Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED-Anzeige per OK


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von Michael E. (daelfson)


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Werte Community,

ich lese mich seit Tagen in den Bereich der Optokoppler ein, da ich für 
mein Projekt eine recht einfache Schaltung per OK benötige, aufgrund der 
galvanischen Trennung.
Leider fehlen mir die Berechnungsgrundlagen für den Transistors.
Die Schaltung benötige ich für 2 verschiedene Spannungen einmal 19 V u. 
38V (Uf)

Anforderungen:
-Die LED des OK darf nur sehr wenig Strom aufnehmen (aufgrund der 
Eingangsschaltung), daher vermutlich hoher CTR erforderlich.
-Uf wie gesagt einmal Schaltung 1: 19V und einmal Schaltung 2: 38V.
-Betriebsspanung (Ub) für den Transitor ist 5V.
-Der OK Transistor soll nach Möglichkeit als Schalter für die LED 
fungieren.
-Für die Auswahl des OK soll eine SMD-Variante her, da für mein Projekt 
die Oberseite der Platine nur noch verfübgar ist.
-Die LED ist eine SMD-LED rt (Uf= 2,5V; If= 20mA)

Ob ein weiterer Transistor in der Funktion als Schalter erforderlich 
ist, weiß ich nicht,....ich krieg nich hin :)
Gerne würd ich ich mir das zum eigenen Verständnis mal vorrechnen 
lassen, durch jemanden der sich mit OK´s besser auskennt als ich. "Ich 
versteh gern das was ich da baue!"

Freu mich auf eure Erläuterungen.

: Verschoben durch Moderator
von Teo D. (teoderix)


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Das klinkt alles nach Geschwurbel.

Welch Spannung u. Strom steht für die OKs zur Verfügung?
Welche Spannungen und Ströme müssen geschaltet werden?
Wie schnell/häufig muss das geschehen?

Bitte KEINE Abkürzungen, die du eh nur verwechselst!
Irgendwelche Einzelwerte eines Bauteils interessieren nicht, das Dabla 
verlinken!

von Wolfgang (Gast)


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Michael E. schrieb:
> Leider fehlen mir die Berechnungsgrundlagen für den Transistors.

Bei einem Bipolartransistor gehst du vom Worst-Case für den 
Verstärkungsfaktor aus und rechnest für Schalteranwendung bspw. noch 
einen Faktor 3 bei dem Ansteuerstrom drauf.
Bei einem Feldeffekttransistor erfolgt die Ansteuerung im statischen 
Fall stromlos und nur im Schaltmoment muss ausreichend Strom geliefert 
werden, um die Gate-Kapazität ausreichend schnell umzuladen, damit der 
FET nicht zu lange im linearen, verlustleistungsbehafteten Bereich 
arbeitet. In der Schaltung musst du eine ausreichend hohe U_GS bereit 
stellen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wenn du deine LED mit dem maximalen Strom von 25mA betreiben willst, und 
dein Optokoppler einen CTR von 50% hat, dann musst du seine LED mit mehr 
als 50mA ansteuern. So einfach ist das im Prinzip.

Alternative: Du verstärkst den Strom mit einem zweiten Transistor.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ich verstehe das so?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich glaube er hat links 19 oder 38V und rechts 5V.

: Bearbeitet durch User
von Michael Eifert (Gast)


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erstmal danke für den unfreundlichen "Einstieg":
Tut mir leid das ich nur "Elektrotechnik" und nicht "Elektronik" 
studiert habe, aber mit Abkürzungen kann ich umgehen.

Der Ok soll nur eine SMD-LED schalten mit den in Klammern hinterlegten 
Daten, DAbla is dann glaub ich nicht weiter erforderlich.
Der Ok soll ivertieren, sprich wenn die OK-LED aus ist, dann soll die 
SMD-LED leuchten.

Eingangsseitig sind einmal wie oben beschrieben 19V und für eine zweite 
Schaltung 38V. Die LED des OK sollte nicht mehr als 2 bis 5 mA 
aufnehmen.

Ausgangseitig stehen für den Betrieb/Schalten der SMD-LED 5V zur 
Verfügung.

von Michael Eifert (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Ich glaube er hat links 19 oder 38V und rechts 5V.

GENAU so :)

von HildeK (Gast)


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Michael E. schrieb:
> Anforderungen:
> -Die LED des OK darf nur sehr wenig Strom aufnehmen (aufgrund der
> Eingangsschaltung), daher vermutlich hoher CTR erforderlich.
In Zahlen?

> -Uf wie gesagt einmal Schaltung 1: 19V und einmal Schaltung 2: 38V.
Uf ist eigentlich die Flussspannung einer LED, bei OK sind das IR-LEDs 
mit Uf≈1.1V. Von 19V bzw. 38V ist halt ein Vorwiderstand notwendig, 
eigentlich zwei verschiedene. Bei so stark wechselnder Eingangsspannung 
ist ev. eine einfache Stromquelle besser.

> -Betriebsspanung (Ub) für den Transitor ist 5V.
Ok. Das dürften alle erfüllen.

> -Der OK Transistor soll nach Möglichkeit als Schalter für die LED
> fungieren.
Kann er.

> -Für die Auswahl des OK soll eine SMD-Variante her, da für mein Projekt
> die Oberseite der Platine nur noch verfübgar ist.
Sollte es geben. Die Durchstecktechnik ist schon lange auf dem 
absteigenden Ast.

> -Die LED ist eine SMD-LED rt (Uf= 2,5V; If= 20mA)
Ist das nicht ein wenig viel für eine LED? Es gibt auch welche, die sehr 
hell leuchten bei nur 2mA. Dann wird das mit dem hohen notwendigen CTR 
einfacher.

Alternativ: Du kannst auch mit einem weiteren Transistor einen 
Darlington aufbauen oder einen Darlington OK nehmen (TLP627, aber nicht 
SMD oder SFH619A). Schau dir die Innenschaltung des TLP627 an.

Auch die Variante ist möglich:
1
                .-----o------- +
2
                |     |
3
               .-.   .-.
4
               | |   | |
5
             R | |   | | RV
6
               '-'   '-'
7
                |     |
8
             OK |     |
9
                |     |
10
             <|/      V ->
11
             <|       -
12
             <|>      |
13
                |     |
14
                |   |/
15
                o---|    NPN
16
                |   |>   BC847
17
               .-.    |
18
               | |    |
19
      ca. 50*R | |    |
20
               '-'    |
21
                '-----o------GND
22
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Berechne R so, dass ca. 2mA in die Basis fließen können, also so 1k8 ... 
2k2.

Nachtrag: ich sehe gerade, du willst invertierte Funktion. Das macht 
mein Vorschlag auch nicht, da musst du den OK ev. an Stelle des 50*R 
legen.

von Wolfgang (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Ich glaube er hat links 19 oder 38V und rechts 5V.

Uf bezeichnet üblicherweise die Flussspannung einer Diode. Bei den 
angegebenen Werten müsste das dann eine Serienschaltung von mehreren 
LEDs sein - who knows.
Ein Datenblatt, Schaltplan zu Ansteuerung und zu steuernder Last mit den 
Spannungsangaben wäre ganz praktisch, damit das hier nicht in 
Kristallkugelstress ausartet.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Zu spät, HildeK hat das Silbertablett schon serviert.

von Teo D. (teoderix)


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Michael Eifert schrieb:
> erstmal danke für den unfreundlichen "Einstieg":
> Tut mir leid das ich nur "Elektrotechnik" und nicht "Elektronik"
> studiert habe, aber mit Abkürzungen kann ich umgehen.

Na wenn das schon unfreundlich ist, dann viel Spaß hier.

Michael E. schrieb:
> -Uf wie gesagt einmal Schaltung 1: 19V und einmal Schaltung 2: 38V.
> -Betriebsspanung (Ub) für den Transitor ist 5V.

Mit Abkürzungen/Begriffe umgehen... Nich so wirklich!
...
Wurde ja schon einiges dazu geschrieben...

Und sorry, ich bin ein Proletarier, ein Elektromechaniker...

von Michael Eifert (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Michael Eifert schrieb:
>> erstmal danke für den unfreundlichen "Einstieg":
>> Tut mir leid das ich nur "Elektrotechnik" und nicht "Elektronik"
>> studiert habe, aber mit Abkürzungen kann ich umgehen.
>
> Na wenn das schon unfreundlich ist, dann viel Spaß hier.
>
> Michael E. schrieb:
>> -Uf wie gesagt einmal Schaltung 1: 19V und einmal Schaltung 2: 38V.
>> -Betriebsspanung (Ub) für den Transitor ist 5V.
>
> Mit Abkürzungen/Begriffe umgehen... Nich so wirklich!
> ...
> Wurde ja schon einiges dazu geschrieben...
>
> Und sorry, ich bin ein Proletarier, ein Elektromechaniker...

…..Mechaniker sind die "schlimmsten",
ich komm leider aus der Starkstromtechnik - da ist wenigstens noch Bumbs 
dahinter. Aber auch ich gebe Schwachstrom eine Chance. Und ja,.. auch 
ich mach mal Schreibfehler!

von Michael Eifert (Gast)


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>                 |     |
>                .-.   .-.
>                | |   | |
>              R | |   | | RV
>                '-'   '-'
>                 |     |
>              OK |     |
>                 |     |
>              <|/      V ->
>              <|       -
>              <|>      |
>                 |     |
>                 |   |/
>                 o---|    NPN
>                 |   |>   BC847
>                .-.    |
>                | |    |
>       ca. 50*R | |    |
>                '-'    |
>                 '-----o------GND


Der Vorschlag sieht gut aus,
welchen OK würdest du bei der Verwendung mit dem BC847 nehmen?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ja, jetzt hab ich es auch verstanden. Diese Schaltung ist sogar 
invertierend. Zwar nicht gerade stromsparend, aber dafür einfach.

HildeK schrieb:
> ich sehe gerade, du willst invertierte Funktion

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ja, jetzt hab ich es auch verstanden. Diese Schaltung ist sogar
> invertierend. Zwar nicht gerade stromsparend, aber dafür einfach.

Und sie erfordert einen Optokoppler mit einem CTR von 10000.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Und sie erfordert einen Optokoppler mit einem CTR von 10000.

Gut, dann muss es wirklich so gemacht werden, wie HildeK es 
vorgeschlagen hat.

Michael Eifert schrieb:
> welchen OK würdest du bei der Verwendung mit dem BC847 nehmen?

Der Optokoppler LTV817 ist zwar kein SMD-Typ, aber trotzdem klein und 
empfindlich genug.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Der Optokoppler LTV817

Den "817" gibt`s zum Glück auch in SMD.

von Michael E. (daelfson)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Der Optokoppler LTV817 ist zwar kein SMD-Typ, aber trotzdem klein und
> empfindlich genug.

wie errechnet sich der 4k7 Widerstand?
warum 10 k an der IR-LED?
so wie ich das sehe, fließen durch die IR-LED gut 17mA. Oder sehe ich 
das falsch?
Ich darf an der IR-Led echt nur einen sehr geringen Strom haben von 
unter 10mA, ggf. noch weniger!!

von Michael E. (daelfson)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Den "817" gibt`s zum Glück auch in SMD.

den Guten gibt's auch als SMD

von Teo D. (teoderix)


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Michael Eifert schrieb:
> Aber auch ich gebe Schwachstrom eine Chance. Und ja,.. auch
> ich mach mal Schreibfehler!

Wenn man sich sonst nicht mehr zu wehren weiß, dann wirds halt wirklich 
unfreundlich.
Verwende du lieber mal Begriffe, die du auch kennst oder schau wenigsten 
vorher mal bei Wikipedia o.ä. nach.


@all
Was soll die Glaskugelweissagerei? Die reinste Einladung für Trolle!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefanus F. schrieb:
> Und sie erfordert einen Optokoppler mit einem CTR von 10000.

Ich habe da eine Null zu viel geschrieben. Trotzdem, einen zusätzlichen 
Transistor braucht man dennoch. Es gibt dazu Optokoppler mit 
Darlington-Stufe am Ausgang.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Michael E. schrieb:
> wie errechnet sich der 4k7 Widerstand?

Pi mal Daumen mit Erfahrung.

> warum 10 k an der IR-LED?

Weil damit der Strom durch die IR-LED eingestellt wird.

> so wie ich das sehe, fließen durch die IR-LED gut 17mA.

Nein. I=U/R

von Teo D. (teoderix)


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Stefanus F. schrieb:
> Es gibt dazu Optokoppler mit
> Darlington-Stufe am Ausgang.

zB:
https://www.reichelt.de/optokoppler-ltv-355t-smd-p96811.html?&trstct=pos_14
Dabla:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/KB355NT.PDF

Sollte passen. Bei If 2mA u. Ic 20mA, liegt der Vce bei 1V. Das verheizt 
er locker und die LED ist aus.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Michael E. schrieb:
> wie errechnet sich der 4k7 Widerstand?

4700R/220R=21 bei Sättigungsbetrieb darf dieser Wert nicht über 30 bis 
40 kommen. Du kannst also auch noch max. 10k einsetzen zumal die LED mit 
ihrem Spannungsabfall hilft.

Michael E. schrieb:
> warum 10 k an der IR-LED?

(38V-1V)/10000R=3,7mA bei 19V etwa die Hälfte. Der LTV817 schaltet bei 
ca. 0,5mA an der IR Diode voll durch (eigene Erfahrung), also zur 
Sicherheit besser >1mA nehmen, dann stimmt's auch wieder mit dem Dabla 
überein.

von Michael E. (daelfson)


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Wie komm ich auf 17? 1,7mA bei meiner Rechnung.
Sieht alles echt vielversprechend aus, mit Darlington find ich besser 
würde zusätzliches Bauteil sparen.
Sind aber beide Lösungen super .

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Michael E. schrieb:
> mit Darlington find ich besser
> würde zusätzliches Bauteil sparen.

Nein, der Darlington invertiert nicht, der LTV817 ist mehr als 
ausreichend. Du könntest sogar einen 15k/0,25W Widerstand für die 
IR-Diode verwenden.

von Manfred (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Und sie erfordert einen Optokoppler mit einem CTR von 10000.

Der ist handelsüblich zu bekommen, nennt sich PhotoMOS.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Manfred schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Und sie erfordert einen Optokoppler mit einem CTR von 10000.
>
> Der ist handelsüblich zu bekommen, nennt sich PhotoMOS.

Oder Darlington. Ich wollte nur drauf hinweisen dass dies zu beachten 
ist, denn der gewöhnliche Optokoppler hat einen CTR um 100%.

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