Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten von Bus/Signalleitungen mit Optokoppler


von Dennis S. (dennis_student)


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Hallo,

ich habe die Aufgabe mittels einer SPS mehrere Bus- und Signalleitungen 
abzuschalten und andere anzuschalten. Also eine Art Weiche zu 
entwickeln. Hierzu hatte ich die Idee, mit Optokopplern zu schalten, um 
eine galvanische Trennung zu garantieren. Da die Schaltzeit in der 
Anwendung relativ unwichtig ist wollte ich nun fragen ob ich nach dem 
Optokoppler noch einen Transistor benötige, oder ob ich direkt mit 
Optokoppler schalten kann? Als Bauteil habe ich folgendes gefunden: 
https://www.conrad.de/de/optokoppler-phototransistor-lite-on-ltv-847-dip-16-transistor-dc-1127427.html

Die Leitungen, die ich schalten möchte sind zum einen CAN-Busleitungen 
und Signalleitungen bis 24 Volt. Zum anderen muss ich auch 
Drehstrom-Versorgungsleitungen schalten (Strom noch nicht bekannt), 
hierfür können allerdings andere Lösungen eingesetzt werden(gerne 
Tipps).

Vielen Dank.

von Hmm (Gast)


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Mein Tipp wäre_:
Benutze Photomos. Beispiel:
https://www.mouser.de/ProductDetail/Panasonic-Industrial-Devices/AQY212EHA?qs=sGAEpiMZZMsUriz2CNI3E7QMPtpH1vQ9OTUvL1xUQts%3d

Damit kann man auch AC schalten. Ich habe damit schon USB-Datenleitungen 
geschaltet, sogar das hat funktioniert.

Mit einem klassischen Optokoppler hast du zwei Probleme:
Da ist ein Transistor drin, der nur DC schalten kann.
Der Transistor hat eine Sättigungsspannung.

Der Photomos funktioniert wie ein Relais.

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Moin,

typischer Industrieschmu..., bei CAN kannst du den Optokoppler gleich 
vergessen, kenne genug Firmen die versucht haben CAN mit Relais oder 
Optokopplern zuschalten und entweder sofort oder nach 10Jahren eine 
miserable Bus-Qualität hatten.

Warum muss den der CAN geschaltet werden?

Üblicherweise nimmt man bei CAN Y-Verteiler: 
https://esd.eu/en/products/can-repeater

Dabei geht man vom diff. CAN Signal wider auf logic level mit einem 
tranceiver und dann  mit einem weiteren Transeiver wieder auf diff. 
Signale. Der Punkt bei einem Y ist die Logic für die Arbitrierung der 
Nachrichten. Deshalb wenn du es selbst machen willst. Tranceiver and 
Tranceiver und den 2. Tranceiver einfach abschalten. bzw. den Tranceiver 
der am Hauptbuss hängt in den Silent Mode schalten.

Für deine anderen Signale musst du bei Optokoppler nur auf die 
Stromrichtung des Ausgangs des Optokopplers denken. Es gibt aber auch 
Optokoplermodule für Hutschine mit Pushpull Ausgängen die kann man 
einfach wie ein Relais einsetzen, das versteht auch im Feld jeder!

von Dennis S. (dennis_student)


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Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Im Prinzip ist das ja auch ein Optokoppler mit 2 Antiparallelen Mosfets 
und Freilaufdioden oder?
Bei der Ansteuerung muss ich dann nur darauf achten, dass durch die LED 
zum Durchschalten maximal der LED Forward current fließt und im 
Abschaltzustand kein Strom.
Bezüglich der Dimensionierung würde dein angegebenes Bauteil meiner 
Meinung nach ausreichen sehe ich das richtig?

von Dennis S. (dennis_student)


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Die Anwendung bezieht sich auf ein Wechselsystem von Werkzeugen, bei 
denen die Signalleitungen und Busleitungen mit an und abgekoppelt 
werden. Dabei sollen nun alle Werkzeuge über eine Leitung geschaltet 
werden, heißt eine Busleitung zum Docking und daraus müssen von drei 
verschiedenen Steuerungen Signale gesendet werden können. Also eine Art 
Weiche. Dazu sollen die Signale von zwei Steuerungen einfach 
abgeschaltet werden und nur eine ihre Signale auf die Busleitung geben.

Bezüglich der Photomos: Für was benötige ich die Freilaufdioden hier 
bzw. irgendwie sind die manchmal nicht mit eingezeichnet obwohl gleicher 
IC. Und

: Bearbeitet durch User
von Hmm (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Vielen Dank für die schnelle Antwort.
> Im Prinzip ist das ja auch ein Optokoppler mit 2 Antiparallelen Mosfets
> und Freilaufdioden oder?

Nein. Das sind zwei antiserielle FET. Freilaufdioden gibt es keine. 
Sonst könnte man kein AC schalten. Das verhält sich wirklich wie ein 
Relaiskontakt, der einzige Unterschied ist, dass der Innenwiderstand 
höher ist (hier 1 Ohm ungefähr).

> Bei der Ansteuerung muss ich dann nur darauf achten, dass durch die LED
> zum Durchschalten maximal der LED Forward current fließt und im
> Abschaltzustand kein Strom.
> Bezüglich der Dimensionierung würde dein angegebenes Bauteil meiner
> Meinung nach ausreichen sehe ich das richtig?

zum Einschalten gibt man der LED z.B: 5mA Strom. Will man ausschalten, 
keinen Strom. Man kann das steuern, indem man den Ausgang einer SPS + 
passenden Vorwiderstand verwendet. Beispielsweise gingen 4k7 für 24V - 
das wären ungefähr 4,9mA, das sollte passen (macht 120mW).

Man kann damit 60V (AC) und 0,5A schalten, daher ist es sowohl für CAN 
als auch für 24V-SPS-Signale geeignet.

Über die Signalqualität würde ich mir keine Gedanken machen. Die 1 Ohm 
sollten nicht stören, und parasitäre Induktivitäten und Kapaitäten sind 
gering. Wie gesagt, das läuft auch mit USB-Fullspeed. Da sollte CAN kein 
Problem sein.

von Dennis S. (dennis_student)


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Okay vielen Dank.
Es ist dann auch möglich mehrere LED´s in Reihe zu schalten nehme ich 
an, oder gibt es hierbei wieder ein Problem was ich übersehe?
Den Vorwiderstand berechne ich dann durch die Versorgungsspannung minus 
die Spannung, die an der LED bzw. mehreren LED´s abfällt, und dem 
Nennstrom der LED richtig?

Bezüglich einem Platinenentwurf ist es dass am besten mit Schraubklemmen 
zu arbeiten oder gibt es dabei bessere Alternativen?

: Bearbeitet durch User
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