht).

Aus diesem Grund waren wir zunächst der Meinung, dass ein schneller OK, 
der 6N137, Abhilfe schaffe könnte.

Autor: MaWin (Gast)
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Tester schrieb:
> Den CNY17 habe ich schon probiert, aber er scheint zu langsam zu sein.

Na ja, wenn man sich weigert das Datenblatt zu lesen und 10k als pull up 
verwendet, hat man was langsames, klar.

Man müsste herausfinden, mit wie viel Strom man die Impulsquelle 
belasten kann und den Optokoppler mit möglichst hohem Strom, primär wie 
sekundär, betreiben, um in die Nähe der Datenblattwerte zu kommen.

Obwohl 40ms so was von langsam sind, auch für einen CNY17, dass das 
Problem eher in der Signalquelle liegen wird.
Das unsaubere Signal auf dem Oszilliscop wird die Wahrgeit sein, 
zumindest unter der Belastung. Also vuelleicht erst mal das Signal 
konditionieren, per Komparator oder so.

Autor: Clemens L. (c_l)
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Tester schrieb:
> Es handelt sich um eine digitale Karte von ADDI-Data, die lt. Datenblatt
> die 2mA braucht.

High oder Low?

> Den CNY17 habe ich schon probiert, aber er scheint zu langsam zu sein.

Wo siehst du das in dem Bild?

> Dieses Signal ist anscheinden so kurz, dass manchmal auf dem Oszi 4V,
> mal 8V Amplitude zu sehen sind.

Nein, wie schon oben erwähnt, ist der IRF540 ungeeignet.

Autor: Manfred (Gast)
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Tester schrieb:
> dass manchmal auf dem Oszi 4V, mal 8V Amplitude zu
> sehen sind.

1. 5 V über 220 Ohm ergeben 15 oder mehr mA durch den Optokoppler, kann 
die Quelle das oder schaltet sie weg - manche Portbausteine tun das. 
Welchen Strom kann die Quelle treiben?

2. IRF540 mit 5V am Gate ist sehr grenzwertig, der geht nicht 
zuverlässig auf.

3. Das Gate wird Positiv, wenn der Opto schaltet. Schaltet er ab, ist 
das Gate undefiniert, da fehlt etwas gegen Masse.

4. 24 Volt über 10 kOhm sind 2,4 mA - bei einer Spannung von 0 Volt. Mal 
das ohmsche Gesetz her: 24 V haben wir, 19 V brauchen wir = 5 Volt 
Differenz. 2 mA brauchen wir = 2,5 kOhm, und dabei noch keinerlei 
Reserve.

Fazit Die Schaltung taugt nichts, und zwar an allen Ecken.
Für eine solche Anwendung würde ich einen Koppler mit FET-Ausgang 
einsetzen, 40 ms sind ja mal lang genug, das können sogar einige 
Reedrelais.

Autor: HildeK (Gast)
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Axel S. schrieb:
> Weil es noch keiner gesagt hat: R3 ist mit 10K natürlich viel zu
> hochohmig.

Soso. Dann schau dir mal die erste Antwort obn an...

Autor: Sebastian S. (amateur)
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Bei uns draußen, vor dem Fenster, liegt noch sehr viel Ground herum. 
Falls es wirklich nötig wird, könnt ich ein wenig davon eintüten und dem 
TO zukommen zulassen.
Meiner Meinung nach hat‘s, auf der isolierten Seite, etwas zu wenig 
davon. Ein hoffentlich gut isolierender Kondensator, bei den 5V, sind 
etwas zu wenig.

Ob ein Optokoppler mit rinks und lechts GND das Gelbe vom Ei ist, bleibt 
wohl ebenfalls offen.

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