Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TTL Signal an Gerät A mittels Lichtschranke


von Philipp R. (philipp_r580)


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Hallo Leute,

gleich vorweg, das ganze Thema hier ist totales Neuland für mich, alles 
was ich zu Schaltungen weiß hab ich mir angelesen. Ich hoffe auf etwas 
Nachsicht sollte meine Frage/Idee zu doof sein.

Ich versuche mit einer Lichtschranke ein TTL-Signal auf ein Gerät A zu 
geben. Die Lichtschranke funktioniert prinzipiell wie ein einfacher 
SPDT-Switch und wird mit 24V betrieben. Der Switch in der Schranke ist 
potentialfrei.

Gerät A:
Kann laut Beschreibung ein 5V-TTL-Signal als Auslöse-Trigger empfangen 
(D-SUB 9 mit 2 angeschlossenen Pins: TTL-Eingang und GND). Es wird über 
ein 24V Steckernetzteil betrieben. Viel mehr ist über Gerät A nicht 
bekannt.

Gerät B:
Baue ich nun, um das TTL-Signal zu erzeugen und an Gerät A zu senden 
wenn die Lichtschranke schließt.
Mein Plan ist also ebenfalls ein 24V Steckernetzteil zu nehmen (wegen 
der Betriebsspannung der Lichtschranke) und einen Schaltregler (TSR 
1-2450) einzusetzen um die 5V zu erzeugen für meine Logik-Schaltung zur 
Erzeugung des TTL-Signals.

Dazu habe ich mir die Schaltung wie im Bild überlegt.

Jetzt ist meine Frage zu den Grounds der beiden Geräte. Wenn ich's 
richtig verstanden hab brauchen beide Geräte einen gemeinsamen Ground, 
damit sie den gleichen Bezugspunkt haben um kommunizieren zu können. 
Kann ich die beiden Geräte so verbinden (TTL Out/in und GND) ohne dass 
ich was grille oder ende ich im Super-GAU?

Was meint ihr generell dazu? Könnte das funktionieren oder hab ich da 
totalen Mist zusammen gebastelt?
Hab ich irgendwas übersehen, das ich unbedingt beachten/bedenken sollte?

: Verschoben durch Moderator
von Helmut -. (dc3yc)


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Passt.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Philipp R. schrieb:
> Was meint ihr generell dazu?

In deiner Schaltung entprellst du die Kontakte der Lichtschranke. Das 
ist bestimmt die sicherte Lösung.
Frage: muss wirklich entprellt werden, oder arbeitet Gerät B auch mit 
einem prellenden Signal?
Wenn das so ist, kann man versuchen, durch messen am TTL-Eingang näheres 
zu erfahren:
- welche Spannung misst man am offenen TTL-Eingang? Ist das etwa +5V?
- reicht eine Verbindung des Eingangs mit GND für die gewünschte 
Funktion?
Falls das so ist, könntest du dir alles sparen und den Kontakt der 
Lichtschranke einfach nur zwischen GND und TTL-Eingang anschließen.

von Philipp R. (philipp_r580)


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Dietrich L. schrieb:
Danke für deinen Kommentar. Beim folgenden verstehe ich nicht ganz was 
du meinst.
> - welche Spannung misst man am offenen TTL-Eingang? Ist das etwa +5V?
Das Gerät A wird ja getriggert wenn am TTL-Eingang 5V anliegen. Wenn ich 
da ohne dass was angeschlossen ist schon 5V habe kann ich ja nicht mehr 
triggern mit 5V oder?

> - reicht eine Verbindung des Eingangs mit GND für die gewünschte
> Funktion?
Wie finde ich das raus? Ich möchte ungern einen Kurzen in Gerät A dafür 
war es zu teuer.

> Falls das so ist, könntest du dir alles sparen und den Kontakt der
> Lichtschranke einfach nur zwischen GND und TTL-Eingang anschließen

von Dietrich L. (dietrichl)


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Dietrich L. schrieb:
> oder arbeitet Gerät B auch mit einem prellenden Signal?
Mein Fehler: Ich meinte natürlich Gerät A.

Philipp R. schrieb:
>> - welche Spannung misst man am offenen TTL-Eingang? Ist das etwa +5V?
> Das Gerät A wird ja getriggert wenn am TTL-Eingang 5V anliegen. Wenn ich
> da ohne dass was angeschlossen ist schon 5V habe kann ich ja nicht mehr
> triggern mit 5V oder?

Bist du sicher, dass es mit log. 1 (+5V) triggert? Vielleicht ist es 
auch ein inverser Eingang, der mit log. 0 (0V) triggert.

>> - reicht eine Verbindung des Eingangs mit GND für die gewünschte
>> Funktion?

Falls es mit "0" triggert, könnte eventuell intern ein Ziehwiderstand 
nach der internen +5V existieren. So eine Schaltung ist nicht unüblich, 
da sie dann mit Kontakt oder Open-Collector Ausgang angesteuert werden 
kann. Man braucht dann keine externe +5V-Hilfsspannung.

> Wie finde ich das raus? Ich möchte ungern einen Kurzen in Gerät A dafür
> war es zu teuer.

Wenn es ein TTL-Eingang ist, darf es bei GND am Eingang nicht kaputt 
gehen.

Was für ein Gerät ist das eigentlich? Hersteller/Typ/Datenblatt? 
Vielleicht steht da mehr drin, wie der Eingang genau spezifiziert ist.
Wenn es "nur" ein (ungeschützter) TTL-Eingang ist, hättest du nämlich 
ein Problem: wenn du bei abgeschaltetem Gerät externe +5V auf den 
Eingang gibst, kann das den Eingang zerstören.
Das ist auch ein Grund, warum die oben beschriebene Schaltung (interer 
Ziehwiderstand, ansteuern mit Kontakt oder Open-Collector nach GND) 
gerne gewählt wird. Da gibt es das Problem nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Philipp R. schrieb:
> Hab ich irgendwas übersehen, das ich unbedingt beachten/bedenken sollte?

Mit dem 74LS00 liegst du ungefähr ein viertel Jahrhundert hinter der 
Zeit zurück. Aktuell sind für Standardanwendungen 74HCT00 oder 74HC00 
angesagt. R1 und R2 könnten dann deutlich größer gewählt werden, so dass 
der Optokoppler nicht soviel Strom schalten muss.

Bist du sicher, dass es sich bei Gerät A um einen TTL-Eingang handelt 
und ein 5V Signale nicht genauso gut zur Steuerung taugt. Gibt es 
irgendeine aussagekräftige Spezifikation zu dem erforderlichen 
Eingangssignal?

von Manfred (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Mit dem 74LS00 liegst du ungefähr ein viertel Jahrhundert hinter der
> Zeit zurück. Aktuell sind für Standardanwendungen 74HCT00 oder 74HC00
> angesagt. R1 und R2 könnten dann deutlich größer gewählt werden, so dass
> der Optokoppler nicht soviel Strom schalten muss.

Ja Wahnsinn, der nicht vorhandene Optokoppler muß tatsächlich 2,5mA 
schalten, ob das ohne Kühlkörper möglich ist?

Wenn er sich für 74LS entschieden hat, ist das tatsächlich nicht mehr 
zeigemäß. Das ist aber vollkommen egal, dafür sind die 
störunempfindlicher (weil langsamer) als 74HCx.

Ich sehe keinen Grund, weshalb die Schaltung nicht funktionieren sollte.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp R. schrieb:
> Die Lichtschranke funktioniert prinzipiell wie ein einfacher
> SPDT-Switch und wird mit 24V betrieben. Der Switch in der Schranke ist
> potentialfrei.
Ist das nur "prinzipiell" oder tatsächlich ein Relais?
Denn wenn nicht, dann ist die Lichtschranke auch nicht potentialfrei...

von Philipp R. (philipp_r580)


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Dietrich L. schrieb:

> Bist du sicher, dass es mit log. 1 (+5V) triggert? Vielleicht ist es
> auch ein inverser Eingang, der mit log. 0 (0V) triggert.
Das Problem ist das Handbuch ist sehr spärlich. Der Anschluss wird 
lediglich als TTL IN/OUT spezifiziert. Es gibt 4 TTL-Input Pins und 4 
TTL-Output Pins sowie einen Erdungspin. Mit je einem Pin kann eine 
andere Sache getriggert werden.
Bei den Ausgängen steht: "Dieser kann benutzt werden um ein 5V-Signal zu 
senden um eine Aktion an einem anderen Gerät zu triggern." Da das Gerät 
am TTL OUT also 5V sendet gehe ich stark davon aus, dass es am TTL IN 
auch 5V haben möchte (alles andere fände ich extrem unlogisch).


> Was für ein Gerät ist das eigentlich? Hersteller/Typ/Datenblatt?
> Vielleicht steht da mehr drin, wie der Eingang genau spezifiziert ist.
> Wenn es "nur" ein (ungeschützter) TTL-Eingang ist, hättest du nämlich
> ein Problem: wenn du bei abgeschaltetem Gerät externe +5V auf den
> Eingang gibst, kann das den Eingang zerstören.
Im Handbuch steht leider nichts außer PIN-Belegung und Bezeichnung als 
TTL IN/OUT: sowie "Dieser kann benutzt werden um ein 5V-Signal zu senden 
um eine Aktion an einem anderen gerät zu triggern."
In den Einstellungen des Geräts kann ich dann auch einen der 4 
TTL-Inputs als trigger input für eine bestimmte Aktion wählen.
"Wenn TTL ausgewählt ist, wartet das Instrument auf eine Änderung
des Werts, der von den Eingangspins auf der Rückseite der Pumpe
detektiert wird."

von Philipp R. (philipp_r580)


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Lothar M. schrieb:
> Ist das nur "prinzipiell" oder tatsächlich ein Relais?
> Denn wenn nicht, dann ist die Lichtschranke auch nicht potentialfrei...

Gute Frage, das Einzige was ich im Datenblatt dazu finde ist wieder die 
PIN-Belegung:
1 und 2 für die Betriebsspannung, 3-5 zum Schalten und 6 ist Not 
Connected (NC).
Wenn der Sensor schaltet verbindet entweder 3+5 oder 3-4 wenn ich's 
richtig lese.

von Philipp R. (philipp_r580)


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Wolfgang schrieb:
> Bist du sicher, dass es sich bei Gerät A um einen TTL-Eingang handelt
> und ein 5V Signale nicht genauso gut zur Steuerung taugt. Gibt es
> irgendeine aussagekräftige Spezifikation zu dem erforderlichen
> Eingangssignal?

Leider ist die Aussagekraft nicht so hoch (siehe Bild).

Das Problem ist, dass ich die Outputs nicht auf 5V schalten kann in dem 
Moment wo ich die bräuchte um ein Signal an einen der Inputs zu 
schicken, sonst könnte ich einfach einen Output PIN über die 
Lichtschranke an den Input schicken. Das wäre ja die einfachste Lösung 
gewesen, klappt aber auf Geräteseite mit der Programmierung so nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Das ist aber vollkommen egal, dafür sind die
> störunempfindlicher (weil langsamer) als 74HCx.

Du nimmst dir selbst den Wind aus den Segeln.
Die 74HCx sind langsamer - und das auch nur marginal.

von Philipp R. (philipp_r580)


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Dietrich L. schrieb:
>>> - welche Spannung misst man am offenen TTL-Eingang? Ist das etwa +5V?
>> Das Gerät A wird ja getriggert wenn am TTL-Eingang 5V anliegen. Wenn ich
>> da ohne dass was angeschlossen ist schon 5V habe kann ich ja nicht mehr
>> triggern mit 5V oder?
>
> Bist du sicher, dass es mit log. 1 (+5V) triggert? Vielleicht ist es
> auch ein inverser Eingang, der mit log. 0 (0V) triggert.

Also wer messen kann ist klar im Vorteil, das Handbuch ist mal wieder 
total irreführend. Hätte ich vielleicht gleich machen sollen.

Am TTL-Eingang liegen tatsächlich +5V an, ziehe ich diese auf GND 
triggert das System. Allerdings wird das Prellen der Lichtschranke 
definitiv zum Problem, er triggert dann viel zu oft.
Also muss ich mir was überlegen wie ich die Entprelle und damit dann den 
TTL-Auf den GND ziehe.

Super Leute ihr habt mich auf den richtigen Weg gebracht!

von Dietrich L. (dietrichl)


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Philipp R. schrieb:
> Am TTL-Eingang liegen tatsächlich +5V an, ziehe ich diese auf GND
> triggert das System. Allerdings wird das Prellen der Lichtschranke
> definitiv zum Problem, er triggert dann viel zu oft.
> Also muss ich mir was überlegen wie ich die Entprelle und damit dann den
> TTL-Auf den GND ziehe.

Zum Entprellen reicht eventuell ein RC-Glied (wenn der Eingang 
Schmitt-Trigger Eigenschaften hat!).
Wenn da so ist: zur Dimenisionierung:
- R klein genug, dass bei Verbindung mit GND die "0" erkannt wird. Du 
kannst auch den Strom messen, wenn du den Eingang mit GND verbindest und 
dann rechnen.
- C "nach Bedarf", d.h.: Wie lang prellt der Kontakt? Wie schnell muss 
der Trigger reagieren?

von Wolfgang (Gast)


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Philipp R. schrieb:
> Allerdings wird das Prellen der Lichtschranke
> definitiv zum Problem, er triggert dann viel zu oft.

Wenn die Lichtschranke selber schon prellt, d.h. beide Ausgänge bei 
einer Flanke mehrfach schalten, kannst du dir das RS-FlipFlop hinter der 
Lichtschranke sparen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp R. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Ist das nur "prinzipiell" oder tatsächlich ein Relais?
> das Einzige was ich im Datenblatt dazu finde ist wieder die PIN-Belegung
Das sieht ja schon vielversprechend aus, aber es findet sich durchaus 
auch eine belastbare Aussage zum Ausgang...

von Manfred (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
>> Allerdings wird das Prellen der Lichtschranke
>> definitiv zum Problem, er triggert dann viel zu oft.
>> Also muss ich mir was überlegen wie ich die Entprelle und damit dann den
>> TTL-Auf den GND ziehe.
>
> Zum Entprellen reicht eventuell ein RC-Glied (wenn der Eingang
> Schmitt-Trigger Eigenschaften hat!).

Hier haben zwei Leute die Schaltung nicht verstanden.

Ich sehe ein RS-Flip-Flop, die sicherste Methode, einen Schalter zu 
entprellen. Beim ersten Impuls legt sich das RS um, alles weitere 
interessiert nicht, bis der andere Kontakt schließt.

Kontakte, die bis auf den Ruhekontakt zurück prellen, gibt es nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Kontakte, die bis auf den Ruhekontakt zurück prellen, gibt es nicht.

Das kommt drauf an, ob es sich überhaupt um mechanisches Kontraktprellen 
handelt.
Ein Oszillogramm eines Schaltvorgangs, bei dem beide Ausgänge jeweils 
über Spannungsteiler auf halbe Versorgungsspannung gelegt sind, würde 
verraten, was da wirklich passiert.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Manfred schrieb:
> Hier haben zwei Leute die Schaltung nicht verstanden.

Doch, das habe ich.

> Ich sehe ein RS-Flip-Flop, die sicherste Methode, einen Schalter zu
> entprellen.

Richtig. Das habe ich auch geschrieben:

Dietrich L. schrieb:
> In deiner Schaltung entprellst du die Kontakte der Lichtschranke. Das
> ist bestimmt die sicherte Lösung.

Bei mir ging es "nur" darum, ob man den Aufwand mit Flip-Flop und 
+5V-Erzeugung sparen kann.
Es kann gut sein, dass der Aufwand, das heraus zu finden, größer ist als 
der Aufbau der "sicheren" Lösung. Dabei kann natürlich auch 
herauskommen, das die einfache Lösung gar nicht funktioniert.
Aber das kann nur der TO entscheiden, welchen Weg er gehen will.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp R. schrieb:
> das Handbuch ist mal wieder total irreführend.
Das Handbuch ist eine grauenhafte Frechheit.
Da wird von 0 und 1 und ON und OFF geschrieben, aber nicht, ob jetzt 0V 
und 5V von aussen angelegt werden müssen und was davon ON und was OFF 
ist und wie es mit dem zugeörigen Potentialbezug aussieht.

Und auch die Beschreibung der Reaktion ist lausig: es wird auf eine 
Änderung gewartet und fertig.

Ich weiß nicht, was man bei diesem Hamilton ML600 mit dem TTL-Inputs 
überhaupt machen kann. Es gibt zwar ein "Advanced Manual" und die 
deutsche Übersetzung dazu, aber das, was da drinsteht, ist so dermaßen 
"unadvanced", das ist eigentlich kompletter Kindergarten...

https://www.google.com/search?q=ml600+hamilton+advanced+manual

https://craft-labs.s3.amazonaws.com/File-Uploads/Microlab-600-Advanced-Technical-Manual.PDF?mtime=20180817101251&amp%3Bfocal=none

Manfred schrieb:
> Ich sehe ein RS-Flip-Flop, die sicherste Methode, einen Schalter zu
> entprellen.
Eine andere Möglichkeit wäre natürlich, eine Lichtschranke mit 
elektronischem, nichtprellendem Open-Collector-Ausgang zu verwenden. 
Damit ließe sich ebenfalls ohne mechanisches Prellen der Eingangspin 
nach GND ziehen.

von Manfred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Ich sehe ein RS-Flip-Flop, die sicherste Methode, einen Schalter zu
>> entprellen.
> Eine andere Möglichkeit wäre natürlich, eine Lichtschranke mit
> elektronischem, nichtprellendem Open-Collector-Ausgang zu verwenden.
> Damit ließe sich ebenfalls ohne mechanisches Prellen der Eingangspin
> nach GND ziehen.

Wäre Könnte Hätte ...

Lothar M. schrieb:
> es findet sich durchaus
> auch eine belastbare Aussage zum Ausgang...

Da hast Du eindeutig "Relais" gefunden, da macht Philipp mit seinem 
RS-Flip-Flop nichts verkehrt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manfred schrieb:
> Da hast Du eindeutig "Relais" gefunden, da macht Philipp mit seinem
> RS-Flip-Flop nichts verkehrt.
Die Lichtschranke hat einen Transistor, der ein Relais schaltet. Und das 
Relais prellt. Und das Prellen macht Probleme. Und deshalb braucht er 
eine zusätzliche Schaltung um das Prellen wieder wegzubekommen.

Warum also nicht einfach das Signal direkt vom Transistor nehmen?

> Wäre Könnte Hätte ...
War ja nur ein Vorschlag. Man muss ihn nicht beachten, wenn man nicht 
will.

von Wolfgang (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Und deshalb braucht er eine zusätzliche Schaltung um das Prellen
> wieder wegzubekommen.

Eine Software, die mit dem Prellen umgehen kann, wäre völlig 
ausreichend.
Zwischen kürzesten zeitlichen Abstand zweier Erkennungvorgänge und der 
maximalen Kontraktprellzeit wird es ein ausreichend großes Zeitfenster 
geben, dass sich die Software zunutze machen kann. Dafür braucht man 
meist nicht unbedingt mit zusätzlicher Hardware um sich zu schmeißen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Eine Software, die mit dem Prellen umgehen kann, wäre völlig
> ausreichend.
Klar, aber das müsste man mit dem Hersteller dieses ML600 abklären. Und 
wenn die Software auch nur annähernd so schlecht ist wie die zugehörige 
Dokumentation...

von Philipp R. (philipp_r580)


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Lothar M. schrieb:
> Klar, aber das müsste man mit dem Hersteller dieses ML600 abklären. Und
> wenn die Software auch nur annähernd so schlecht ist wie die zugehörige
> Dokumentation

Ich kann dich beruhigen, die original Software ist mindestens so 
schlecht wie die Doku (ist halt eine Amerikaner). Leider bin ich auf das 
Teil angewiesen, da alternativlos. Aber die Doku, speziell die Advanced 
Doku, ist eine echte Frechheit. Das beste ist, der Support kann dir auch 
nur die Doku vorlesen und hat keine Ahnung. Schaltpläne wenigstens von 
den Ausgängen, Fehlanzeige.

@All ich hab's Software mäßig hinbekommen, dass kein weiteres trigger 
Signal angenommen wird bevor das erste nicht komplett abgearbeitet ist. 
Damit hat sich der ganze Kram mit Prellen etc. erledigt.

Scheint jetzt so zu funktionieren wie gewünscht.

Ich danke allen für die hilfreichen und konstruktiven Beiträge! Ihr habt 
mir super weiter geholfen.

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