Verständnisfrage Optokoppler

Das dürften Pulldownwiderstände sein. Die sorgen für ein definiertes 
Potential, wenn der Transistor nicht leitet. Sonst wäre die Verbindung 
einfach offen und es läge irgendwas an. Der Widerstand begrenzt den 
Strom, wenn der Transistor leitet.

Dussel schrieb:
> Der Widerstand begrenzt den
> Strom, wenn der Transistor leitet.

Wie das? U_AUS und die daran hängende Last liegen ja parallel und da 
kann ein komplett anderer Strom fliessen?

Horst V. schrieb:
>> Oder könnte ich das genau so verwenden wenn links "die Aussenwelt" und
>> rechts mein µC ist?
>
> Geht! Siehe meine erste Antwort oben.

Macht es dann Sinn noch einen Widerstand zur Strombegrenzung zwischen zu 
packen? Als Schutz für den µC-Eingang? Oder ist das übertrieben?


Horst V. schrieb:
> Wenn es um ein bestimmtes Problem geht, zeichnest Du am besten mal auf,
> was Du genau machen willst. Dann kann man Dir sicher besser helfen.

Nur generell wie man "anders-spannende" Signale auf µC-verträgliche 
Spannungen bringt. Galvanische Trennung als Schmankerl obendrauf gerne 
mitgenommen...

Lothar M. schrieb:
> Aus meinem umfangreichen Erfahrungsschatz: wenn ein "Debüttant" eine
> Frage zu einem Optokoppler hat, dann ist in >>99% der Fälle gar kein
> Optokoppler nötig.

Touché! Ein Pegelwandler täts auch tun. Ich möchte aber die galvanische 
Trennung als Option wenn mal Anwendungen kommen wo das notwendig ist.

Debüttant schrieb:
> Dussel schrieb:
>> Der Widerstand begrenzt den
>> Strom, wenn der Transistor leitet.
>
> Wie das? U_AUS und die daran hängende Last liegen ja parallel und da
> kann ein komplett anderer Strom fliessen?
Natürlich. Und man muss aufpassen, dass der nicht zu groß wird, indem 
man die angeschlossene Schaltung so auslegt, dass das nicht passiert. 
Der Widerstand sorgt aber dafür, dass nicht schon bei offenem Ausgang 
der Strom zu groß wird.
Das heißt also, wenn der Transistor im Optokoppler 10 mA verträgt und 
die Schaltung lässt 20 mA fließen, passt das nicht zusammen.
Der Widerstand sorgt aber dafür, dass nicht schon ohne angeschlossene 
Schaltung mehr als 10 mA fließen.

als Gast darf ich nur 3 Beiträge pro Stunde, daher jetzt ein verspätetes 
Dankeschön an Alle!

Auch wenn du bereits zufrieden bist, hätte ich noch einige Anmerkungen.

Debüttant schrieb:
> Welchen Sinn hat bei Schaltung 1 & 2 der Widerstand am Ausgang?
> Strombegrenzung wie bei Variante 3 kann es ja nicht sein...
Doch. Genau so begrenzt auch der den Strom. An Uaus schließt man keine 
zusätzliche Last mit großem Stromverbrauch an, sondern üblicherweise 
Logikeingänge, deren Stromaufnahme nahe Null ist.

> Warum tut man den nicht zw. VCC und den Kollektor und die Last zw.
> Emitter und GND?
Der Widerstand ist schon die Last. Ob er am C oder am E sitzt. 
Logikpegel galvanisch getrennt übertragen ist hier die übliche 
Anwendung. Lasten direkt schalten nur, wenn sie sehr klein sind.

> So muss ich ja noch einen Strombegrenzer für meine Last einbauen?
Nein.

> Oder könnte ich das genau so verwenden wenn links "die Aussenwelt" und
> rechts mein µC ist?
Ja.

Und vor allem gibt es noch eine vierte Variante. Nämlich die Beschaltung 
der Diode wie V2 und die des Transistors wie V3.

Für die Verwendung sind alle (fast) gleichwertig. Der R jeweils ist der 
Arbeitswiderstand, an ihm fällt dann eine Spannung ab, wenn der 
Transistor im OK leitet. Unterschiede bestehen a) in der Logik und b) in 
der Sättigungsspannung bzw. der Ausgangspegel.

Zu a), die einen invertieren, die anderen nicht:
V1: Eingang HIGH - Ausgang HIGH (und jeweils umgekehrt)
V2: Eingang HIGH - Ausgang LOW
V3: Eingang HIGH - Ausgang LOW
V4: Eingang HIGH - Ausgang HIGH

Zu b)
Die Varianten 1 und 2 erreichen nicht ganz 0V bei LOW (Emitterfolger), 
das ist besser bei V3 und V4. Das selbe gilt für den HIGH-Pegel, auch 
der ist bei V3 und V4 fast an VCC, bei V1 und V2 fehlen ein paar hundert 
mV.
Zudem können die Varianten 1 & 2 einige mA bis wenige 10mA nach HIGH 
ziehen, während V3 und V4 diesen Strom nach LOW ziehen kann. In die 
jeweils andere Richtung nur so viel, wie der Widerstand zulässt. Bei 
z.B. 5V und 10k sind das halt nur 500µA.

Lothar M. schrieb:
> Aus meinem umfangreichen Erfahrungsschatz: wenn ein "Debüttant" eine
> Frage zu einem Optokoppler hat, dann ist in >>99% der Fälle gar kein
> Optokoppler nötig.

Kann hier sein oder auch nicht. Ich hab's so verstanden, dass er erst 
mal die Schaltungsvarianten einschätzen lernen will - das ist zunächst 
legitim und auch sinnvoll ...
Sonst soll er den konkreten Anwendungsfall nennen (Schaltplan) und wir 
geben ihm Tipps.

HildeK schrieb:
> Die Varianten 1 und 2 erreichen nicht ganz 0V bei LOW (Emitterfolger),
> das ist besser bei V3 und V4. Das selbe gilt für den HIGH-Pegel, auch
> der ist bei V3 und V4 fast an VCC, bei V1 und V2 fehlen ein paar hundert
> mV.

Ich beobachte da aber ein abweichendes Verhalten:

V1 & V2 gehen bie LOW fast vollständig auf auf 0V. Bei High fehlen 
allerdings ca. 800mV (von 24V).

V3& V4 hingegen gehen bei LOW nur auf ca. 600mV runter, bei High wird 
aber fast komplett auf VCC geschaltet.


HildeK schrieb:
> Zudem können die Varianten 1 & 2 einige mA bis wenige 10mA nach HIGH
> ziehen, während V3 und V4 diesen Strom nach LOW ziehen kann. In die
> jeweils andere Richtung nur so viel, wie der Widerstand zulässt. Bei
> z.B. 5V und 10k sind das halt nur 500µA.

Was dann je nach Verwendungszweck einen Strombegrenzungwiderstand an 
U_Aus erforderlich macht!

Debüttant schrieb:
> So muss ich ja noch einen Strombegrenzer für meine Last einbauen?

Ein Optokoppler soll ein Signal übermitteln und nicht irgendeine Last 
schalten.

Lothar M. schrieb:
> Ich grunde hätte ich aber erwartet, dass bei gleichem Diodenstrom,
> gleicher Versorgung und gleicher Last (10k) auch der Spannungsabfall
> über der CE-Strecke gleich sein sollte.

Hab paar mal hin- und her gebaut... kann sein dass da nicht immer 
identische Widerstände genutzt wurden...

Wolfgang schrieb:
> Ein Optokoppler soll ein Signal übermitteln und nicht irgendeine Last
> schalten.

"Last" war in dem Fall eine LED.
Erstaunlich wie hell die leuchten kann - halt nur sehr, sehr kurz ;-)

Mir scheint beim MOCD223/ILD223/VOD223 gibt es auch einen Zusammenhang 
zwischen "Restspannung" bei Low und dem Strom der durch die LED 
fliesst...
zumindest mit den im Datenbaltt angegebene 1mA Leuchtet eine LED immer 
noch ein wenig, sogar bei Low. Liegen auch noch gute 1,5V an (bei einem 
Exemplar sogar 2V)

Debüttant schrieb:
> V1 & V2 gehen bie LOW fast vollständig auf auf 0V. Bei High fehlen
> allerdings ca. 800mV (von 24V).
>
> V3& V4 hingegen gehen bei LOW nur auf ca. 600mV runter, bei High wird
> aber fast komplett auf VCC geschaltet.

Da habe ich wohl was verwechselt. Sorry, du hast natürlich recht, so ist 
es.

Debüttant schrieb:
> Was dann je nach Verwendungszweck einen Strombegrenzungwiderstand an
> U_Aus erforderlich macht!

Ein Optokoppler soll digitale Signal galvanisch voneinander trennen. An 
U_aus wird nur eine hochohmige Last angeschlossen, der maximale Strom 
sollte nur durch den Emitterwiderstand bestimmt werden, nicht durch die 
Last.

Lothar M. schrieb:
> Debüttant schrieb:
>> V1 & V2 ... Bei High fehlen allerdings ca. 800mV (von 24V)
>> V3& V4 hingegen gehen bei LOW nur auf ca. 600mV runter
> Ich Grunde hätte ich aber erwartet, dass bei gleichem Diodenstrom,
> gleicher Versorgung und gleicher (Be)Last(ung) mit 10k auch der
> Spannungsabfall über der CE-Strecke gleich sein sollte.

Meiner Ansicht nach arbeiten V1 und V2 wie ein Emitterfolger, da können 
die 800mV schon passen. Bei V3 und V4 hätte ich jetzt erwartet, dass es 
höchstens 100mV...300mV sind, wie bei einem mit Basisstrom angesteuerten 
normalen Transistor. Vielleicht bin ich aber nicht tief genug drin bei 
der Funktion eines Fototransistors.

Debüttant schrieb:
> "Last" war in dem Fall eine LED.
> Erstaunlich wie hell die leuchten kann - halt nur sehr, sehr kurz ;-)

Nimm einfach mal der Einfachheit halber an, der Transistor ist ein 
Schalter. Dann ist an der Stelle eine LED eben eine, die ohne 
Vorwiderstand betrieben wird. Wie schon gesagt, dort gehört kein 
Verbraucher hin.

HildeK schrieb:
> Da habe ich wohl was verwechselt. Sorry, du hast natürlich recht, so ist
> es.

Schade...
d.h., wenn ich "volle" Aussteuerung in beide Richtungen will komme ich 
an einer Zusatzschaltung nicht vorbei?

HildeK schrieb:
> Wie schon gesagt, dort gehört kein Verbraucher hin.

Gilt das auch für die von mir erwähnten Darlington-Optokoppler?
Laut Datenblatt könnte der Dauerhaft 30mA.
Was spricht dagegen den zum Schalten eines Relais zu nehmen? 
Spulenwiderstand 3k4 was grob 7mA bei 24V entspräche?
Soll ich trotzdem einen Vorwiderstand von 910 Ohm vorsehen um zu 
verhindern dass falls mal was anderes angeschlossen wird, oder bei 
Kurzschluss, zuviel Strom fliesst und der OK geschrottet wird?
Also bei V3 und V4.

HildeK schrieb:
> Bei V3 und V4 hätte ich jetzt erwartet, dass es
> höchstens 100mV...300mV sind, wie bei einem mit Basisstrom angesteuerten
> normalen Transistor. Vielleicht bin ich aber nicht tief genug drin bei
> der Funktion eines Fototransistors.


Kann das daran liegen dass ich hier mit einem OK mit Darlingtonausgang 
spiele?

Debüttant schrieb:
> Was spricht dagegen den zum Schalten eines Relais zu nehmen?
> Spulenwiderstand 3k4 was grob 7mA bei 24V entspräche?

Naja, 3k4 sind auch die Größenordnung von den genannten 10k. Das geht 
dann schon. Nur eine LED braucht eben einen Vorwiderstand - die beiden 
gehören eh zusammen!
Mit Verbraucher meinte ich schon solche, die richtig Strom benötigen - 
ich hätte mal wieder etwas deutlicher werden sollen. Wenn du das als 
allgemeinen Ausgang verwenden willst, dann sollte noch ein Puffer 
folgen: Transistor oder MOSFET. Aber der ist natürlich genauso gefährdet 
bei zu hohem Laststrom, wie jeder Ausgang, der keine für die Schaltung 
sichere Strombegrenzung hat.
Aber wenn schon ein Relais, warum dann noch einen Optokoppler? Das 
richtige Relais trennt auch Steuer- und Lastseite ausreichend gut.

> Soll ich trotzdem einen Vorwiderstand von 910 Ohm vorsehen um zu
> verhindern dass falls mal was anderes angeschlossen wird, oder bei
> Kurzschluss, zuviel Strom fliesst und der OK geschrottet wird?
Natürlich schützt das bei versehentlichem Kurzschluss oder zu großer 
Last am Ausgang. Aber: Nimm mal dein Relais mit 3k4 und 910Ω 
Vorwiderstand. Dann liegen an dem Relais nur noch 19V statt 24V an. Bei 
Relais dürfte das je nach Typ trotzdem noch gehen, aber du siehst den 
Einfluss. Ob 910Ω der richtige ist, hängt von VCC ab.
Dimensioniere die Schaltung für den einen Verwendungszweck. Eine 
Variante für alle möglichen Zwecke mit nur einer Dimensionierung ist 
kaum machbar.

> Kann das daran liegen dass ich hier mit einem OK mit Darlingtonausgang
> spiele?
Ja, Darlingtons haben eine höhere Sättigungsspannung. Das ist vermutlich 
der Grund.
Du hattest nirgends Typen deiner verwendeten Bauelemente angegeben oder 
habe ich was übersehen? Falls es der 4N33 sein sollte: der hat typ. 1V 
Sättigungsspannung und verträgt nur max. 150mW Verlustleistung am 
Transistor (max. Ratings) mit max. 100mA Ausgangsstrom.

Vielen Dank für die guten Erklärungen und die Geduld!

Ich hab da noch eine Zusatzfrage:

wie realisiere ich denn am einfachsten "Vollausschlag"?

Mit dem MOCD223/VOC223/ILD223 habe ich, wenn ich von 3,3V Pegeln ausgehe 
und somit VCC=3,3V nehme am Ausgang entweder nur 2,4V bei High oder 
satte 0,8V bei Low.
Das ist, denke ich recht grenzwertig wenn da ein 3,3V µC 
hintendrankommt.

Was ist denn einfacher umzusetzen, High nach 3,3V oder Low nach 0V?