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.
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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).
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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.
Verpolungsschutz ist schon sinnvoll. Irgendwer schließt es doch mal verkehrt rum an. Eine 1N4148 über die beiden LEDs, dann passiert da nix mehr.
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?
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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: > Wäre es besser, sie an dieser Stelle wegzulassen? Hatte ich doch schon erklärt weshalb.
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.
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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.
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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...
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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.
Absolvent schrieb: > der Optokoppler hat ünrigens ein CTR von min. 100. Prozent? Oder macht der aus 1mA in der LED tatsächlich 100mA im Emitter?
Current transfer ratio at IF = 10 mA => 100% If von 10mA entspricht 10mA Emitterstrom.
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.
Joachim B. schrieb: > wie hoch ist denn der Eingangsstrom einer SPS als Input? Man sehe ins Datenblatt. In der Regel sind es wenige mA.
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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