Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ein- und Ausgang der SPS galvanisch trennen


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von AndyII (Gast)


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Hallo,
ich möchte über einen Mikrocontroller (3,3V) mehrere Ein- und Ausgänge 
über einen I²C Port Expander realisieren, die galvanisch getrennt auf 
die Ein- und Ausgänge einer SPS verdrahtet werden.

Meine Frage ist nun: gibt es eine Optokoppler, der 24V verträgt aber 
auch bidirektional arbeitet? Habe hier einen bidirektionalen I²C 
Port-Expander, weshalb ich dadurch gleich Ein und Ausgang realisieren 
könnte.

Danke im Vorraus.

von Theor (Gast)


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Schau Dir mal http://www.nxp.com/documents/application_note/AN10364.pdf 
an oder 
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN_913.pdf

Die habe ich mit dem Suchterm "IIC i2c optokoppler" gefunden.

Das sollte zumindest Ideen geben.

Ich kenne keine konkreten vollständig integrierten Bauteile, aber ich 
halte es nicht für ausgeschlossen, dass man mit etwas blättern auch 
dahin kommt. Vielleicht auch mal etwas gezielter bei NXP suchen bzw. bei 
den Händlern.

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


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AndyII schrieb:
> ich möchte über einen Mikrocontroller (3,3V) mehrere Ein- und Ausgänge
> über einen I²C Port Expander realisieren, die galvanisch getrennt auf
> die Ein- und Ausgänge einer SPS verdrahtet werden.

Das ist in den seltensten Fällen notwendig. Bei vielen SPS sind die 
Eingänge schon galvanisch getrennt. Ausgänge hingegen so gut wie nie. 
Wäre ja auch mordsaufwendig, weil man für jeden Ausgang ein eigenes 
24V-Netzteil bräuchte. Oder doch zumindest einen eigenen DC/DC- 
Wandler-Ausgang.

> Meine Frage ist nun: gibt es eine Optokoppler, der 24V verträgt aber
> auch bidirektional arbeitet?

Es gibt überhaupt keine bidirektionalen Optokoppler. Man kann zwar unter 
Verwendung von Optokopplern etwas bidirektionales bauen, aber dann 
braucht man zwei Koppler pro Leitung. Wie in der o.g. Appnote.

von AndyII (Gast)


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Danke für eure Antwort.

Ja das stimmt, allerdings ist meine Vorgabe!, dass diese galvanisch 
getrennt werden sollen.

Ich habe bisher Optokoppler für I²C gefunden die nach außen 
bidirektional sind. Also das was ich brauche. Dass ein reiner 
Optokoppler nicht bidirektional sein kann ist mir bewusst. Hier geht es 
eher darum, obe es bereits ICs gibt, die das integrieren oder wie ich so 
etwas aufbauen kann.

von Wolfgang (Gast)


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AndyII schrieb:
> Ja das stimmt, allerdings ist meine Vorgabe!, dass diese galvanisch
> getrennt werden sollen.

Sollst du deine Ausgabe galvanisch trennen, egal ob die SPS bereits 
eine Trennung besitzt oder soll eine galvanische Trennung zwischen SPS 
und deinem µC sicher gestellt sein. Das ist ein Unterschied.

von Wolfgang (Gast)


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AndyII schrieb:
> Meine Frage ist nun: gibt es eine Optokoppler ...

Muss es unbedingt ein Optokoppler sein, oder würde es auch ein anderer 
Isolator tun, bspw. einer aus der iCoupler Serie von Analog?
http://www.analog.com/en/products/interface-isolation/isolation/isolated-i2c-isolators.html

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


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AndyII schrieb:
> Danke für eure Antwort.
>
> Ja das stimmt, allerdings ist meine Vorgabe!, dass diese galvanisch
> getrennt werden sollen.

Das glaube ich nicht. Es ergibt auch keinen Sinn. Hast du bestimmt 
falsch verstanden.

> Ich habe bisher Optokoppler für I²C gefunden die nach außen
> bidirektional sind.

Nein. Ein Bauteil oder eine Baugruppe, das eine I²C Schnittstelle 
isoliert, ist kein Optokoppler. Wenn du in deinen Fragen ständig die 
falschen Begriffe verwendest, kann dir auch niemand antworten.

Falls du die Aufgabenstellung überhaupt selber verstanden hast, dann 
hast du es zumindest total verfehlt, sie uns zu erklären. Einen 
Portexpander per I²C an einen µC zu knüppern, ist trivial. Aber welche 
Signale willst du mit der SPS austauschen? Analog? Digital? Und wenn 
digital: welche Pegel erwartest du und welche mußt du liefern?

Ich habe den Eindruck, du möchtest für die I/O's des Portexpanders 
universelle Ein/Ausgangsstufen haben (natürlich galvanisch getrennt). 
Vergiß das ganz schnell. Das würde ein Mordsaufwand, wenn du es 
überhaupt hinkriegst. Bau einfach die jeweils benötigte Anzahl reine 
Eingänge bzw. reine Ausgänge. Die EIngänge galvanisch getrennt per 
Optokoppler. Und die Ausgänge als H-Side Schalter gegen 24V.

von AndyII (Gast)


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vorab Danke für die Antwort

Axel S. schrieb:
> AndyII schrieb:
>> Danke für eure Antwort.
>>
>> Ja das stimmt, allerdings ist meine Vorgabe!, dass diese galvanisch
>> getrennt werden sollen.
>
> Das glaube ich nicht. Es ergibt auch keinen Sinn. Hast du bestimmt
> falsch verstanden.
>

Also hier steht es schwarz auf weiß, dass sowohl Ein- und Ausgänge 
zur/von der SPS galvanisch getrennt sein sollen. Aber gut zu wissen, 
dass jemand meine Aufgabenstellung besser kennt als ich... Der Sinn sei 
dahin gestellt aber wenn es eine Vorgabe ist muss ich diese erfüllen!

>> Ich habe bisher Optokoppler für I²C gefunden die nach außen
>> bidirektional sind.
>
> Nein. Ein Bauteil oder eine Baugruppe, das eine I²C Schnittstelle
> isoliert, ist kein Optokoppler. Wenn du in deinen Fragen ständig die
> falschen Begriffe verwendest, kann dir auch niemand antworten.
>

Ok da magst du recht haben...

> Falls du die Aufgabenstellung überhaupt selber verstanden hast, dann
> hast du es zumindest total verfehlt, sie uns zu erklären. Einen
> Portexpander per I²C an einen µC zu knüppern, ist trivial. Aber welche
> Signale willst du mit der SPS austauschen? Analog? Digital? Und wenn
> digital: welche Pegel erwartest du und welche mußt du liefern?
>
> Ich habe den Eindruck, du möchtest für die I/O's des Portexpanders
> universelle Ein/Ausgangsstufen haben (natürlich galvanisch getrennt).
> Vergiß das ganz schnell. Das würde ein Mordsaufwand, wenn du es
> überhaupt hinkriegst. Bau einfach die jeweils benötigte Anzahl reine
> Eingänge bzw. reine Ausgänge. Die EIngänge galvanisch getrennt per
> Optokoppler. Und die Ausgänge als H-Side Schalter gegen 24V.

Das wäre dann zu einfach... Ich will beide Signalarten (Digital, Analog) 
realisieren das ist hier aber grad nicht das Thema. Gerade geht es 
lediglich um Digitale Ein- und Ausgänge die galvanisch getrennt sein 
sollen. Zu den Pegeln 0 und 24V allerdings werden die 24V nicht von mir 
geliefert... Ein- und Ausgänge kann man ja mit einem I²C Port expander 
leicht realisieren allerding die galvanische Trennung in beiden 
Richtungen nicht

PS: nein es musst nicht unbedingt ein Optokoppler sein

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