Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Optokoppler oder doch etwas anderes?


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von Jonas P. (jonas84)


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Ich bin der Neue hier und habe folgende Frage:

Welcher Optokoppler könnte mir helfen?

Folgendes Szenario: ich möchte mit Hilfe einer IR LED möglichst weit ein 
Signal übertragen, diese LED soll jedoch nicht vom eigentlichen 
Taktgeber ihre Leistung beziehen sondern von einer externen Stromquelle.

Ich habe das bereits mit einer klassischen und in jedem Haushalt 
erhältlichen Fernbedienung getestet. Ich habe einen Empfänger TSOP4836 
und das Signal der Fernbedienung reicht aus um am Empfänger ein "hello" 
zu triggern. Soweit nichts verwunderliches.

Nun möchte ich jedoch nicht etwa eine Haushaltsfernbedienung so umlöten 
das sie im Dauerburst ist sondern auch um das Signal unempfindlicher 
gegen Störsignale zu machen, ein eigenes Signal senden, das klappt auch 
soweit.

Das Problem ist nun; mein Taktgeber schafft es nicht genug Leistung 
durch die IR LED zu drücken, daher würde ich auch gerne um den Taktgeber 
nicht derartig zu belasten einen Schaltkreis über einen Optokoppler 
aufbauen, der mir gut 1A liefert. Soweit kein Problem, ich habe (nun 
werden einige schreien) einfach eine LED mal geopfert, diese gab bei 
1,4A Dauerbelastung dann auf. Da die LED jedoch gepulst wird mit 0,5 
sollte 1A ihr also nicht sonderlich wehtun, eventuell gehen sogar 2A, 
Ziel wäre jedoch 1A.

Nun habe ich einen Optokoppler 817c der jedoch scheinbar nicht passend 
für mein Vorhaben ist.

Mit den NE555 Timern ein passendes Signal zu bauen fiel mir jedenfalls 
bedeutend einfacher.

Die Spannungsversorgung kommt über einen 3er Bundle Eneloops -> 3,6V und 
in der Spitze 6A Strom, wichtig war mir das der Strom nicht wie bei der 
Steuerung an sich durch 500mA limitiert wird.

Sinn der LED ist es einen Mikrokontroller zu überwachen, der an anderer 
Stelle eine Aufgabe verrichtet. Eine normale LED wäre am Tage jedoch zu 
dunkel um sie zu sehen und abends eher störend. Daher der Aufbau das die 
Information ob der Controller noch läuft per IR an einen anderen 
übergeben wird, der dann sichtbar eine LED schaltet.

Der aktuelle Optokoppler lässt jedoch am Ende nur knapp 300mA fließen, 
was nicht genug ist :( Habt ihr eine Empfehlung für mich? Von Optos habe 
ich nämlich absolut keinen Plan.

: Verschoben durch Moderator
von Heinz V. (heinz_v)


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Verschalte doch den Ausgangstransistor des OK mit einem 
Leistungstransistor als Darlington.

von Wolfgang (Gast)


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Jonas P. schrieb:
> Sinn der LED ist es einen Mikrokontroller zu überwachen, der an anderer
> Stelle eine Aufgabe verrichtet.

Ist es dann nicht einfacher, dafür zu sorgen, dass der Kontroller sicher 
seine Aufgabe erfüllt?

Dafür hat eigentlich (fast?) jeder Mikrokontroller einen eingebauten 
Watchdog, der den µC über ein Reset-Signal neu startet, wenn das 
Programm nicht läuft.

von Jonas P. (jonas84)


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Nein, das kam dann falsch rüber, der Controller läuft über einen Akku, 
solange der Akku seinen Dienst verrichtet tut es auch der Controller und 
man muss nicht eingreifen. Wenn der Akku jedoch schlapp macht möchte ich 
dies wissen und daher die drahtlose Statusübertragung per IR. Klar hat 
man dann dort 2 Akkus, 1x für den Controller und 1x für die LED, jedoch 
komme ich so dann aus ohne stetig nachsehen zu müssen ob es noch läuft.

von Hubert G. (hubertg)


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Warum der Umweg über einen OK?
Wenn du an deinen Taktgeber einen Transistor hängst der den 
entsprechenden Strom treiben kann, sollte das doch genug sein.
Zeig doch mal die Schaltung wie sie jetzt ist, dann tut man sich 
leichter mit der Hilfestellung.

von Achim S. (Gast)


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Jonas P. schrieb:
> Nein, das kam dann falsch rüber,

dann erklärs bitte nochmal, denn ich hab es auch nicht kapiert. Du hast 
eine Signalübertragung per IR-LED. Und die IR-LED willst du per 
Optokoppler ansteuern? Warum? Ein Optkoppler ist kein 
Leistungsverstärker.

Wenn deine Signalquelle zu schwach ist, um die IR-LED zu treiben, dann 
benutze einen Transistor. Ein Optokoppler wie der 817C ist nicht dafür 
gemacht, Ströme im A-Bereich zu schalten.

Jonas P. schrieb:
> Da die LED jedoch gepulst wird mit 0,5
> sollte 1A ihr also nicht sonderlich wehtun, eventuell gehen sogar 2A,
> Ziel wäre jedoch 1A.

Verstehe ich es richtig? Um zu überwachen, ob deine Batterie noch 
genügend Saft hat, willst du im Dauerburst eine LED mit Strömen im 
A-Bereich befeuern? Das dürfte so ziemlich die schnellste Methode sein, 
um den Akku leer zu kriegen, oder? Außerdem fällt es mir schwer zu 
glauben, dass tatsächlich Dauerbursts im A-Bereich nötig sein sollen, um 
ein Signal optisch zuverlässig zu übertragen.

Wie groß ist denn deine Übertragungsstrecke? Welchen Sender benutzt du 
denn? Bist du sicher, dass die Modulation deines Sendersignals zu deinem 
Empfänger passt (36kHz) und unterbrichst du die Sendepulse im ms-Takt, 
damit sich die Verstärkungskontrolle (AGC) deines Empfängers auf die 
richtige Empfindlichkeit einstellen kann?

von Wolfgang (Gast)


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Jonas P. schrieb:
> Wenn der Akku jedoch schlapp macht möchte ich
> dies wissen und daher die drahtlose Statusübertragung per IR.

Funk dürfte da deutlich energiesparender sein. Um welche Entfernung geht 
es überhaupt?

von Jonas P. (jonas84)


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Also nun mal im Detail:

Entfernung: 15-20m

Der zu überwachende Controller hängt einer Power-Bank, der gibt nur 
500mA raus und davon benötigt der Controller selber natürlich auch noch 
was: zu wenig Saft liegt hier also vor.

Da ich noch den TSOP hatte dachte ich mir es wäre ganz sinnvoll das mal 
schnell mit einer Fernbedienung zu testen; das funktioniert. Positiver 
Nebeneffekt: man hat zusätzlich eine Prüfung ob die Sichtachse auch frei 
ist, sprich: geht das Lämpchen aus ist die Sichtachse versperrt oder 
aber der Akku leer.

Ich wollte halt kein Kabel ziehen an dessen Ende dann eine LED sitzt, 
zumal der zusätzliche Lichtschranken-Nebeneffekt auch noch nice to have 
ist.

Folgender Stromkreis existiert: Powerbank - Controller
liefert aber zu wenig Saft für eine LED mit 1A.

Also wollte ich die Sache galvanisch trennen: Optokoppler mit dem ich 
bereits bei Kameras als Auslöser gute Erfahrungen gemacht habe 
dazwischen gebaut, eine unlimitierte Stromquelle angeschlossen und 
gemessen was ankommt: zu wenig.

Theoretisch könnte ich die Sache auch so aufbauen das der Controller bei 
der Lichtschranke / Status-LED-Sender einfach einen Transistor/Relais 
schaltet und man so die Sache trennt.

Ich habe jedoch gesehen das ich mit einem ProTrinket (müsste ich noch 
kaufen) mir die ganze Arbeit mit dem Timer sparen kann und darüber die 
Frequenz modulieren kann; das kann aber auch nur 500mA wenn überhaupt.

Somit ändert das alles nichts an der Sache: ich habe einen Steuerimpuls 
mit zu wenig Leistung und möchte dieses Signal schnell und einfach mit 
Beibehaltung der Flanken im Signal weitergeben.

Theoretisch sollte ein Optokoppler dies können, die sind ja flink genug, 
nur bekomme ich durch meinen nicht genug Leistung hindurch.

Das man dies sicherlich auch anders lösen könnte ist mir bewusst, jedoch 
sollte die Lösung so aufgebaut sein das ich je nachdem meinen 
Timer-Kreislauf einfach gegen ein Trinket austauschen kann und so recht 
schnell ein weiteres System aufbauen kann, das auch noch bedeutend 
kleiner ist.

Ich hoffe es ist nun verständlicher?

von Achim S. (Gast)


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Jonas P. schrieb:
> Ich hoffe es ist nun verständlicher?

ja, schon etwas.

Jonas P. schrieb:
> ich habe einen Steuerimpuls
> mit zu wenig Leistung und möchte dieses Signal schnell und einfach mit
> Beibehaltung der Flanken im Signal weitergeben.
>
> Theoretisch sollte ein Optokoppler dies können, die sind ja flink genug,
> nur bekomme ich durch meinen nicht genug Leistung hindurch.

flink genug ist er, aber zur Leistungsverstärkung taugt er gar nichts. 
Du benötigst einen Transistor, nicht einen Optokoppler. Die galvanische 
Trennung nützt dir nichts, da Controller und LED ja auf der selben Masse 
liegen (oder?).

Falls es getrennte Massen sind, benötigst du einen Optokoppler mit wenig 
Strom für die galvanische Trennung, und hinter dem einen Transistor zur 
Verstärkung zur Ansteuerung der LED.

Läuft dein Timer die ganze Zeit mit 36kHz durch? Das wäre nämlich 
falsch! (und ein möglicher Grund für die mangelnde Empfindlichkeit). 
Damit die Verstärkungseinstellung deines Empfänger sich richtig 
einstellt, müssen die 36kHz-Bursts regelmäßig von Sendepausen 
unterbrochen sein.

von Jonas P. (jonas84)


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Es soll komplett getrennt werden, so hätte ich am Optokoppler die 
Steuerleitung mit den passenden Impulsen, die dann so 1:1 nur halt mit 
der unlimitierten Leistung auf der anderen Seite weitergegeben werden 
sollen.

Das war mein Plan. Also wirklich eine saubere Trennung zwischen 
Modulation und Sende-LED.

Mein Timer läuft natürlich nicht durch, über kurze Entfernungen läuft 
das auch aber ab 2/3 Metern wird es aktuell problematisch, wohingegen 
eine handelsübliche Fernbedienung 1a ihren Dienst auch über 20m 
verrichtet. LEDs habe ich mit 5° 10° 15° probiert, die Sendeleistung ist 
einfach recht gering :(

von Heinz V. (heinz_v)


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Du hast meinen Post nicht gelesen...

von Achim S. (Gast)


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Jonas P. schrieb:
> Mein Timer läuft natürlich nicht durch, über kurze Entfernungen läuft
> das auch aber ab 2/3 Metern wird es aktuell problematisch, wohingegen
> eine handelsübliche Fernbedienung 1a ihren Dienst auch über 20m

Wenn die Fernbedienung einen Faktor 10 weiter reicht als dein Eigenbau, 
dann müsste sie einen Faktor 100 mehr Lichtleistung aussenden wenn es 
nur durch die Leistung begrenzt wäre (denn die Lichtleistung fällt 
quadratisch mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger.)

Mit dem Optokoppler schaffst du derzeit angeblich 300mA Strom durch die 
IR-LED. Meinst du wirklich, die Fernbedienung arbeitet mit 100*0,3A = 
30A? Ich glaubs nicht.

Oder ist nicht vielleicht doch die wahrscheinlichere Variante, dass das 
Pulsprogramm deines Senders nicht optimal auf den Empfänger abgestimmt 
ist? Da kann man locker mal eine Größenordnung der Empfindlichkeit 
verlieren.

Hast du vielleicht mal eine Oszi-Messung des Sendesignals, die du hier 
hochladen könntest?

von Manfred (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Meinst du wirklich, die Fernbedienung arbeitet mit 100*0,3A =
> 30A? Ich glaubs nicht.
Wenn ich das richtig sehe, schalten übliche Fernbedienungen die LED 
gegen den Innenwiderstand der zwei AAA-Batterien, dürfte kaum mehr als 
1A Impulse geben.

In einem Eigenbau würde ich wohl einen FET plus Vorwiderstand einsetzen, 
Kleinleistungs-NPN haben im Schaltbetrieb sehr bescheidene 
Verstärkungen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Bezugnehmend auf den Betreff: etwas anderes. Eim Optokoppler ist kein 
Teil der Lösung. Entfernungen von 15-20m per IR zu überbrücken, ist 
vergleichsweise simpel. Jede Fernbedienung kann Zeugnis davon ablegen. 
Und die muß die IR-LED auch nicht mit 1A oder mehr pulsen.

Du brauchst einen Empfänger a'la TSOP4836, einen Sender, der ein dazu 
passendes Signal generiert und eine lichtstarke IR-LED. Da der Krempel 
anscheinend ortsfest ist, wäre eine stark bündelnde LED - eventuell gar 
mit extra Optik - empfehlenswert.

Und zum Verstärken des Steuersignals nimmt man einen Transistor oder 
MOSFET. Ein Optokoppler ist da vollkommen fehl am Platz. Du kommst mir 
vor wie ein Handwerker, dessen einziges Werkzeug ein Hammer ist. Und der 
jetzt jedes Problem wie einen vorstehenden Nagel behandelt.

Eine Beispielschaltung findest du im Artikel Remote IRMP. Über den 
Vorwiderstand kannst du den (Spitzen)Strom durch die LED einstellen. Bis 
500mA reicht der angegebene Transistor.

von Jonas P. (jonas84)


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@Heinz: stimmt, hatte ich, habe mit dem Opto und einem BD140 nun mal 
derartiges aufgebaut, funktioniert - aber nicht mit dem gewünschten 
Erfolg. Habe halt kurzer Hand die verfügbaren Bauteile genommen, 
sicherlich ließe sich das optimieren.

Aktuell habe ich keine Oszi-Datei vorliegen, komme nur über Bekannte an 
ein vernünftiges Messgerät ran, ich selber brauche es viel zu selten.

FET plus Vorwiderstand - wird notiert.

Werde mir die Anleitung mal genau ansehen, danke :)

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