Hallo Forum,
ich stehe vor der Aufgabe, die 24V-Signale einer SPS mit einer PCI-DIO
Karte an einem PC auszuwerten.
Also keine großen Ströme, nur hochohmige Eingänge.
Ich plane dafür, die angefügte Schaltung mit VISHAY ILQ2-Optokopplern
aufzubauen.
Die 5V kommen aus der PC-DIO-Karte und sind somit galvanisch getrennt
vom Rest.
Spricht etwas grundsätzlich gegen den Aufbau?
Im weiteren muss ich auch mit 5V-Ausgängen 24V-SPS-Eingänge schalten.
Dafür würde ich die gleiche Schaltung verwenden, nur die Widerstände
entsprechend neu dimensionieren.
Danke vorab für euren Input.
mir persönlich gefällt nicht das die Anzeige LED nicht vom Opto IR LED
Strom durchflossen wird, das signalisiert u.U. falsch Signal LED on
obwohl IR LED off, Leitung unterbrochen IR LED kaputt o.ä.
bei 24V ist genug Spannung vorhanden um Anzeige und IR LED in Serie zu
schalten.
Sekundär könnte der 10k zu groß sein um schnell auszuschalten, ich
musste da bei einer UART auf 1k runter
Joachim B. schrieb:> bei 24V ist genug Spannung vorhanden um Anzeige und IR LED in Serie zu> schalten.
... und man spart noch einen Widerstand und Verlustleistung.
Ich würde jedem OK eine Diode als Verpol- und ESD-Schutz spendieren.
Und zwar, wenn es denn so geschaltet wäre, wie Joachim B. vorschlägt,
jeweils antiparallel zu der Reihenschaltung aus Anzeige-LED und OK-LED
(bzw. IRD).
Okay Bauteile reduzieren kommt mir entgegen, da die Schaltung insgesamt
drei mal parallel aufgebaut wird für die Ports A-C.
Ich muss dazu sagen, dass Geschwindigkeit keine große Rolle spielt, ein
paar Hz reichen aus.
Aus diesen Gründen habe ich zunächst auf die antiparallele Diode
verzichtet.
den Pulldown habe ich trotzdem reduziert, allein schon um weniger
verschiedene Bauteile zu haben.
Später am heutigen Tag folgt noch eine Variante für 5V zu 24V.
Absolvent schrieb:> Okay Bauteile reduzieren kommt mir entgegen, da die Schaltung insgesamt> drei mal parallel aufgebaut wird für die Ports A-C.
Mach das nicht!
LED haben eine hohe Ausfallquote.
Bei einer SPS würde ich da auf Nummer sicher gehen.
Und die LED-Anzeige auf die 5V-Seite verlegen.
michael_ schrieb:> Und die LED-Anzeige auf die 5V-Seite verlegen.
Du meinst, die Anzeige-LED nicht auf der Eingangsseite anzuschließen,
sondern hinter dem Optokoppler?
Hier erstmal eine Variante von 5V auf 24V.
Die DIO Spannung ist zwar nur 5V, dennoch habe ich die Anzeige-LED in
Reihe mit der IR-LED mit entsprechend angepasstem Vorwiderstand.
Verpolschutz habe ich hinzugefügt.
Da sich bei der Variante 5V zu 24V die DIO-Quelle und SPS ohnehin GND
teilen, habe ich hier bewusst auf die galvanische Trennung verzichtet,
und die Optokoppler nur als Pegelwandler missbraucht.
Absolvent schrieb:> Hier erstmal eine Variante von 5V auf 24V.
Die SPS erwartet keine Pulldownwiderstände. Du wirst durch sie ehr
Probleme haben ausreichend Strom für die SPS-Eingänge zu haben.
hinz schrieb:> Die SPS erwartet keine Pulldownwiderstände. Du wirst durch sie ehr> Probleme haben ausreichend Strom für die SPS-Eingänge zu haben.
Die SPS ist auf der anderen Seite.
hinz schrieb:> Absolvent schrieb:>> Hier erstmal eine Variante von 5V auf 24V.>> Die SPS erwartet keine Pulldownwiderstände. Du wirst durch sie ehr> Probleme haben ausreichend Strom für die SPS-Eingänge zu haben.
Zur Klarstellung: die SPS ist jeweils auf der 24V-Seite.
in der letzten Schaltung, die ich angehangen habe, ist die SPS rechts
und hat noch Pulldowns.
Wäre es besser, sie an dieser Stelle wegzulassen?
Absolvent schrieb:> Zur Klarstellung: die SPS ist jeweils auf der 24V-Seite.
Sorry, mein Fehler, ich hatte Tomaten auf den Augen.
Absolvent schrieb:> Wäre es besser, sie an dieser Stelle wegzulassen?
Hinz hat recht:
hinz schrieb:> Die SPS erwartet keine Pulldownwiderstände. Du wirst durch sie ehr> Probleme haben ausreichend Strom für die SPS-Eingänge zu haben.
Sieh Dir die Stromtransferraten Deines OKs an. Wenn Du bei 5V
Eingangs-H-Pegel etwas mehr als 10mA LED-Strom hast, darfst Du auf der
anderen Seite nicht mit mehr rechnen (je nach Bedingungen).
Deine Pulldown-Widerstände würden bei 24V genau diesen Strom ziehen, ca.
10mA. Was bliebe dann für die SPS? (Die wird auch einige mA haben
wollen.)
Ich denke was Hinz vor allem meint, ist dass der Eingang einer SPS nicht
mit dem Eingang eines µC verwechselt werden darf. Die SPS Eingänge sind
deutlich Niederohmiger und wollen wirklich Strom sehen um zu schalten.
Das reicht nicht die irgendwie auf ein Potential zu ziehen.
Eingangsschaltung beachten.
Beitrag "Eingangsschaltung professioneller SPS ?"
Sly_marbo schrieb:> Die SPS Eingänge sind> deutlich Niederohmiger und wollen wirklich Strom sehen um zu schalten.
Genau das, auch wenns nur ein paar mA sind.
hinz schrieb:> Absolvent schrieb:>> Wäre es besser, sie an dieser Stelle wegzulassen?>> Hatte ich doch schon erklärt weshalb.
und ich hatte erklärt das es von high auf low ewig dauern kann bis der
Optotransistor sperrt weil er seine Ladungsträger nicht los wird, das
muss man sich auf dem Oszi ansehen oder die Abfrage auf low ist ewig
später!
PS alles reden schreiben hier nutzt nichts ohne den CTR der Optokoppler
zu betrachten, selbst ein guter CNY17-F4 erreich im worst case nur 50%
CTR das bedeutet das er sicher nur halb so viel Strom schalten kann wie
vorne reingeht.
Rechne ich mal die 5V Seite mit dem 180 Ohm, die LED mit 2V und die IR
LED mit 1,2V in Summe 3,2V bleiben für den 180 Ohm 1,8V gibt 10mA, bei
CTR 50% können so sicher 5mA geschaltet werden, nun kommt es auf die
Eingangimpedanz der SPS an wielange das dauert bis der low Pegel drüben
aktiv wird ohne pulldown.
Joachim B. schrieb:> und ich hatte erklärt das es von high auf low ewig dauern kann bis der> Optotransistor sperrt weil er seine Ladungsträger nicht los wird, das> muss man sich auf dem Oszi ansehen oder die Abfrage auf low ist ewig> später!
...und der TO hatte erklärt:
Absolvent schrieb:> Ich muss dazu sagen, dass Geschwindigkeit keine große Rolle spielt, ein> paar Hz reichen aus.
Joachim B. schrieb:> und ich hatte erklärt das es von high auf low ewig dauern kann bis der> Optotransistor sperrt weil er seine Ladungsträger nicht los wird,
Der wird die bestens los wenn die SPS als Last dran hängt.
michael_ schrieb:> LED haben eine hohe Ausfallquote.
Das kann ich nicht unbedingt bestätigen. Auf jeden Fall nicht, wenn man
sie gut innerhalb der Spec betreibt.
hinz schrieb:> Der wird die bestens los wenn die SPS als Last dran hängt.
Die hängt als Quelle dran und schaltet idR. von "high" aus durch. Aber
weil ja selbst die Status-LED ausgehen, die am SPS Ausgang angebracht
sind, dürfte das in der Realität für normale Schaltsignale kein
nennenswertes Problem darstellen.
Bei einer PWM im kHz Bereich sieht das anders aus. Aber da muss dann
auch die Transistorseite wesentlich niederohmiger ausgelegt werden...
Erstmal danke für den ganzen Input und die Erklärungen.
Zur Geschwindigkeit: es wird keine Kommunikation o.ä. gefahren, es
werden nur Steuerleitungen gesetzt. Wenn der Pegelwechsel innerhalb von
einigen hundert ms erfolgt, ist alles im grünen Bereich.
Da die SPS aber keinen Pulldown erfordert, spare ich das Bauteil gerne
ein.
Aktuelle Schaltung daher anbei.
der Optokoppler hat ünrigens ein CTR von min. 100.
hinz schrieb:> Joachim B. schrieb:>> und ich hatte erklärt das es von high auf low ewig dauern kann bis der>> Optotransistor sperrt weil er seine Ladungsträger nicht los wird,>> Der wird die bestens los wenn die SPS als Last dran hängt.
wie hoch ist denn der Eingangsstrom einer SPS als Input?
Absolvent schrieb:> der Optokoppler hat ünrigens ein CTR von min. 100.
nimm (100% mal Temperatur mal Alterung), dann bist du bei den 50% von
Joachim B.
Absolvent schrieb:> Current transfer ratio at IF = 10 mA => 100%>> If von 10mA entspricht 10mA Emitterstrom.
nö schau dir im Datenblatt die blaue Zeile an, von bis 20% bis 500%
pauschal ist 100% falsch und du wunderst dich warum es nicht klappt, so
Halbleiter haben immer Fertigungstoleranzen und
Temperaturabhängigkeiten.
michael_ schrieb:> LED haben eine hohe Ausfallquote.
Dummes Zeug, nicht belegbar!
Hier sind LED-Ausfälle bei ordentlicher Ware und sachgerechter
Handhabung unbekannt. Wenn hier LEDs gestorben sind, hatten sie
sichtbare Spannungsrisse im Kunsstoff, also an den Beinchen gebogen oder
extrem kurz eingelötet.
Beim Einbau von LEDs achte ich streng darauf, vor dem Biegen die Beine
zu halten und keine mechanische Last zwischen Anschluß und Gehäuse zu
erzeugen.
Manfred schrieb:> michael_ schrieb:>> LED haben eine hohe Ausfallquote.>> Dummes Zeug, nicht belegbar!
In deiner privaten Bastelhöhle funktioniert das sicher.
Aber 24V Eingänge ordne ich Industrieumgebung zu.
LED sind auf Grund von geringer thermischer und mechanischer Stabilität
anfällig.
Dazu kommt noch die geringe Sperrspannung.
Und egal was man hintereinanderschaltet, die Ausfallwahrscheinlichkeit
steigt.
Aber mach, was du willst, du wirst sicher Anhänger finden.
michael_ schrieb:> Manfred schrieb:>> michael_ schrieb:>>> LED haben eine hohe Ausfallquote.>> Dummes Zeug, nicht belegbar!> In deiner privaten Bastelhöhle funktioniert das sicher.
Nicht nur dort.
> Aber 24V Eingänge ordne ich Industrieumgebung zu.
Von mir aus gerne, Industrieumgebung ist mir nicht unbekannt.
> LED sind auf Grund von geringer thermischer und mechanischer Stabilität
anfällig.
Zur mechanischen Handhabung habe ich etwas geschrieben, aber das
irgnorierst Du vorsichtshalber.
Thermisch ist grober Blödsinn, hier geht es um Kontrollampen mit wenigen
Milliwatt Leistung, nicht um Raumbeleuchtung.
> Dazu kommt noch die geringe Sperrspannung.
Na und? Schon weiter vorne wurde das hinreichend geklärt, Absicherung
per Antiparalleldiode.
> Und egal was man hintereinanderschaltet, die Ausfallwahrscheinlichkeit steigt.
Das ist der einzige Punkt, bei dem Dein Text Sinn macht.
> Aber mach, was du willst, du wirst sicher Anhänger finden.
Ich brauche keine Anhänger, mir genügen die 'zig-Tausend Geräte, die mit
'meinen' Prüfplätzen gefertigt wurden.
Lothar M. schrieb:> hinz schrieb:>> Der wird die bestens los wenn die SPS als Last dran hängt.> Die hängt als Quelle dran
Das Thema hat sich mittlerweile geändert.
hinz schrieb:> Joachim B. schrieb:>> wie hoch ist denn der Eingangsstrom einer SPS als Input?> Man sehe ins Datenblatt. In der Regel sind es wenige mA.
das ist dann die Aufgabe an den TO der möchte das ja, ich habe ja keine
SPS.
Der TO weiss nun aber worauf er achten muss
michael_ schrieb:> In deiner privaten Bastelhöhle funktioniert das sicher.> Aber 24V Eingänge ordne ich Industrieumgebung zu.> LED sind auf Grund von geringer thermischer und mechanischer Stabilität> anfällig.
Ein Glühfaden ist mechanisch besser? Und wenn eine LED nicht im oder als
Hochofen betrieben wird, dann lebt die so lange wie jeder andere
Halbleiter (wie z.B auch die OK-LED). Warum auch nicht? Ist ja die selbe
Fertigungstechnik.
> Dazu kommt noch die geringe Sperrspannung.
Hast du die mal nachgemessen oder sind das Informationen aus dem letzten
Jahrtausend? Ich habe mal exemplarisch ein paar aktuelle LEDs mehrerer
Farben an -60V gehängt und keine hat einen nennenswerten Rückwärtsstrom
gezeigt.
> Dazu kommt noch die geringe Sperrspannung.
Es macht der LED übrigens nichts aus, wenn sie rückwärts leitet. Nur die
Verlustleistung darf dabei nicht zu hoch werden.
Manfred schrieb:>> Und egal was man hintereinanderschaltet, die Ausfallwahrscheinlichkeit>> steigt.> Das ist der einzige Punkt, bei dem Dein Text Sinn macht.
Aber dann kann ich wenigstens mit höherer Wahrscheinlichkeit an der
leuchtenden LED erkennen, ob ein Strom durch die OK-LED fließt. Denn das
Blödeste an einer Status-Anzeige ist, wenn die Statusanzeige "high"
anzeigt, diese Information aber vom OK nicht übertragen wird.
Dann nehme ich besser das Risiko eines "wahrscheinlicheren" Ausfalls
durch die Serienschaltung in Kauf. Aber wenn dann die LED nicht
leuchtet, weil sie oder die OK-LED oder deren Vorwiderstand defekt ist,
dann passt wenigstens diese Anzeige zum echten Leben.
Aus diesem Grund mache ich solche LEDs immer in Reihe zur OK-LED.
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