Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromteiler für Status-LED nach Optokoppler


von Fiete (pc_p)


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Ich habe einen Optokoppler, den ich mit 30mA betreiben möchte. Nach dem 
Optokoppler soll eine kleine Status-LED kommen, die allerdings nur 20mA 
aushält. Ich nutze 5V aus einem ATTiny 85. Der Optokoppler ist ein 
CNY17-3. Die LED hat eine Durchlassspannung von 2-2,4V. Wie kann ich den 
Strom so teilen, dass beide den Strom bekommen, den sie brauchen?

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


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Zeichne doch bitte mal einen klitzekleinen Schaltplan deines Vorhabens. 
Mein txt2schematic-Modul ist bei "Nach dem Optokoppler" abgestürzt...

Und merke: Elektr(on)iker kommunizieren länder- und sprachübergreifend 
mit Schaltplänen.

von Clemens L. (c_l)


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Wenn 10 mA an der LED vorbei fließen sollen, dann brauchst du einen 
parallelen Widerstand mit 2 V / 10 mA = 200 Ω.

(Und 20 mA für eine kleine LED ist sehr viel; nimm lieber 100 Ω oder 
weniger.)

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


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Mir scheinen auch die 30mA für den OK als reichlich bemessen. Wenn man 
den CNY17-4 statt des CNY17-3 nimmt, kannst dieser Strom bei sonst 
gleicher Funktion schon mal auf 20mA gesenkt werden. Stichwort: CTR

Aber selbst dann stellt sich die Frage, was denn der OK-Transistor da im 
60mA-Bereich schalten soll...

: Bearbeitet durch Moderator
von Fiete (pc_p)


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Mir ist eigentlich recht egal, wie es am Ende aussieht. Im Prinzip muss 
ich einfach nur die zwei LEDs von einem einzelnen GPIO betreiben, alle 
anderen sind in Nutzung. Wenn ich zwei LEDs parallel schalte, komme ich 
auf 50mA, was ihn überlastet, deshalb würde ich sie in Reihe schalten. 
Allerdings bin ich mir gerade unsicher, ob die Spannung reicht, wenn ich 
sie in Reihe schalte.

Im Anhang wäre meine Idee. Die Widerstände sollen so sein, dass durch D1 
15-20mA fließen und durch den Optokoppler 30mA.

Kann ich nicht von Vcc - UF des Optokopplers als Spannung an U1 ausgehen 
und dann R2 so berechnen, dass 10mA fließen und R1 so, dass 20mA 
fließen?

D1F ist dabei die Durchlassspannung von D1

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Mir fallen da spontan mindestens 3 Möglichkeiten ein.
- Strom durch den OK ebenfalls verringern (du wist ja mit dem 
Fototramsistor keine 30 mA oder mehr schalten wollen)
- kleinen Transistor als Treiberstufe dahinter und mit dem dann LED & OK 
parallel betreiben
- falls noch ein ungenutzter I/0 Pin rumoxidiert, lass den doch das 
Selbe machen :-)

von Fiete (pc_p)


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Clemens L. schrieb:
> Wenn 10 mA an der LED vorbei fließen sollen, dann brauchst du einen
> parallelen Widerstand mit 2 V / 10 mA = 200 Ω.

Ist so der Strom durch den OK auf 30mA begrenzt? Wenn die Status-LED mit 
Vcc - U_F = ca 3,6V betreiben wird, müssten doch deutlich über 20mA 
fließen, also brauche ich da auch einen Widerstand oder?

von Falk B. (falk)


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Fiete schrieb:
> Ich habe einen Optokoppler, den ich mit 30mA betreiben möchte.

Warum auch immer.

> Nach dem
> Optokoppler soll eine kleine Status-LED kommen, die allerdings nur 20mA
> aushält.

Für eine Status-LED reichen bei modernen LEDs 1-2mA, bei ultrahellen 
blendet das immer noch. Schalte einfach den Optokoppler und LED jeweils 
mit einem Vorwiderstand in Reihe und die beiden Zweige parallel. Dann 
muss dein IO-Pin halt 32mA liefern. So what!

von Fiete (pc_p)


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Gerald B. schrieb:
> Mir fallen da spontan mindestens 3 Möglichkeiten ein.
> - Strom durch den OK ebenfalls verringern (du wist ja mit dem
> Fototramsistor keine 30 mA oder mehr schalten wollen)
> - kleinen Transistor als Treiberstufe dahinter und mit dem dann LED & OK
> parallel betreiben
> - falls noch ein ungenutzter I/0 Pin rumoxidiert, lass den doch das
> Selbe machen :-)

Die IOs sind leider alle belegt, sonst hätte ich es mir einfach gemacht 
:´) Der OK treibt einen Mosfet und ist nur dafür da, galvanisch zu 
trennen, weil ich unterschiedliche Spannungen und Stromquellen nutze. 
Einen kleinen BJT und dann parallel zu schalten, habe ich auch überlegt, 
meine Hoffnung war nur eine platzsparendere Lösung

von Clemens L. (c_l)


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Fiete schrieb:
> Ist so der Strom durch den OK auf 30mA begrenzt?

Einen Serien-Widerstand zur Strombegrenzung brauchst du immer.

von Otto K. (opto_pussy)


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Clemens L. schrieb:
> Einen Serien-Widerstand zur Strombegrenzung brauchst du immer.

Woher soll denn der Parallelwiderstand wissen, wieviel Ohm er haben 
soll? Wenn er zu klein ist, dann leuchtet die LED nämlich nicht mehr.

Das System muss also behutsam austariert werden.

von Fiete (pc_p)


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Clemens L. schrieb:
> Fiete schrieb:
>> Ist so der Strom durch den OK auf 30mA begrenzt?
>
> Einen Serien-Widerstand zur Strombegrenzung brauchst du immer.

Wie berechne ich in der Schaltung denn dann die Widerstände? Wenn ich 
meine 120Ohm als Widerstand vor dem OK behalte, würde sich ja mit der 
LED danach und dem parallelen Widerstand der Gesamtwiderstand erhöhen 
und der Strom kleiner werden oder nicht?

von Michael B. (laberkopp)


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Fiete schrieb:
> Wie berechne ich in der Schaltung denn dann die Widerstände?

( 5V - 1.2V - 2.2V ) / 0.03A = 53 Ohm

Der andere 200-220 Ohm, wirde ja schon vorgerechnet.

> Wenn ich
> meine 120Ohm als Widerstand vor dem OK behalte, würde sich ja mit der
> LED danach und dem parallelen Widerstand der Gesamtwiderstand erhöhen
> und der Strom kleiner werden oder nicht?

Richtig, deutlich kleiner.

Übrigens mag so ein Attiny85 nicht mit 30mA am Ausgangspin belastet 
werden, der Hersteller möchte unter 20mA sehen.

Aber das interessiert dich vermutlich nicht.

Ebenso unklar ist wieso du so einen schlechten Optokoppler nimmst (CTR 
100%) und damit den uC so quälst.

CNY13-5 (braucht den halben Strom um genau so viel zu schalten) sprengt 
dein Budget ?

von Falk B. (falk)


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Fiete schrieb:
> Die IOs sind leider alle belegt, sonst hätte ich es mir einfach gemacht
> :´) Der OK treibt einen Mosfet und ist nur dafür da, galvanisch zu
> trennen, weil ich unterschiedliche Spannungen und Stromquellen nutze.

Dafür braucht man aber keine 30mA sondern einen galvanisch getrennten 
MOSFET-Treiber. Die brauchen je nach Typ 5-10mA am Eingang.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler#Vollintegrierte_Optokoppler

Z.B. den hier, es gibt aber noch viele andere!

https://de.rs-online.com/web/p/gate-treiber/7951438?gb=s

Der hat auch den "kleinen" Vorteil, einen MOSFET schnell und kräftig 
anzusteuern. In beide Richtungen, ein und aus.

<Schleichwerbung>
Beitrag "[V] MOSFET-Treiber UCC23514SDWVR"
</Schleichwerbung>

: Bearbeitet durch User
von Fiete (pc_p)


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Michael B. schrieb:
> Ebenso unklar ist wieso du so einen schlechten Optokoppler nimmst (CTR
> 100%) und damit den uC so quälst.
>
> CNY13-5 (braucht den halben Strom um genau so viel zu schalten) sprengt
> dein Budget ?

Den habe ich mir vor Jahren geholt und dadurch gerade da und ich möchte 
etwas ausprobieren, um zu sehen, ob das Prinzip funktioniert. Dafür 
wollte ich jetzt nicht eine Woche warten oder Montag Morgen zu Reichelt 
fahren. Wenn es gut klappt und ich mehrere davon bauen will, höre ich 
auf, sot23 aut Lochraster zu löten, hole Teile, die wirklich passen und 
lasse Platinen drucken

von Fiete (pc_p)


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Falk B. schrieb:
> Dafür braucht man aber keine 30mA sondern einen galvanisch getrennten
> MOSFET-Treiber. Die brauchen je nach Typ 5-10mA am Eingang.

Schau ich mir mal an. Mir war nicht bewusst, dass es sowas galvanisch 
getrennt gibt, sehr praktisch. Was Mosfets angeht, bin ich noch ziemlich 
neu. Ich bin eher Programmierer als Bastler. Dankeschön!

von Manfred P. (pruckelfred)


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Clemens L. schrieb:
> Wenn 10 mA an der LED vorbei fließen sollen, dann brauchst du einen
> parallelen Widerstand mit 2 V / 10 mA = 200 Ω.

Clemens L. schrieb:
> zweite_LED_weniger_Strom.png

Kinderpfusch mit undefinierten Strömen.

Die LEDs habe eine Streuung ihrer Flußspannung und diese ändert sich 
auch noch mit dem Strom. Den Parallelwiderstand kann man nur pro 
Exemplar individuell ausmessen.

Auch der Gesamtstrom wird ungefähr, weil bei nur 5V Ansteuerung kaum 
mehr als 1,5 Volt für den Längswiderstand bleiben.

Fiete schrieb:
> Der OK treibt einen Mosfet

Da würde ich gerne mal die Sinnhaftigkeit des Gesamtkonzeptes ansehen 
wollen.

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Fiete schrieb:
> Ich bin eher Programmierer als Bastler.

Zeig doch mal den Code dazu.

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