Hallo Leute, ich habe die Anforderung, dass ich Eingänge abfragen können muss, die mit einer Spannung von 12-24V daherkommen. Als Low-Pegel gehe ich mal von sauberen 0V aus (gemeinsame Masse). Die Betriebsspannung der Schaltung kann zwischen 12V und 24V liegen, ist mit einem Schaltregler auf 5V (i2c OLED Display) reguliert und dann nochmal mit einem Linearregler auf 3.3V (ESP, PCF und co.) reduziert. Ich bin mir jetzt nicht sicher mit welcher Schaltung ich der Aufgabe begegnen soll. Ich muss unterm Strich von 12V-24V auf die 3.3V vom PCF Eingang kommen. An zwei Varianten hätte ich vorerst mal gedacht. Einmal ein Komparator und dann noch eine simple Schottky Diode. Die Schaltung ist im Anhang zu sehen. Die V+ der Schaltung kann wie erwähnt zwischen 12V und 24V liegen. Was würdet ihr verwenden? Ganz einen anderen Ansatz? Gruß Markus
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Wenn du galvanische Trennung gleich mit realisieren möchtest, nimm einen Optokoppler. Ansonsten tut es auch eine Z-Diode nach GND mit Vorwiderstand in Reihe.
Markus F. schrieb: > Hallo Leute, > > ich habe die Anforderung, dass ich Eingänge abfragen können muss, die > mit einer Spannung von 12-24V daherkommen. Als Low-Pegel gehe ich mal > von sauberen 0V aus (gemeinsame Masse). Für einen Low-Pegel muss immer auch ein bisschen Spannung erlaubt sein, denn die allermeisten Sensoren und Logikgatter liefert keine absoluten 0V bei Low. > An zwei Varianten hätte ich vorerst mal gedacht. Einmal > ein Komparator Kann man machen, ist aber zu aufwändig. Ein einfacher Schmitt-Trigger ala 74HC14 reicht. Der hat auch eine Schaltschwelle von ca. VCC/2, ohne Zusatzbeschaltung. > und dann noch eine simple Schottky Diode. Die funktioniert nur, wenn deine Signalquelle aktiv gegen GND schalten kann (Push-Pull Ausgang). Das machen aber viele 12/24V SPS Ausgänge NICHT! Die schalten nur aktiv gegen VCC (PNP-Ausgang). > Was würdet ihr verwenden? Ganz einen anderen Ansatz? Spannungsteiler + 74HC14. Denn die PCF8574 haben interne Pull-Up Widerstände, die nicht so ganz klein sind (100-300uA). https://www.mikrocontroller.net/articles/Port-Expander_PCF8574
Jochen S. schrieb: > Wenn du galvanische Trennung gleich mit realisieren möchtest, nimm einen > Optokoppler. > > Ansonsten tut es auch eine Z-Diode nach GND mit Vorwiderstand in Reihe. Danke für die Vorschläge. Galvanische Trennung ist vorerst nicht nötig. Die Z-Diode mit R wäre eine Möglichkeit, stimmt. Falk B. schrieb: > Für einen Low-Pegel muss immer auch ein bisschen Spannung erlaubt sein, > denn die allermeisten Sensoren und Logikgatter liefert keine absoluten > 0V bei Low. Das könnte ein Problem darstellen, hast recht. Da kann ich mich nicht darauf verlassen, zudem die Schaltung dann mit unterschiedlichen Peripheriegeräte funktionieren muss. Falk B. schrieb: > Kann man machen, ist aber zu aufwändig. Ein einfacher > Schmitt-Trigger ala 74HC14 reicht. Der hat auch eine Schaltschwelle > von ca. VCC/2, ohne Zusatzbeschaltung. Klingt vielversprechend mit wenig Materialaufwand. Gefällt mir. Falk B. schrieb: > Die funktioniert nur, wenn deine Signalquelle aktiv gegen GND schalten > kann (Push-Pull Ausgang). Das machen aber viele 12/24V SPS Ausgänge > NICHT! Die schalten nur aktiv gegen VCC (PNP-Ausgang). Damit triffst du den Nagel auf den Kopf. Ich bekomme die 24V von einer SPS. Vorerst mal ein definiertes Modell, allerdings sollen da andere Hersteller dann auch funktionieren. Dass die nicht GND pullen können dachte ich nicht, aber hast schon Recht. Meine Schaltung muss dann mit beiden Varianten umgehen können. Falk B. schrieb: > Spannungsteiler + 74HC14. Denn die PCF8574 haben interne Pull-Up > Widerstände, die nicht so ganz klein sind (100-300uA). Klingt echt vernünftig. Wenn ich am Eingang einen Spannungsteiler von 68k zu 10k hänge, komme ich bei 24V auf ca. 3V. Sauberes High. Bei 12V sind es 1,5V womit ich schon unter UH bin. Der Spannungsbereich von 12V bis 24V ist da etwas blöd. Die 100uA Stromquelle würdest du nicht mit externen Pull-Up unterstützen?
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Markus F. schrieb: >> Ansonsten tut es auch eine Z-Diode nach GND mit Vorwiderstand in Reihe. > > Danke für die Vorschläge. Galvanische Trennung ist vorerst nicht nötig. > Die Z-Diode mit R wäre eine Möglichkeit, stimmt. Nö, denn dann fehlt ein Widerstand, welcher den Eingang definiert gegen GND ziehen kann. > Klingt echt vernünftig. Wenn ich am Eingang einen Spannungsteiler von > 68k zu 10k hänge, komme ich bei 24V auf ca. 3V. Sauberes High. Bei 12V > sind es 1,5V womit ich schon unter UH bin. Der Spannungsbereich von 12V > bis 24V ist da etwas blöd. Naja, wenn wir mal alles unter 5V als LOW betrachten wollen, sowohl bei 12 als auch 24V Betrieb, dann muss dein Spannungsteiler bei LOW halt ~1,5V ausspucken. Also eher 10k + 22k. Keine Sorge, bei 24V kommen dort theoretisch 7,3V raus, aber die werden durch die Klemmdioden des 74HC14 begrenzt. Der 22k Widerstand begrenzt den Strom aus ~0,8mA. Das paßt. > Die 100uA Stromquelle würdest du nicht mit externen Pull-Up > unterstützen? Hä? Lies den Artikel nochmal in Ruhe. Der interne Pull-Up ist hier kontraproduktiv und nützt dir nur was bei Tastern gegen GND. https://www.mikrocontroller.net/articles/Port-Expander_PCF8574
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Markus F. schrieb: > Die Z-Diode mit R wäre eine Möglichkeit, stimmt. Wenn man die Kennlinien von Z-Dioden in dieser Spanungsregion (3V) mal genauer ansieht, dann lässt man eher die Finger davon... Markus F. schrieb: > Ich bekomme die 24V von einer SPS. Da bekommst du eigentlich überhaupt kein "low", sondern du bekommst entweder 24V oder eben "nichts" im Sinne eines (ziemlich) hochohmigen, offenen Ausgangs. Für sowas wie ein "low" musst du selber sorgen. Ein nicht zu hochohmiger Spannungsteiler (denn im schlimmsten Fall wird auf diese Leitung sogar ein "leichter" Prüfstrom aufmoduliert, um einen Drahtbruch erkennen zu können) ist da geeignet, um tatsächlich in die Nähe von 0V zu kommen. Meine Eingangsbeschaltung sieht zigtausendfach so aus wie im Anhang.
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Falk B. schrieb: > Nö, denn dann fehlt ein Widerstand, welcher den Eingang definiert gegen > GND ziehen kann. Stimmt, nachdem das Push/Pull bei SPS nicht gegeben sein muss. Wenn der SPS Ausgang nicht aktiv ist, werden da ohne Belastung ein paar Volt anliegen. Nachdem meine Schaltung kaum eine Belastung darstellt, habe ich kein echtes LOW. Falk B. schrieb: > bei 24V kommen dort > theoretisch 7,3V raus, aber die werden durch die Klemmdioden des 74HC14 > begrenzt. Ok, die Klemmdioden habe ich im Datenblatt nicht gesehen. Was mich vom Datenblatt her aber stutzig macht ist, dass die Vi mit maximal VCC angegeben ist. Siehe Attachment. In meinem Fall ist VCC aber nur 3.3V. Übersehe ich da was? Falk B. schrieb: > Der interne Pull-Up ist hier > kontraproduktiv und nützt dir nur was bei Tastern gegen GND. Damit meinst du vermutlich diese Passage: > P6 - Eingänge für Logikbausteine: Der Logikbaustein muss bei LOW bis zu 300µA Strom liefern können, da die internen Pull-Up Widerstände darauf dimensioniert sind und man sie nicht abschalten kann.
Lothar M. schrieb: > Für sowas wie ein "low" musst du selber sorgen. Ein nicht zu hochohmiger > Spannungsteiler (denn im schlimmsten Fall wird auf diese Leitung sogar > ein "leichter" Prüfstrom aufmoduliert, um einen Drahtbruch erkennen zu > können) ist da geeignet, um tatsächlich in die Nähe von 0V zu kommen. Das ist auch ein sehr interessanter Aspekt. Auf einen Prüfstrom wäre ich gar nicht gekommen (Steuerungs-/Regelungstechnik ist für mich relativ neu). Deine Schaltung sieht auch interessant aus. Bei 12V Eingangsspannung sollte das ja auch noch locker für ein HIGH am PCF reichen. Die Belastung des PCF Eingangs und somit der internen 100uA Stromquelle ist beim 3k3 rechnerisch 1mA. Das führt bei hochohmigem Eingang wohl zu einem LOW am PCF. Verwendest du die BAV99S wegen des geringeren Sperrstroms (0,2uA) gegenüber z.B. BAT54S Schottky Dioden (2uA)?
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Markus F. schrieb: >> bei 24V kommen dort >> theoretisch 7,3V raus, aber die werden durch die Klemmdioden des 74HC14 >> begrenzt. > > Ok, die Klemmdioden habe ich im Datenblatt nicht gesehen. Was mich vom > Datenblatt her aber stutzig macht ist, dass die Vi mit maximal VCC > angegeben ist. Ja sicher, im Normalfall. Es gibt aber immer Ausnahmen, wenn man weiß was man tut. Siehe Pegelwandler. >> Der interne Pull-Up ist hier >> kontraproduktiv und nützt dir nur was bei Tastern gegen GND. > > Damit meinst du vermutlich diese Passage: > >> P6 - Eingänge für Logikbausteine: Der Logikbaustein muss bei LOW bis zu 300µA > Strom liefern können, da die internen Pull-Up Widerstände darauf > dimensioniert > sind und man sie nicht abschalten kann. Ja.
Danke für euren Input. Ich werde versuchen die Schaltungen in LTspice zu simulieren. Die Variante von Lothar hab ich schon durch, die von Falk möchte ich auch noch schaffen.
Markus F. schrieb: > mit einem Schaltregler auf 5V (i2c OLED Display) reguliert und dann > nochmal mit einem Linearregler auf 3.3V (ESP, PCF und co.) reduziert. Bitte unbedingt zu prüfen, ob das OLED wirklich 5 Volt haben will und trotzdem korrekt mit dem 3V3_µC kommuniziert. > Ganz einen anderen Ansatz? Ja: Die Eingänge des PCF8574 bekommen einen Widerstand (pull up) nach dessen Versorgung, ein NPN-Transistor zieht den runter. Ob der dann aus 12 oder 24 Volt ein oder zwei mA Basisstrom bekommt, ist dem egal. Die sich daraus ergebende Invertierung rückt die Software gerade.
Markus F. schrieb: > Was würdet ihr verwenden? Ganz einen anderen Ansatz? ggf. einen "Digitaltransistor" z.B. DDTC144 mit eingebautem Spannungsteiler? https://www.digikey.de/product-detail/de/diodes-incorporated/DDTC144VCA-7-F/DDTC144VCA-FDITR-ND/765410 Gruß Anja
Manfred schrieb: > Bitte unbedingt zu prüfen, ob das OLED wirklich 5 Volt haben will und > trotzdem korrekt mit dem 3V3_µC kommuniziert. Danke für den Hinweis. Hab nochmal die Spec gecheckt. Das Teil kann mit 3-5V betrieben werden. Ich kann mir den 5V Zwischenschritt schenken. Da such ich mir gleich einen 3.3V Schaltregler. Manfred schrieb: > Ja: Die Eingänge des PCF8574 bekommen einen Widerstand (pull up) nach > dessen Versorgung, ein NPN-Transistor zieht den runter. Ob der dann aus > 12 oder 24 Volt ein oder zwei mA Basisstrom bekommt, ist dem egal. > > Die sich daraus ergebende Invertierung rückt die Software gerade. Ja, ist ein weiterer Ansatz. Relativ niederohmiger Spannungsteiler für ein sicheres Sperren des Transistors bei hochohmigem Ausgang der SPS. Kleiner Kerko zum Entprellen. Invertierung in der Software ist kein Problem. Was denkst du?
Anja schrieb: > ggf. einen "Digitaltransistor" z.B. DDTC144 > mit eingebautem Spannungsteiler? Wäre für eine kleine Bauform eine Idee. Muss checken, ob einer der gebotenen Spannungsteiler passend ist. Danke.
Markus F. schrieb: > Manfred schrieb: >> Ja: Die Eingänge des PCF8574 bekommen einen Widerstand (pull up) nach >> dessen Versorgung, ein NPN-Transistor zieht den runter. > > Ja, ist ein weiterer Ansatz. Relativ niederohmiger Spannungsteiler für > ein sicheres Sperren des Transistors bei hochohmigem Ausgang der SPS. Dazu muß man alle Randbedingungen kennen - ein NPN an 100 Metern Leitung reagiert sicherlich auf Störungen, bei 20cm hätte ich weniger Bedenken. Wenn Du Dir den Strom leisten kannst, mache es niederohmig. > Kleiner Kerko zum Entprellen. Kommt drauf an, wie zeitnah Du reagieren musst. Kommt es auf ein paar Dutzend Millisekunden nicht an, kann man gerne über 0,47µF an der Basis reden. > Invertierung in der Software ist kein Problem. Gut! > Was denkst du? Siehe oben, es wäre mein Ansatz - die genaue Auslegung hat leider ein paar Unbekannte.
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Manfred schrieb: > Dazu muß man alle Randbedingungen kennen - ein NPN an 100 Metern Leitung > reagiert sicherlich auf Störungen, bei 20cm hätte ich weniger Bedenken. > Wenn Du Dir den Strom leisten kannst, mache es niederohmig. Ich muss hier mit Störungen von Außen durchaus rechnen. Die Leitung wird zwar keine 100m sein, aber von bis zu 2m kann ich schon ausgehen. Den Stromverbrauch von ein paar uA für einen 68k/10k Spannungsteiler kann ich mir leisten. Die Schaltschwelle liegt dann bei ca. 5V laut Simulation im Anhang. Manfred schrieb: > Kommt drauf an, wie zeitnah Du reagieren musst. Kommt es auf ein paar > Dutzend Millisekunden nicht an, kann man gerne über 0,47µF an der Basis > reden. Auf die Geschwindigkeit kommt es hier nit wirklich an. Es wird nur eine Störmeldung ausgelöst. EDIT: Der Vollständigkeit halber noch die Simulationen von Klemmdioden und Schmitttrigger hinzugefügt. Am "schönsten" schaltet in den Fällen natürlich der Schmitttrigger. Ich bin mir da aber nicht sicher, ob er in der Beschaltung die 7,3V am Eingang bei VCC 3.3 überlebt. Das sagt mir LTspice nicht ;)
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Markus F. schrieb: > Ich bin mir da aber nicht sicher, ob er in der Beschaltung die 7,3V am > Eingang bei VCC 3.3 überlebt. Das sagt mir LTspice nicht ;) Aber das Datenblatt. Dieser Betriebszustand mit 7,3V am Eingang ist üblicherweise bei Komparatoren, die dann vermutlich auch mit 3,3V betrieben werden, nicht erlaubt, weil auch bei denen der Eingang nicht (nennenswert) über 3,3V kommen darf. Beim Komparator solltest du am Ausgang zudem einen Pullup einplanen. Von sich aus kennt dessen Ausgang meist nur "Low" und "Offen". Manfred schrieb: > Wenn Du Dir den Strom leisten kannst, mache es niederohmig. Wenn EMV ein Thema ist oder werden könnte, dann sollte ind der Schaltung für einen gewünschten Pegel ein nennswerter Strom fließen. Nicht umsonst haben viele Eingänge von SPSen LEDs: wenn die LED, nicht leuchtet, dann fließt nicht genug Strom in den Eingang. Und von "üblicher" EMV beginnt eine LED noch nicht zu leuchten. Oder wie sagt mein EMV-Spezi: alles über 1k ist EMV-technich nicht vorhanden, weil zu hochohmig. Bei meiner RCD-Kombination wirkt dann der Kondensator erfolgreich gegen kurze EMV-Spikes und ESD-Entladungen. > Verwendest du die BAV99S wegen des geringeren Sperrstroms (0,2uA) > gegenüber z.B. BAT54S Schottky Dioden (2uA)? Nein, ich verwende sie, weil sie auch sonst noch in der Schaltung ist...
Jochen S. schrieb: > Wenn du galvanische Trennung gleich mit realisieren möchtest, nimm einen > Optokoppler. Die erste Antwort war ohne viele weitere Worte doch schon die beste. Einen Optokoppler würde ich auch verwenden, wenn (zunächst) keine galvanische Trennung gefordert ist.
m.n. schrieb: > Die erste Antwort war ohne viele weitere Worte doch schon die beste. > Einen Optokoppler würde ich auch verwenden, wenn (zunächst) keine > galvanische Trennung gefordert ist. Ich werde es in betracht ziehen. Danke Lothar M. schrieb: > Aber das Datenblatt. > Dieser Betriebszustand mit 7,3V am Eingang ist üblicherweise bei > Komparatoren, die dann vermutlich auch mit 3,3V betrieben werden, nicht > erlaubt, weil auch bei denen der Eingang nicht (nennenswert) über 3,3V > kommen darf. Beim Komparator solltest du am Ausgang zudem einen Pullup > einplanen. Von sich aus kennt dessen Ausgang meist nur "Low" und > "Offen". Eben, da hab ich auch - z.B. bei dem von ST - gelesen, dass Vi(max) VCC+0,5 ist. Beim M74HC14 ist im Datenblatt eine Push/Pull Beschaltung am Ausgang. Was natürlich nicht sagt, dass das bei jedem Hersteller sein muss. Lothar M. schrieb: > Wenn EMV ein Thema ist oder werden könnte, dann sollte ind der Schaltung > für einen gewünschten Pegel ein nennswerter Strom fließen. Nicht umsonst > haben viele Eingänge von SPSen LEDs: wenn die LED, nicht leuchtet, dann > fließt nicht genug Strom in den Eingang. Und von "üblicher" EMV beginnt > eine LED noch nicht zu leuchten. EMV wird auf alle Fälle ein Riesenthema werden. Da muss die Schaltung standhalten können. Werde auch einen EMV Test machen müssen. Lothar M. schrieb: > Oder wie sagt mein EMV-Spezi: alles über 1k ist EMV-technich nicht > vorhanden, weil zu hochohmig. Bei meiner RCD-Kombination wirkt dann der > Kondensator erfolgreich gegen kurze EMV-Spikes und ESD-Entladungen. Ok, spricht für deine Schaltung. Die 3k3 sind dann deiner Erfahrung nach niederohmig genug, vermute ich mal. Hast du mit deinen Schaltungen schon EMV Tests überstehen müssen? Lothar M. schrieb: > Nein, ich verwende sie, weil sie auch sonst noch in der Schaltung ist... OK, danke für die Info. Ich habe bis dato mit BAT54S gearbeitet.
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Hallo Leute, bei meiner Schaltung hab ich noch das Thema, dass ich via PCF/Optokoppler und ULN2803 vier Relais (25mA) steuern können muss. V+ ist in diesem Fall wieder 12-24V. Ich tu mich mit dem Widerstand vor dem Optokoppler Kollektor, welcher den Strom für den ULN Input begrenzen soll, etwas schwer. Bei 24V wären 20k ca. 1mA, was laut Datenblatt ganz gut passt. Bei 12V bin ich da aber schon nur mehr bei ca. 0,5mA. Ob das ausreicht? Schaltplan anbei. Bitte um euer Feedback.
Markus F. schrieb: > bei meiner Schaltung hab ich noch das Thema, dass ich via > PCF/Optokoppler und ULN2803 vier Relais (25mA) steuern können muss. Nein, das muss niemand. Das ist ein Fetisch, der nicht totzukriegen ist! Man braucht keine Optokoppler, um ein Relais anzusteuern! > ist in diesem Fall wieder 12-24V. Ich tu mich mit dem Widerstand vor dem > Optokoppler Kollektor, welcher den Strom für den ULN Input begrenzen > soll, etwas schwer. Den braucht keiner, da der ULN einfach mit 3,3V angesteuert wird. Der hat schon einen internen Basiswiderstand. https://www.mikrocontroller.net/articles/Port-Expander_PCF8574#Anwendung So einfach ist das. WOW! Bei 3,3V wollte man eher 470 Ohm als Pull-Up Widerstand nehmen.
Markus F. schrieb: > bei meiner Schaltung hab ich noch das Thema, dass ich via > PCF/Optokoppler und ULN2803 vier Relais (25mA) steuern können muss Wer zwingt dich dazu? Denn wenn links und rechts vom Optokoppler die selbe Masse ist, dann ist der Optokoppler unnötig. Und unnötige Bauteile in einer Schaltung führen nur dazu, dass sie unnötig teuer wird und unnötigerweise mal kaputt gehen kann. Markus F. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Aber das Datenblatt. >> Beim Komparator solltest du am Ausgang zudem einen Pullup >> einplanen. Von sich aus kennt dessen Ausgang meist nur "Low" und >> "Offen". > Beim M74HC14 ist im Datenblatt eine Push/Pull Beschaltung am Ausgang. Mag sein, abber der 74NC14 ist eben auch gar kein Komparator, sondern ein Inverter mit Schmitttrigger-Eingang.
Falk B. schrieb: > Nein, das muss niemand. Das ist ein Fetisch, der nicht totzukriegen ist! Ich persönlich würde auch nicht unbedingt einen einbauen. Der „Platinenempfänger“ wünscht sich das. Er möchte auch eingangsseitig welche haben. Falk B. schrieb: > Den braucht keiner, da der ULN einfach mit 3,3V angesteuert wird. Der > hat schon einen internen Basiswiderstand. Genau, wenn kein OK eingebaut werden würde. Den 2k7 Vorwiderstand habe ich schon gesehen. Falk B. schrieb: > So einfach ist das. WOW! ? Falk B. schrieb: > Bei 3,3V wollte man eher 470 Ohm als Pull-Up Widerstand nehmen. Meinst den Vorwiderstand des OK oder Eingang des ULN?
Markus F. schrieb: > Der „Platinenempfänger“ wünscht sich das. Er möchte auch eingangsseitig > welche haben. Kennt er sich mit sowas aus? Oder andersrum: Optokoppler sind in einer digitalen Schaltung völlig unnötige analoge Bauteile, deren Beschaltung über den Temperaturbereich, die Exemplarstreuungen und die Alterung nicht ganz einfach ist. Und wenn du schon den OK da reinfrickelst, dann so, dass die Kollektoren des OK direkt an V+ hängen und die Emitter auf die Eingänge des ULN gehen. Denn dann sind die ULN-Ausgänge ohne Ansteuerung vom PCF oder bei defektem Optokoppler abgeschaltet. Denn du solltest dir immer überlegen, was passiert, wenn die Versorgungspannung eingeschaltet wird und z.B. der µC nicht anläuft oder der I2C nicht funktioniert osder sonstwas. In deinem Plan werden dann alle Ausgänge aktiviert. Und wenn da Verbraucher dranhängen, dann werden die allesamt eingeschaltet. Und wenn das Motoren sind, dann fahren die alle los... :-o Merke: Ausgänge sollten so designt werden, dass sie im /nicht angesteuerten/ (Start-)Zustand abgeschaltet sind.
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Lothar M. schrieb: > Wer zwingt dich dazu? > Denn wenn links und rechts vom Optokoppler die selbe Masse ist, dann ist > der Optokoppler unnötig Der Auftraggeber wünscht sich das. Die Massen sind getrennt, sonst hätte ich die OK nicht in Erwägung gezogen und dem AG ausgeredet. Ganz umsonst sind sie glaub ich nicht. Lothar M. schrieb: > Mag sein, abber der 74NC14 ist eben auch gar kein Komparator, sondern > ein Inverter mit Schmitttrigger-Eingang. Danke fürs Präzisieren. Lothar M. schrieb: > Kennt er sich mit sowas aus? Zumindest verbaut er Komponenten wo sowas drin ist. Heizungs-/Lüftungs- und Klimatechniker. Lothar M. schrieb: > Oder andersrum: Optokoppler sind in einer digitalen Schaltung völlig > unnötige analoge Bauteile, deren Beschaltung über den Temperaturbereich, > die Exemplarstreuungen und die Alterung nicht ganz einfach ist. Damit musste ich mich noch nicht beschäftigen. Ströme nicht zu hoch ansetzen und hoffen, dass sie lange leben. Lothar M. schrieb: > Und wenn du schon den OK da reinfrickelst, dann so, dass die Kollektoren > des OK direkt an V+ hängen und die Emitter auf die Eingänge des ULN > gehen. Denn dann sind die ULN-Ausgänge ohne Ansteuerung vom PCF oder bei > defektem Optokoppler abgeschaltet. > > Denn du solltest dir immer überlegen, was passiert, wenn die > Versorgungspannung eingeschaltet wird und z.B. der µC nicht anläuft oder > der I2C nicht funktioniert osder sonstwas. In deinem Plan werden dann > alle Ausgänge aktiviert. Und wenn da Verbraucher dranhängen, dann werden > die allesamt eingeschaltet. Und wenn das Motoren sind, dann fahren die > alle los... :-o > > Merke: Ausgänge sollten so designt werden, dass sie im nicht > angesteuerten (Start-)Zustand abgeschaltet sind. Danke, da bin ich reingefallen. Das soll natürlich nicht so sein. Da laufen evtl. Lüftungsklappen etc. drüber.
Markus F. schrieb: > Die Massen sind getrennt, sonst hätte > ich die OK nicht in Erwägung gezogen und dem AG ausgeredet. Ganz umsonst > sind sie glaub ich nicht. Das stimmt. Die GND können z.B. am Netzteil zusammen geführt werden. Damit fließen die Ströme vom Leistungsteil nicht mit über den Anschluß der CPU. Man muß sie allerdings auch unterschiedlich benennen, sonst werden sie schon auf der Platine verbunden. Ich hab z.B. auf der einen Seite des OK DGND (digital) und auf der anderen PGND (Power). Zwischen beiden kann man im Gerät 0Ω messen. Würde man sie aber auf der Platine kurzschließen, dann wars das mit dem EMV-Test.
Markus F. schrieb: > Die Massen sind getrennt Das ist aus dem Schaltplan aber nicht erkennbar. Und der sollte doch letztlich zur Platine passen... > Ströme nicht zu hoch ansetzen und hoffen, dass sie lange leben. Oder besser doch, die Ströme nicht zu niedrig ansetzen und "hoffen", dass sie lange schalten. Zwei grundlegend unterschiedliche Designstrategien. Natürlich kann man Schaltungen mit OK auch ganz ohne "hoffen und vertrauen" so auslegen, dass sie über viele Jahre hinweg funktionieren. Aber dann muss man immer mit den schlechtesten Werten (hohe Uf und niedriger CTR) im Datenblatt rechnen und hinterher sicherstellen, dass der OK thermisch weder eingangs- noch ausgangsseitig überlastet wird.
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Peter D. schrieb: > Man muß sie allerdings auch unterschiedlich benennen, sonst werden sie > schon auf der Platine verbunden. > Ich hab z.B. auf der einen Seite des OK DGND (digital) und auf der > anderen PGND (Power). Zwischen beiden kann man im Gerät 0Ω messen. Würde > man sie aber auf der Platine kurzschließen, dann wars das mit dem > EMV-Test. Lothar M. schrieb: > Das ist aus dem Schaltplan aber nicht erkennbar. Und der sollte doch > letztlich zur Platine passen... Ja, das ist auf alle Fälle zu tun. Ich hab das nur schnell in Eagle zum Skizzieren gezeichnet. Wollte es ursprünglich im LTspice machen, hab da die nötigen Teile nicht zur Hand gehabt. Lothar M. schrieb: > Aber dann muss man immer mit den schlechtesten Werten (hohe Uf und > niedriger CTR) im Datenblatt rechnen und hinterher sicherstellen, dass > der OK thermisch weder eingangs- noch ausgangsseitig überlastet wird. Ich würde für den LTV-847 50% annehmen. Ist in dem Fall das Minimum laut Datenblatt. Ich hab vom AG grade erfahren, dass er gerne 12-24V rausgeschalten haben möchte, damit kann ich den ULN mal vergessen. Werden dann wohl Transistoren mit Ic 100-200mA in Kollektorschaltung werden. Die Kollektorschaltung könnte mit dem hohen Stromverstärkungsfaktor dem CTR vom OK zu Gute kommen.
Markus F. schrieb: > Ich hab vom AG grade erfahren, dass er gerne 12-24V rausgeschalten haben > möchte, damit kann ich den ULN mal vergessen. Werden dann wohl > Transistoren mit Ic 100-200mA in Kollektorschaltung werden. Dann nimm einfach einen VN340.
Markus F. schrieb: > Ich würde für den LTV-847 50% annehmen. Ist in dem Fall das Minimum laut > Datenblatt. Du musst dann aber schon auch die anderen Parameter annehmen, die zu diesen 50% geführt haben. BTW: oft hat es sich herausgestellt, das es im Reparaturfall besser ist, wenn man einzelne OK genommen hat. > grade erfahren, dass er gerne 12-24V rausgeschalten haben will Nimm High-Side-Smartswitch BTS irgendwas von Infineon. Ich empfehle hier den BTS724G. Damit ist deine Schaltung dann gleich mal kurzschlussfest. Und noch ein Tipp: lies die Ausgangsspannung wieder zurück, damit du prüfen kannst, ob der Ausgang auch tatsächlich den Pegel hat, den die Software ausgeben will. > Ich hab vom AG grade erfahren, dass er gerne... Ich glaube, ihr solltet da mal zusammen sowas wie ein Pflichten- oder Lastenheft aufstellen, vor du mit der Schaltungsentwicklung im Detail loslegst. Sonst darfst du gerne deine Schaltung noch ein paar mal nachbessern. Das lohnt sich nur, wenn du die Entwicklung auf Stundenbasis abrechnen kannst.
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m.n. schrieb: > Dann nimm einfach einen VN340. Genau. Heutzutage ist Kurzschlußschutz kein Luxus, sondern gefordert.
Wobei es nicht verkehrt ist, den Kurzschlußstrom so niedrig wie nötig anzusetzen. Sofern nur Relais' mit 25 mA angesteuert werden sollen, wäre ein UDN2987 mit max. 350 mA vielleicht die bessere Wahl. Bei zu starken Treibern geht sonst bei Kurzschluß eher das Netzteil in die Knie. Persönlich würde ich nach benötigter Stückzahl/Verfügbarkeit und Bauteilpreis entscheiden. Lothar M. schrieb: > BTW: oft hat es sich herausgestellt, das es im Reparaturfall besser ist, > wenn man einzelne OK genommen hat. In mehreren Jahrzehnten hatte ich noch nie einen defekten Optokoppler ;-)
https://www.horter-shop.de/en/i2c-din-rail-modules/105-kit-i2c-digital-input-module-4260404260714.html Nimm den Schaltplan hier als Referenz, die haben auch Module mit Optokopplern und alle Schaltpläne offengelegt.
m.n. schrieb: > In mehreren Jahrzehnten hatte ich noch nie einen defekten Optokoppler > ;-) Ich schon ein paar. Die meisten transistorseitig durch eine "rückwirkende" Siliziumschmelze der nachfolgenden Enstufe. Und ein ganz prominenter ist der AC-Koppler im Beitrag "Re: Quick&dirty - schnelle Problemlösungen selbst gebaut"
m.n. schrieb: > Dann nimm einfach einen VN340. Der ist am kostenintensivsten. Kurzschlussstrom ist mit 2A noch moderat. Für Diagnose brauche ich 5 extra I/Os. Mit dem PCF hätte ich bei 4 Outputs noch 4 Inputs verfügbar. Den 5. kann ich vergessen, wenn mir Übertemperatur egal ist. Lothar M. schrieb: > Nimm High-Side-Smartswitch BTS irgendwas von Infineon. Ich empfehle hier > den BTS724G. Bei Kurzschluss ein Leiterbahnvernichter wenn zu klein dimensioniert ;) Umfangreiche Schutzschaltungen klingen interessant. Preislich im Mittelfeld der drei Kontrahenten. m.n. schrieb: > Wobei es nicht verkehrt ist, den Kurzschlußstrom so niedrig wie nötig > anzusetzen. Sofern nur Relais' mit 25 mA angesteuert werden sollen, wäre > ein UDN2987 mit max. 350 mA vielleicht die bessere Wahl. Hätte seinen Charme, weil der Kurzschlussstrom wirklich nicht so hoch wäre. 500mA sind kein Killer. Preislich am günstigsten. Die Qual der Wahl... Lothar M. schrieb: > Du musst dann aber schon auch die anderen Parameter annehmen, die zu > diesen 50% geführt haben. Ich habe beim LTV-847 für die 50% Vce 5V und If 5mA gesehen. Die Formel mit Ic/If*100% steht dabei. Ich verstehe hier die Berechnung der CTR bzw. das Verhalten des OK nicht so ganz. Der Ic wird doch vom If unter Beeinflussung der CTR bestimmt. Was bringt mir die Rechnung, wenn ich den CTR nicht "einstellen/beeinflussen" kann? Das bräuchte ich bitte eine DAU taugliche Erklärung. Aus dem Artikel Optokoppler bin ich auch nicht schlau geworden. Lothar M. schrieb: > Ich glaube, ihr solltet da mal zusammen sowas wie ein Pflichten- oder > Lastenheft aufstellen, vor du mit der Schaltungsentwicklung im Detail > loslegst. Sonst darfst du gerne deine Schaltung noch ein paar mal > nachbessern. Ist eine ziemlich agile Entwicklung. Ich stelle ein paar Fragen und er die Antwort. Die letzte war in dem Fall, ob er lieber eine Schaltung gegen Masse oder das Bereitstellen von V+ bevorzugt. Es soll für seinen Anwendungsfall praktisch sein. Tipp schrieb: > Nimm den Schaltplan hier als Referenz, die haben auch Module mit > Optokopplern und alle Schaltpläne offengelegt. Danke. Hast du Erfahrung wie zuverlässig deren Schaltungen sind?
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Ich würde es mal mit der angehängten skizzierten Variante versuchen. Dabei muss ich aber noch die V+ (12-24V) auf ein UDN2987 taugliches Niveau von maximal 15Vin runterbringen (ist im Schaltplan noch nicht eingezeichnet). Aufgrund der Spanne von 12V bis 24V werde ich noch unter 12V kommen. Wie würdet ihr die Spannung anpassen? Einen kleinen Schaltregler auf die 24V Seite stellen auf sagen wir 5V oder ein Z-Dioden Konstrukt? Alternativ könnte ich doch den empfohlenen VN340 einsetzen, weil der Vin von 10V bis 36V abkann. Bitte um euren Vorschlag.
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Markus F. schrieb: > Ich würde es mal mit der angehängten skizzierten Variante versuchen. Das passt jetzt, denn im Reset werden die Ausgänge nicht aktiviert: "(2) The power-on reset circuit ... sets all I/Os to logic high" (aus dem DB des 8574) > Wie würdet ihr die Spannung anpassen? Einen kleinen Schaltregler auf die > 24V Seite stellen auf sagen wir 5V oder ein Z-Dioden Konstrukt? Weil laut Datenblatt jeder der Eingänge bei 5V maximal 1mA braucht, würde ich da sicher keinen Schaltregler nehmen. Ein Shunt-Regler aus einem Vorwiderstand und einer Z-Diode (und als "Abfallprodukt" einer LED zur Spannungsanzeige) dürfte wohl am robustesten sein. Wenn ich mir die Innenbeschaltung des UDN so anschaue, könnte ich mir aber auch vorstellen, dass ein simpler 10k Vorwiderstand da auch schon ausreicht.
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Lothar M. schrieb: > Ein Shunt-Regler aus > einem Vorwiderstand und einer Z-Diode (und als "Abfallprodukt" einer LED > zur Spannungsanzeige) dürfte wohl am robustesten sein. Zudem braucht OE noch eine Eingangsspannung und FAULT sollte auch ausgewertet werden, da hierdurch der Zustand der Ausgänge überwacht werden kann. Eine "Räuberlösung" besteht darin, OE und FAULT zusammenzuschalten und mit einem Pullup von ca. 3k3 gegen +5 V zu versehen. 100 nF gegen GND lassen bei Überlast an einem Ausgang diese Kombination schwingen, sodaß immer wieder ein automatischer Reset erfolgt.
Lothar M. schrieb: > Ein Shunt-Regler aus > einem Vorwiderstand und einer Z-Diode (und als "Abfallprodukt" einer LED > zur Spannungsanzeige) dürfte wohl am robustesten sein. Ich habe da zwei Varianten simuliert. Welche davon würdest du einsetzen, oder habe ich mich da "verlaufen"? Variante 2 hat den Nachteil, dass der Strom durch die LED einen sehr weiten Bereich hat (4mA bis 14mA). Bei Variante 1 wandert der LED Strom auch von 7mA bis 15mA. Die Spannung am Ausgang der Zener Diode steigt von 12V bis 24V doch auch noch an. Lothar M. schrieb: > Wenn ich mir die Innenbeschaltung des UDN so anschaue, könnte ich mir > aber auch vorstellen, dass ein simpler 10k Vorwiderstand da auch schon > ausreicht. Das wäre natürlich am Einfachsten wenn der Spannungsbereich von 12V bis 24V mit einem 10k vor den Eingängen abgedeckt werden würde. m.n. schrieb: > Zudem braucht OE noch eine Eingangsspannung und FAULT sollte auch > ausgewertet werden, da hierdurch der Zustand der Ausgänge überwacht > werden kann. > > Eine "Räuberlösung" besteht darin, OE und FAULT zusammenzuschalten und > mit einem Pullup von ca. 3k3 gegen +5 V zu versehen. 100 nF gegen GND > lassen bei Überlast an einem Ausgang diese Kombination schwingen, sodaß > immer wieder ein automatischer Reset erfolgt. Ja, OE/R und FAULT habe ich noch offen lassen. Danke für den Tipp mit dem Schwingkreis.
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Ich glaube, dass ich mir das mit der "Stromspanne" grad selbst erklärt hab. Es war der R1 mit 1k2 zu hochohmig. Hab da jetzt einen 470R vorgesehen. Muss dann halt ein 1W Widerstand sein. Da sehen die Kurven gleich besser aus. Ok so?
Mir wäre meine Zeit zu schade, irgendeine Simulation zu verwenden, um eine LED zum Leuchten zu bringen. Schalte D2 in Reihe zu R1 und lass gut sein.
m.n. schrieb: > um eine LED zum Leuchten zu bringen Um das gehts mir nicht. Ich brauche ca. 5V zum Ansteuern der UDN Eingänge.
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Ausgangseitig habe ich den Schaltplan mal finalisiert. Ich bitte um einen kritischen Blick auf die Schaltung und euer Feedback. Vielen Dank im Voraus.
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