Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselspannung als Trigger für einen GPIO nutzen


von Martin B. (speerwerfer)


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Hallo zusammen,

ich möchte gerne Kontaktgleise einer Modellbahnanlage mit einem ESP 
auswerten.
Wenn ein Zug über ein Kontaktgleis rollt, dann wird ein 
Wechselstromkreis mit knapp 20 Volt AC geschlossen. Diese Impulse möchte 
ich gerne mit einem ESP erkennen.

Wie würde man dies am einfachsten lösen? Reicht dazu ein einfacher AC 
Optokoppler? Auf der einen Seite 18V AC und auf der anderen Seite 3,3V 
DC?

VG
Martin

von Rahul D. (rahul)


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Martin B. schrieb:
> ich möchte gerne Kontaktgleise einer Modellbahnanlage mit einem ESP
> auswerten.
Wer benutzt denn sowas heute noch?

> Wenn ein Zug über ein Kontaktgleis rollt, dann wird ein
> Wechselstromkreis mit knapp 20 Volt AC geschlossen. Diese Impulse möchte
> ich gerne mit einem ESP erkennen.
Schaltgleise werden bei DC-Bahnen doch schon lange per Reed-Kontakt 
realisiert.

> Wie würde man dies am einfachsten lösen? Reicht dazu ein einfacher AC
> Optokoppler? Auf der einen Seite 18V AC und auf der anderen Seite 3,3V
> DC?
Oder Gleichrichter-Diode und "normalen" Optokoppler mit Vowiderstand auf 
der LED-Seite.
Man könnte auch einen Graetz-Gleichrichter und einen Vowiderstand 
verwenden.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Martin B. schrieb:
> Reicht dazu ein einfacher AC
> Optokoppler? Auf der einen Seite 18V AC und auf der anderen Seite 3,3V
> DC?

Ja, LTV814 für 20ct bei Reichelt und einen Vorwiderstand 4k7. Oder einen 
beliebigen anderen Optokoppler plus Diode bzw. Brückengleichrichter. 
Störungen muß Deine Software abfangen.

Rahul D. schrieb:
> Wer benutzt denn sowas heute noch?

Sehr hilfreich.

> Schaltgleise werden bei DC-Bahnen doch schon lange per Reed-Kontakt
> realisiert.

Nochmal hilfreich.

Rahul D. schrieb:
> Man könnte auch einen Graetz-Gleichrichter und einen Vowiderstand
> verwenden.

Ein Brückengleichrichter hätte den Vorteil, dass man noch einen 
(kleinen) Ladekondensator einsetzen kann.

von Rahul D. (rahul)


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Manfred P. schrieb:
> Rahul D. schrieb:
>> Wer benutzt denn sowas heute noch?
>
> Sehr hilfreich.
Neu bekommt man die wohl nur noch von/für Märklin.
Alle anderen (mir bekannten) Hersteller sind auf Reed-Kontakte 
umgestiegen. Wohl auch vor dem Hintergrund, dass die Überlagerung der 
Fahrspannung mit einer Wechselspannung bei Digitalbetrieb obsolete ist.

Deswegen hatte ich ja auch das hier noch geschrieben:
> Rahul D. schrieb:
>> Man könnte auch einen Graetz-Gleichrichter und einen Vowiderstand
>> verwenden.
>
> Ein Brückengleichrichter hätte den Vorteil, dass man noch einen
> (kleinen) Ladekondensator einsetzen kann.

Es wurde ja nicht geschrieben, ob es sich um einen Neubau (auf Basis 
alter Unterlagen) oder einen Umbau handelt.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Rahul D. schrieb:
> Neu bekommt man die wohl nur noch von/für Märklin.

Falls es sich um eine Märklin-Bestandsanlage handeln sollte, wäre das 
doch kein Problem.

> Alle anderen (mir bekannten) Hersteller sind auf Reed-Kontakte
> umgestiegen.

Na und?

Ich würde natürlich auch vorzugsweise Reedkontakte oder Hallsensoren 
verwenden, aber wenn die mechanischen Schaltkontakte schon vorhanden 
oder gar fertig aufgebaut wären, kann man diese durchaus verwenden. 
Allerdings erinnere ich mich noch daran, in meine frühen Jugend auch 
solch einen Märklin-Schaltkontakt verwendet zu haben. Dieser klemmte 
gerne mal fest und führte zu einer Dauerbestromung einer Signalspule, 
was diese nur eingeschränkt lustig fand.

von Rahul D. (rahul)


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Andreas S. schrieb:
> Ich würde natürlich auch vorzugsweise Reedkontakte oder Hallsensoren
> verwenden, aber wenn die mechanischen Schaltkontakte schon vorhanden
> oder gar fertig aufgebaut wären, kann man diese durchaus verwenden.

Dem habe und würde ich nicht widersprechen; wurde bloß nicht mitgeteilt.
Man könnte natürlich auch Lichtschranken verwenden. Bei heutigen 
Bauteilgrößen wären die (im Gegensatz zu denen von Busch) ziemlich 
unsichtbar.

von Otto K. (opto_pussy)


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Martin B. schrieb:
> Diese Impulse möchte ich gerne mit einem ESP erkennen.

Wenn du die einzelnen Impulse der AC-Halbwellen einzeln zählen möchtest, 
dann bietet sich ein Doppeloptokoppler an, bei dem die beiden LEDs 
antiparallel geschaltet werden.

Die Transistoren am Ausgang werden dann einfach mit dem Emitteranschluss 
an je einen ESP-Eingang angeschlossen und die Eingänge mit einem 
Pulldown Widerstand abgeschlossen, so lassen sich alle positiven und 
negativen Impulse exakt einzeln zählen.

: Bearbeitet durch User
von Jobst M. (jobstens-de)


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Carsten Meyer von der c't hat mal dies (Anhang) auf seiner 
Modellbahn-Seite veröffentlicht. Leider finde ich die nicht mehr.
Hat bei unserer Bahn lange seinen Dienst getan.

Gruß
Jobst

von Martin B. (speerwerfer)


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Also vorweg mal noch zwei Sätze zu den Kontaktgleisen und Alternativen. 
Hätte ich Alternativvorschläge haben wollen, hätte ich danach gefragt. 
Das war aber nicht meine Frage. Ich wollte lediglich wissen, wie man ein 
Wechslstromsignal an einem GPIO detektieren kann. So stehts auch im 
Betreff. Die Erklärung mit der Modellbahn war nur zur Klarstellung, um 
was es geht.
Und noch was: Es scheint so, als wenn hier Schaltgleis und Kontaktgleis 
vermischt wurde. Ein Schaltgleis bei Märklin erkennt Stromabnehmer am 
Mittelleiter. Ein Kontaktgleis erkennt jede stromführende Achse. In 
meinem Fall könnte man die Aufgabe nicht mit einem Schaltgleis lösen. 
Und so viele Magneten möchte ich auch nicht an den Wagons anbringen um 
das alles mit Reedkontakten zu lösen.

von Martin B. (speerwerfer)


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Manfred P. schrieb:
> Ja, LTV814 für 20ct bei Reichelt und einen Vorwiderstand 4k7. Oder einen
> beliebigen anderen Optokoppler plus Diode bzw. Brückengleichrichter.
> Störungen muß Deine Software abfangen.

OK, dann lag ich ja nicht so falsch.

Otto K. schrieb:
> Wenn du die einzelnen Impulse der AC-Halbwellen einzeln zählen möchtest,
> dann bietet sich ein Doppeloptokoppler an, bei dem die beiden LEDs
> antiparallel geschaltet werden.

Danke für die Erklärung. Da habe ich nicht genau genug beschrieben, um 
was es mir ging. Die einzelnen Wellen interessieren mich tatsächlich 
nicht. Ich möchte nur erkennen, wenn eine Achse über das Kontaktgleis 
rollt und dadurch den Wechselstromkreis schließt. Es ist also ein 
deutlich anspruchsloseres Timing nötig.

Jobst M. schrieb:
> Carsten Meyer von der c't hat mal dies (Anhang) auf seiner
> Modellbahn-Seite veröffentlicht.

Ich danke dir für die Schaltung. Das sehe ich mir mal genauer an.

von Rainer W. (rawi)


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Martin B. schrieb:
> Ich möchte nur erkennen, wenn eine Achse über das Kontaktgleis
> rollt und dadurch den Wechselstromkreis schließt. Es ist also ein
> deutlich anspruchsloseres Timing nötig.

Dann verrate das Timing doch einmal.
Wie lange dauert so ein zu erkennender Kontakt mindestens?
Wie lange dauert die Pause bis zum nächsten mindestens?

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Martin B. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Ja, LTV814 für 20ct bei Reichelt und einen Vorwiderstand 4k7. Oder einen
>> beliebigen anderen Optokoppler plus Diode bzw. Brückengleichrichter.
>> Störungen muß Deine Software abfangen.
> OK, dann lag ich ja nicht so falsch.

Martin B. schrieb:
> Otto K. schrieb:
>> Wenn du die einzelnen Impulse der AC-Halbwellen einzeln zählen möchtest,
>> dann bietet sich ein Doppeloptokoppler an, bei dem die beiden LEDs
>> antiparallel geschaltet werden.
> Die einzelnen Wellen interessieren mich tatsächlich
> nicht. Ich möchte nur erkennen, wenn eine Achse über das Kontaktgleis
> rollt und dadurch den Wechselstromkreis schließt.

Wie lange dauert das?
Wilst Du auch Achsen zählen?

> Es ist also ein deutlich anspruchsloseres Timing nötig.

Dir ist aber klar, dass Du am Ausgang des Optokopplers keine saubere 
Gleichspannung bekommst? Wenn die Achse dauerhaft auf dem Schalter 
steht, ergibt sich alle 10ms eine Unterbrechung des Signals - damit muß 
Deine Software umgehen.

Martin B. schrieb:
> Jobst M. schrieb:
>> Carsten Meyer von der c't hat mal dies (Anhang) auf seiner
>> Modellbahn-Seite veröffentlicht.
> Ich danke dir für die Schaltung. Das sehe ich mir mal genauer an.

Mir gefällt die Idee Optokoppler, weil aus Sicht des hochohmigen 3V3-µC 
die Eisenbahnumgebung erheblich störverseucht ist.

von Martin B. (speerwerfer)


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Rainer W. schrieb:
> Dann verrate das Timing doch einmal.
> Wie lange dauert so ein zu erkennender Kontakt?
> Wie lange ist die Pause zum nächsten?

Das kann man so pauschal nicht sagen:
1. Die Kontaktgleise können unterschiedlich lang sein. Entsprechend lang 
ist eine Achse auf dem Kontaktgleis und schließt den Stromkreis.
2. Die Länge des Impulses hängt dann auch von der Geschwindigkeit des 
Zuges ab
3. Und natürlich auch vom Abstand der Achsen. Es wäre theoretisch 
denkbar, dass die Achsen so dicht beieinander sind, dass immer zwei 
Achsen auf dem Kontaktgleis sind. Dann wäre der Stromkreis für die Zeit 
der überfahrt eines Zuges dauerhaft geschlossen.

Bei dem konkreten - eher kurzen - Kontaktgleis, bei dem ich das 
ausprobieren möchte, gehe ich von etwa 0,5 - 1 Sekunde(n) aus. Wobei ich 
trotzdem ein "prellen" erwarte. So sauber wird der Stromkreis vermutlich 
nicht geschlossen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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von Martin B. (speerwerfer)


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Manfred P. schrieb:
> Dir ist aber klar, dass Du am Ausgang des Optokopplers keine saubere
> Gleichspannung bekommst? Wenn die Achse dauerhaft auf dem Schalter
> steht, ergibt sich alle 10ms eine Unterbrechung des Signals - damit muß
> Deine Software umgehen.

Jupp, da muss die Software einiges bereinigen. Mir würde es erstmal 
reichen, wenn ich wüsste, wie ich die geschaltete 24 Volt 
Wechselspannung an einem 3,3V GPIO Eingang detektieren kann. Das dort 
mit "prellen" zu rechnen ist, ist mir klar. Das in Software für meinen 
Anwendungsfall zu "bereinigen" ist aber für mich kein Problem.

von Martin B. (speerwerfer)


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Gerhard O. schrieb:
> Wie wäre es damit?
>
> https://www.vishay.com/docs/83608/h11aa1.pdf

Genau so was meinte ich. Ich weiß halt nur nicht, ob ich da die 24 Volt 
einfach so an die Eingänge klemmen kann. Vermutlich muss da noch ein 
Vorwiederstand vor die LEDs.

von Rainer W. (rawi)


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Martin B. schrieb:
> Das kann man so pauschal nicht sagen:

Du kannst eine Elektronik nicht auf "pauschal nicht sagen" auslegen. Du 
wirst nicht umhin kommen, Grenzwerte festzulegen und anhand derer dann 
die Elektronik inklusive Software zu konzipieren.
Dazu musst du dir auch klar machen, was genau du erfassen möchtest 
(Gleisbelegung, Wagenanzahl, Achsenanzahl)?
Dazu kommt, dass du durch die Wechselspannung immer die 50 oder 100Hz im 
Spiel hast. Mit einer synchronen Abtastung könntest du die ausblenden.

Martin B. schrieb:
> ... Vorwiederstand ...

Was machst du, wenn der liegend montiert ist? Dann steht da nichts und 
folglich auch nicht wieder.
scnr

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Martin B. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Dir ist aber klar, dass Du am Ausgang des Optokopplers keine saubere
>> Gleichspannung bekommst? Wenn die Achse dauerhaft auf dem Schalter
>> steht, ergibt sich alle 10ms eine Unterbrechung des Signals - damit muß
>> Deine Software umgehen.
>
> Jupp, da muss die Software einiges bereinigen. Mir würde es erstmal
> reichen, wenn ich wüsste, wie ich die geschaltete 24 Volt
> Wechselspannung an einem 3,3V GPIO Eingang detektieren kann. Das dort
> mit "prellen" zu rechnen ist, ist mir klar. Das in Software für meinen
> Anwendungsfall zu "bereinigen" ist aber für mich kein Problem.

Es geht ziemlich einfach. Der O.I. hat einen Open Collector Eingang. Im 
einfachsten Fall, mach einen Pullup von 100K zwischen Input Pin und Vcc. 
Dann ein 0u1 C nach Masse. Das gibt Dir eine schnelle Ansprechzeit wenn 
der O.I. Aktiv ist und eine langsamere Anstiegszeit nach dem Abschalten. 
Da Schmitt-Trigger Verhalten bei digitalen uC Eingängen üblich ist, 
dürfte diese Anordnung sauber funktionieren. das C kann auch parallel 
mit dem 100K verbunden werden, um beim Einschalten nicht erst aufladen 
zu müssen. Die RC Zeitkonstante verhindert Wechselspannungs-Perioden 
Einbrüche.
1
O.I.  ----------            --------------------------------
2
                \__________/
3
4
GPIO -----------   RC Anstiegszeit ************  -----------                     
5
                \_______________________________/

von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
> Wie wäre es damit?
> https://www.vishay.com/docs/83608/h11aa1.pdf

was kann der besser als:

Manfred P. schrieb:
> Ja, LTV814 für 20ct bei Reichelt

Martin B. schrieb:
> Ich weiß halt nur nicht, ob ich da die 24 Volt
> einfach so an die Eingänge klemmen kann. Vermutlich muss da noch ein
> Vorwiederstand vor die LEDs.

Widerstand !

Was an meinem Text war unverständlich:

Manfred P. schrieb:
> .. und einen Vorwiderstand 4k7.

Rainer W. schrieb:
> Martin B. schrieb:
>> Das kann man so pauschal nicht sagen:
> Du kannst eine Elektronik nicht auf "pauschal nicht sagen" auslegen. Du
> wirst nicht umhin kommen, Grenzwerte festzulegen und anhand derer dann
> die Elektronik inklusive Software zu konzipieren.

So ist das. Es muß wohl erstmal ein Optokoppler her, der überhaupt 
gelesen werden kann und danach kommt dann die instabile Auwertung.

Wenn die Zeit lang ist, er sagte "gehe ich von etwa 0,5 - 1 Sekunde(n)", 
würde ich mit der Idee OK hinter Brückengleichrichter und Ladeelko 
liebäugeln. Aber ich habe mal wieder das Gefühl, das Grundlagen der 
Elektronik fehlen.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
>> mit "prellen" zu rechnen ist, ist mir klar. Das in Software für meinen
>> Anwendungsfall zu "bereinigen" ist aber für mich kein Problem.
>
> Es geht ziemlich einfach. Der O.I. hat einen Open Collector Eingang. Im
> einfachsten Fall, mach einen Pullup von 100K zwischen Input Pin und Vcc.
> Dann ein 0u1 C nach Masse.

Ich kann Deinem Text nicht folgen, "O.I." ist keine bekannte Abkürzung.
Einen "Open Collector Eingang " kenne ich nicht.

Ich kann mir natürlich ungefähr denken, wie Du das meinst. Ob ich 
Signalglättung am Ausgang eines Optokopplers toll finde, wäre ein 
Streitthema, zumal in diesem Fall eine niederohmige Signalquelle gegeben 
ist.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Manfred P. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>>> mit "prellen" zu rechnen ist, ist mir klar. Das in Software für meinen
>>> Anwendungsfall zu "bereinigen" ist aber für mich kein Problem.
>>
>> Es geht ziemlich einfach. Der O.I. hat einen Open Collector Eingang. Im
>> einfachsten Fall, mach einen Pullup von 100K zwischen Input Pin und Vcc.
>> Dann ein 0u1 C nach Masse.
>
> Ich kann Deinem Text nicht folgen, "O.I." ist keine bekannte Abkürzung.
> Einen "Open Collector Eingang " kenne ich nicht.
O.I. = Opto Isolator
Open Collector Eingang relativ zum GPIO Pin - Ich weiß, war unglücklich 
gewählt
>
> Ich kann mir natürlich ungefähr denken, wie Du das meinst. Ob ich
> Signalglättung am Ausgang eines Optokopplers toll finde, wäre ein
> Streitthema, zumal in diesem Fall eine niederohmige Signalquelle gegeben
> ist.
Für mich wäre es meine Wahl, weil der Eingang sehr schnell (paar hundert 
us) anspricht, aber wegen der RC Zeitkonstante den 100Hz Ripple 
unterdrückt. Ausschalten hat dann nur eine nominale Verzögerung bis die 
Schmitt-Trigger Umschaltschwelle erreicht wird.

Ich beanspruche keine "Super-Lösung" - ist einfach minimal ausreichend 
für viele Zwecke.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Wenn ich die Diskussion wg. 100Hz und Prellen, etc. hier so verfolge, 
finde ich die von mir hochgeladene Schaltung wieder als Lösung. Jeder 
einzelne Impuls wird in jeweils einem RS-FF (4044) gespeichert und erst 
gelöscht, wenn die FFs abgefragt wurden.
Frage ich die FFs z.B. mit 1kHz ab, kann man auch die 50Hz oder 100Hz 
erkennen, warte ich länger zwischen den Abfragen, kann ich auch nur 
entsprechend langsame Vorgänge erkennen. Auf jeden Fall bekommt man mit, 
das dort ein Zug ist oder war.

Da die Informationen sowieso mit einem ESP32 verarbeitet werden sollen, 
bietet sich auch das serielle Interface an. (Weil die ESP32 nicht mit 
sonderlich vielen Pins ausgestattet sind.)
Das Interface wird in Modellbahnkreisen übrigens s88 genannt: 
https://de.wikipedia.org/wiki/S88-R%C3%BCckmeldebussystem
Mit RJ45-Steckern dann s88-N.
Dazu gibt es sogar eine "Spezifikation": http://s88-n.eu/

Gruß
Jobst

von Rainer W. (rawi)


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Gerhard O. schrieb:
> Für mich wäre es meine Wahl, weil der Eingang sehr schnell (paar hundert
> us) ...

Falls sich die Wechselspannung gerade in der Nähe des Nulldurchgangs 
befindet, relativiert sich das "sehr schnell", falls du die IR-LED 
einfach über einen Widerstand fütterst. Mit einer KSQ ließe sich da 
etwas mehr heraus holen, falls erforderlich.
Wie kommst du eigentlich auf die

Martin B. schrieb:
> knapp 20 Volt AC
> ...
> Auf der einen Seite 18V AC

?
Hängt die Spannung nicht von der Fahrgeschwindigkeit ab?

von Rahul D. (rahul)


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[Offtopic]
Martin B. schrieb:
> Ein Schaltgleis bei Märklin erkennt Stromabnehmer am
> Mittelleiter. Ein Kontaktgleis erkennt jede stromführende Achse. In
> meinem Fall könnte man die Aufgabe nicht mit einem Schaltgleis lösen.
> Und so viele Magneten möchte ich auch nicht an den Wagons anbringen um
> das alles mit Reedkontakten zu lösen.

Den Widerspruch siehst du selber, oder?

Martin B. schrieb:
> bei Märklin
Es geht also um die Wechselstrombahn von Märklin.
Danaben gibt es natürlich noch all die Gleichstrom- und Digitalbahnen.

Ich kannte die Version mit der aufmodulierten Wechselspannung von meiner 
Minitrix-Bahn (DC), die Kontaktgleise zum Ansteuern eines Relais 
verwendete.
Dabei darf man dann auch auf die richtige Polung der Kontaktgleise 
achten.
[/Offtopic]

von Martin B. (speerwerfer)


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Rainer W. schrieb:
> Was machst du, wenn der liegend montiert ist? Dann steht da nichts und
> folglich auch nicht wieder.
> scnr

Manfred P. schrieb:
> Widerstand !

Es tut mir leid, dass ich mit einer Rechtschreibschwäche in diesem Forum 
poste. Sorry Leute. Denkt mal darüber nach, wie sich jemand fühlt, der 
nach besten Wissen seine Texte schreibt, sich darüber klar ist, das er 
Fehler macht, und dann solche Witzchen vorgelegt bekommt. Ich verstehe 
ja, dass dies ggf jemanden triggert, aber lest doch einfach drüber weg. 
Oder schreibt freundlich so was wie: "Ich glaube du hast dich da 
verschrieben: Wiederstand-> Widerstand"

Manfred P. schrieb:
> was kann der besser als:
> ...
> Was an meinem Text war unverständlich:

Nix, sorry. Ich hab die Wiederholung etwas unglücklich formuliert.

Manfred P. schrieb:
> Aber ich habe mal wieder das Gefühl, das Grundlagen der
> Elektronik fehlen.

Durchaus möglich. Deshalb frage ich ja.

Rainer W. schrieb:
> Du kannst eine Elektronik nicht auf "pauschal nicht sagen" auslegen. Du
> wirst nicht umhin kommen, Grenzwerte festzulegen und anhand derer dann
> die Elektronik inklusive Software zu konzipieren.

Die Idee war ursprünglich dass ich die anliegende Wechselspannung an den 
ESP melde. Und im ESP entscheide ich dann, wie das Signal zu 
interpretieren ist. Ich habe nicht daran gedacht, dass die Halbwellen 
auch am GPIO ankommen und ich die dort messen kann. Aber auch das ließe 
sich ja in Software lösen.

Rainer W. schrieb:
> Hängt die Spannung nicht von der Fahrgeschwindigkeit ab?

Nein, die Schalt- und Kontaktgleise schalten normalerweise eine 
konstante Spannung. Das ist nicht die Spannung, die für die Züge genutzt 
wird. Aber du hast mich auf einen weiteren Irrtum aufmerksam gemacht. 
Bei Märklin sind es 16V AC.

Rahul D. schrieb:
> Es geht also um die Wechselstrombahn von Märklin.

Sorry, ich war der Meinung, das Wechselstrom in Verbindung mit 
Modellbahn klar auf Märklin deutet. Meine Modellbahnzeit liegt über 40 
Jahre zurück. Da war das vermutlich auch wirklich so. Ich bin von einem 
Modellbahner gebeten worden, über eine ESP Lösung nachzudenken.

Den Rest schau ich mir jetzt in Ruhe an, Danke bis hier.

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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Für meine Anwendungen an 230V hat sich diese Schaltung bewährt: 
http://www.stefanfrings.de/optokoppler_230v/

Für die Modelleisenbahn würde ich C1 weg lassen.

von Rainer W. (rawi)


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Martin B. schrieb:
> Und im ESP entscheide ich dann, wie das Signal zu interpretieren ist.

Das kannst du gerne tun, aber wenn das Signal bereits durch Hardware 
vorverarbeitet wird (z.B. Gleichrichter und Kondensator für 
Tiefpasswirkung), muss diese Hardware so ausgelegt sein, dass sie die 
Signale noch ausreichend getrennt beim GPIO ankommen lässt. Und dafür 
muss man den Zeitverlauf kennen.

> Ich habe nicht daran gedacht, dass die Halbwellen
> auch am GPIO ankommen und ich die dort messen kann.
Wie gesagt, wenn du synchron zur Netzfrequenz abtastest, bekommt die 
Software gar nichts von den Halbwellen mit und du musst dich dort nicht 
weiter darum kümmern.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Nemopuk schrieb:
> Für meine Anwendungen an 230V hat sich diese Schaltung bewährt:

Wie groß mag der Stromstoß durch den OK-Transistor beim einschalten 
sein, wenn da 4µ7 ungebremst reintreten?
100n an 5V machen Taster kaputt, das weiß ich aus Erfahrung, da gehört 
ein Reihenwiderstand dazu.
Und es braucht einen Schmitttrigger-Eingang am µC oder einen 
Zwischen-Chip.
Aber die Idee mit dem kapazitiven Vorwiderstand ist gut.

von Nemopuk (nemopuk)


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Jens M. schrieb:
> es braucht einen Schmitttrigger-Eingang am µC

Ja

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> Wie groß mag der Stromstoß durch den OK-Transistor beim einschalten
> sein, wenn da 4µ7 ungebremst reintreten?

Wie wird sich der Strom wohl verhalten, wenn ein Kondensator 
"ungebremst" über eine Stromquelle entladen wird?

> 100n an 5V machen Taster kaputt, das weiß ich aus Erfahrung

Ein Taster verhält sich NICHT wie eine Stromquelle. Das hätte dir bei 
der Gelegenheit auffallen können ;-)

: Bearbeitet durch User
von Otto K. (opto_pussy)


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Jens M. schrieb:
> Aber die Idee mit dem kapazitiven Vorwiderstand ist gut.

Wenn man den von Gerhard vorgeschlagenen Optokoppler H11AA1 einsetzt, 
dann sollte man vor dem 4,7 uF Kondensator noch einen 1k 
Strombegrenzungswiderstand in Reihe schalten. Dieses RC-Glied sollte 
aber eine Grenzfrequenz von knapp unterhalb 50 Hz haben (34 Hz).

Ein bipolarer 4,7 uF Kondensator ist von der Baugröße her evtl. zu groß. 
Wenn man stattdessen 1 uF einsetzt, dann muss der Vorwiderstand 4k7 groß 
sein, dann lohnt sich aber der Kondensator schon fast gar nicht mehr.

von Rainer W. (rawi)


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Otto K. schrieb:
> Wenn man den von Gerhard vorgeschlagenen Optokoppler H11AA1 einsetzt,
> dann sollte man vor dem 4,7 uF Kondensator noch einen 1k
> Strombegrenzungswiderstand in Reihe schalten.

Warum willst du den Strom zweimal begrenzen?
Aber kann man natürlich machen ...

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Otto K. schrieb:
> Wenn man den von Gerhard vorgeschlagenen Optokoppler H11AA1 einsetzt,
> dann sollte man vor dem 4,7 uF Kondensator noch einen 1k
> Strombegrenzungswiderstand in Reihe schalten. Dieses RC-Glied sollte
> aber eine Grenzfrequenz von knapp unterhalb 50 Hz haben (34 Hz).

Wozu? Egal wie das da herumzappelt, die SW regelt das schon. Er will ja 
keinen PinChange-Int verwenden... ;D

von Jens M. (schuchkleisser)


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Rainer W. schrieb:
> Wie wird sich der Strom wohl verhalten, wenn ein Kondensator
> "ungebremst" über eine Stromquelle entladen wird?

Der Kondensator wird vom Transistor kurzgeschlossen, das gibt einen 
hohen Stromstoß.
Kommt der über das wsas der Transistor verträgt knallts.
Wie gesagt, bei Tastern reichen 100n und der Taster ist weit vor Ende 
der mechanischen Lebensdauer defekt.

Rainer W. schrieb:
> Ein Taster verhält sich NICHT wie eine Stromquelle.

Ein Transistor auch nicht.

Rainer W. schrieb:
> Warum willst du den Strom zweimal begrenzen?

Damit's den Transistor nicht zerreißt.
Der zweite Widerstand muss in Reihe zum Transistor, nicht in Reihe zum 
Elko.

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> Der Kondensator wird vom Transistor kurzgeschlossen, das gibt einen
> hohen Stromstoß.

Wieviel Strom willst du denn durch die LED schicken, damit das passiert?

> Ein Transistor auch nicht.

Das kommt darauf an, wie er angesteuert wird.

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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Das ist ja genau die Frage...
Wie viel Strom geht da, und platzt der Transistor dann nicht?

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> Das ist ja genau die Frage...

Der Strom durch die LED sollte schon irgendwie bekannt sein.

von Nemopuk (nemopuk)


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Ich bin froh, dass ich auf die Rückfrage nicht eingegangen bin. Ich 
helfe gerne, wenn ich kann. Aber auf rethorische Fragen von 
Besserwissern einzugehen hilft niemandem. Wenn jemand meint es besser zu 
wissen, kann er gerne einen Aufsatz mit Begründung schreiben. Nicht 
Krutik hintenrum durch die Brust als Frage verstecken, un damit schon 
wieder eine endlose Neben-Diskussion einzuleiten, die dem TO nicht hilft 
und oft in einer Endlosschleife von Beschimpfungen endet. Nich sind wir 
nicht so weit, aber bald ist Freitag.

von Teo D. (teoderix)


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Jens M. schrieb:
> Wie viel Strom geht da, und platzt der Transistor dann nicht?
Kommt auf die verwendeten Bauteile an. Angenommen ein Becher-Elko. Der 
hat bei so kleine 4,7F und ~16-50V gut 1-Ohm ESR...

Die 555er machen das so seit Jahrzehnten so! ... Ha, hab noch nie 
ausprobiert, ob die auch hoch kapazitive Kerkos vertragen?!

von Rainer W. (rawi)


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Teo D. schrieb:
> Kommt auf die verwendeten Bauteile an. Angenommen ein Becher-Elko. Der
> hat bei so kleine 4,7F und ~16-50V gut 1-Ohm ESR...

Auf den ESR des Kondensators kommt es überhaupt nicht an.

Also insbesondere auch für Stefan etwas ausführlicher:
Beim H11AA1 ist der Strom durch den BJT automatisch begrenzt, weil er 
durch den LED-Strom multipliziert mit dem CTR limitiert ist. Das nennt 
man wohl eine Stromquelle, die durch den LED-Strom gesteuert wird. Und 
solange diese Grenze niedriger liegt, als die Begrenzung durch den ESR, 
kann dir letzterer egal sein. Bei einem typischen 4,7µF MLCC für 10V im 
0603 Package liegt der ESR unter 10Ω, d.h. der Strombegrenzungseffekt 
kommt viel später zum Tragen als die Begrenzung durch den LED-Strom 
(abs. Maximum Rating I_F<40mA).
Und wenn jemand unbedingt einen Becher-Elko mit 4,7µF verwenden möchte 
(so er irgendwo noch einen bekommt), sieht das mit dem ESR nicht viel 
anders aus.

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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@ Nemopuk:

Deine Reaktion ist völlig unpassend und überflüssig. Ich hatte mir die 
gleiche Frage gestellt wie Jens. Auch die Begründung von Teo mit 1 Ohm 
wäre mir noch unklar gewesen. Würde in der Theorie mit 5V schon 1A Peak 
bedeuten. Also muss eine andere Erklärung her warum das funktioniert. Du 
hättest deine Schaltung, wie Rainer es getan hat, einfach nur ganz 
normal erklären können. Worin das Geheimnis liegt. Man muss nachfragen 
auch zulassen.

Danke Rainer.

von Rainer W. (rawi)


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Otto K. schrieb:
> Dieses RC-Glied sollte aber eine Grenzfrequenz von knapp
> unterhalb 50 Hz haben (34 Hz).

Bei Grenzfrequenz von 34Hz würde ein 50Hz-Signal noch recht kräftig 
durchkommen. Die Übertragungsfunktion eines TP 1.Ordnung ist weit weg 
von einem Rechteck.

Wie kommst du außerdem auf 50Hz?
Ein AC-Optokoppler steuert den Ausgang mit 100Hz.

> Ein bipolarer 4,7 uF Kondensator ist von der Baugröße her evtl. zu groß.

Andere Leute beschweren sich bei einem 0603 Package, dass es ihnen schon 
zu fummelig ist, den zu löten ;-)
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/mlcc_0603_4_7uf_10_v_x7s_-10_-410128

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Martin B. schrieb:
> Wie würde man dies am einfachsten lösen?

Mit einem Vorwiderstand.

Martin B. schrieb:
> Nein, die Schalt- und Kontaktgleise schalten normalerweise eine
> konstante Spannung.

Na ja, sie schliessen einen freien Kontakt hin zum Gleiskörper (wenn es 
denn ein M-Gleis ist, worüber du NATÜRLICH nicht informiert hast, bei C 
gibt es ein Schaltgleis wie M Kontaktgleis und ein Kontaktgleis bei dem 
aber auch der Kontakt über den Radsatz mit dem Gleis verbunden wird).

Wenn man ESP Masse mit dem Gleis verbindet, kann man die freien Kontakte 
uber einen pull up an die Betriebsspannung des ESP legen und direkt 
auswerten. Bei Radsatzkontakten geht das auch, wird aber durch 
Wackelkontakte teilweise mit der Fahrspannung beaufschlagt, also nur mit 
Vorwiderstand.

Darf man ESP Masse nicht mit dem Gleis verbinden (weil sie schon mit 
einem anderen Anlagenpotential verbunden ist), wird es aufwändiger.

Das jedenfalls, was am wenigsten stört, ist die Wechselspannung, ein ESP 
ist schnell genug.

von Teo D. (teoderix)


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Rainer W. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Kommt auf die verwendeten Bauteile an. Angenommen ein Becher-Elko. Der
>> hat bei so kleine 4,7F und ~16-50V gut 1-Ohm ESR...
>
> Auf den ESR des Kondensators kommt es überhaupt nicht an.

Ja, das war ne gelungene Vorlage...
Ein kleines extra Goody, zum Jahresabschluss für dich. ;P

von Jens M. (schuchkleisser)


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Nuja, vielleicht bin ich zwischen den Jahren noch zu durcheinander das 
Dabla zu lesen, aber....
- Beim H11AA1 ist kein maximaler Laststrom für den Transistor gegeben
- Das CTR ist min. 20%
- Die LED verträgt 40mA
D.h. der Kollektorstrom erreicht minimal 8mA, vielleicht auch mehr. Das 
dürfte auch der popeligste Germaniumtransistor von 1957 aushalten.

Benutzt man den LTV814, der hier auch empfohlen wurde, schaut das schon 
anders aus.
Hier ist das CTR mit bis zu 300% spezifiziert, IFmax mit 50mA, ICmach 
ebenso.
D.h. schon bei 17mA If läuft man Gefahr trotz der so realisierten 
Strombegrenzung den Transistor zu überlasten.
Ja, 17mA If ist viel und der Transistor platzt nicht bei 50001µA, aber 
ich bin mir sicher das es auch 814er gibt die mehr als 300% erreichen.
Und viele Leute haben immer noch "Eine LED braucht 20mA" im Kopf, gerade 
bei Optokopplern könnte ich mir vorstellen das es sogar noch schlimmer 
ist.

Ich bleibe dabei: ich finde das so wie geschaltet unsauber und füge 
einen Widerstand in Reihe zum Kollektor hinzu.
Dieser liegt deutlich unter 1/10 des Pullups und begrenzt den Strom 
definitiv auf weniger als ICmax.
Ich für meinen Teil hatte schon genug Reparaturen auf dem Tisch, bei 
denen ein Tausch des Tasters (in eben dieser Schaltung, statt des 
Optokopplers) einen noch gar nicht so alten aber mittlerweile 
unzuverlässigen Kontakt wieder beseitigt hat, normalerweise zuerst an 
der Taste die am häufigsten betätigt wird. Nachfolgegeräte mit anderer 
Tastenschaltung aber identischem Taster haben das nicht. Eigenartig.
Und auch Optokoppler, die technisch gesehen noch tun aber irgendwie 
unsauber, langsam oder unzuverlässig werden kenne ich zur Genüge. Auch 
hier: löte einen neuen ein und du hast wieder Ruhe. Musst nicht 
selektieren, einfach nur ein gleicher Typ mit weniger/Null 
Betriebsstunden und es geht wieder ein paar Jahre.
Was ist da denn auf Kante genäht das so etwas passiert? Das kann doch 
nur das CTR sein, das bei Alterung der LED aus dem Funktionsbereich des 
Kollektorstroms rutscht. Weil zuwenig If oder zuviel Ic angenommen wird. 
Oder?

von Otto K. (opto_pussy)


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Jens M. schrieb:
> IFmax mit 50mA, ICmach ebenso.
> D.h. schon bei 17mA If läuft man Gefahr trotz der so realisierten
> Strombegrenzung den Transistor zu überlasten.
> Ja, 17mA If ist viel und der Transistor platzt nicht bei 50001µA

Genau das habe ich auch festgestellt. Der Transistor vom LTV817C 
(CTR=400-600%) hat im voll durchgesteuerten Zustand immerhin noch einen 
Innenwiderstand von ca. 200 Ohm. Bei einer Versorgungsspannung von 3,3V 
und einem Emitterwiderstand von 10k fallen 60 mV an ihm ab.

Wenn sich also die 3,3V aus dem 10 uF Elko über den 200 Ohm Transistor 
entladen, fließt also kurzzeitig fast ein Strom von 17 mA. Die 17 mA 
fließen aber nicht ständig, sondern nur im allerersten Moment, wenn der 
Kontakt vom Gleis betätigt wird.

Man kann das also ruhig Nachmachen und auch Nachbauen! Da explodiert 
nichts und da knallt auch nichts. Der 10uF Elko wird ja schließlich 
nicht mit Null Ohm kurzgeschlossen.

von Otto K. (opto_pussy)


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Bei einem Optokoppler mit nur einer einzigen LED ist sogar eine 
Elkokapazität von 10 uF bei 50 Hz noch zu wenig. Ich habe mal das Signal 
mit dem Oszilloskop aufgezeichnet, da ist bei nur 10uF immer noch eine 
gehörige Portion Restwelligkeit vorhanden. Man müsste also dem ESP am 
GPIO-Eingang eine Schmitt-Trigger-Schwelle einprogrammieren.

Erst bei einem Elko von 100 uF ist das Signal glatt wie ein Kinderpopo. 
Eine so hohe Elkokapazität bedeutet aber auch dass beim Beenden des 
Gleissignals eine starke Verzögerung Auftritt, denn der 100 uF Elko muss 
sich über den 10k Widerstand erst mal wieder langsam aufladen.

von Otto K. (opto_pussy)


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Rainer W. schrieb:
> Wie kommst du außerdem auf 50Hz?
> Ein AC-Optokoppler steuert den Ausgang mit 100Hz.

Am Ausgang ja, aber am Eingang kommen erstmal die 18 Volt AC mit 50 Hz 
rein. Aber Jens seine Idee mit dem kapazitiven Vorwiderstand für die 
LED, habe ich sowieso wieder verworfen.

von Rainer W. (rawi)


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Otto K. schrieb:
> Am Ausgang ja, aber am Eingang kommen erstmal die 18 Volt AC mit 50 Hz
> rein.

Der Kondensator sitzt am Ausgang. Welche der beiden LEDs das Licht zur 
Ansteuerung des Transistors erzeugt, interessiert den nicht.

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> D.h. schon bei 17mA If läuft man Gefahr trotz der so realisierten
> Strombegrenzung den Transistor zu überlasten.

Dann lass es doch bleiben und schicke einfach weniger als 17mA durch die 
LED.

> ... aber ich bin mir sicher das es auch 814er gibt die mehr als 300%
> erreichen.

Das sagt der Hersteller auch. Der von dir zitierte Maximalwert gilt nur 
bei einem I_F von 1mA. Deine Rechnung mit 17mA und 50001uA ist daher 
eine Milchmädchenrechnung.

Die Abbildung mit dem typischen Verlauf zeigt, dass das CTR mit höherem 
Strom  noch deutlich ansteigt (z.B. DS Liteon Fig.5 Current Transfer 
Ratio vs. Forward Current).

Diese ganze Bastelei mit dem Kondensator ist eine Krücke. Der ESP wird 
es doch wohl schaffen, im Maximum der Halbwelle abzutasten und fertig. 
Bisher hat auch noch keiner einen Grund genannt, warum das Kontaktgleis 
nicht mit DC betrieben werden kann.

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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Rainer W. schrieb:
> Bisher hat auch noch keiner einen Grund genannt, warum das Kontaktgleis
> nicht mit DC betrieben werden kann.

Du ist auch einer der bei einer defekten Lampe aus Energiespargründen 
sagt das künstliches Licht eh schlecht für die Haut ist.

Die Bahn fährt mit AC, und der Signalausgang des Gleises ist nunmal 
"Fahrspannung da" oder "Fahrspannung nicht da".
Und ja, ein WLAN-fähiger Prozessor dürfte mehrfach schnell genug sein 
und könnte in Software tatsächlich die Signale sogar der Digitalbahn 
auslesen und diagnostizieren, aber der OP möchte nunmal ein digitales 
Signal an den Mikrocontroller geben "Zug ist drauf" oder "Zug ist nicht 
drauf". mit reichlicher Sicherheit auch weil er die Software für den ESP 
zumindest einfach halten will, wenn er sie überhaupt selbst geschrieben 
hat.
Und ein Kondensator parallel an einem beliebigen digitalen Eingang ist 
gängige Praxis und sinnvoll, egal ob mit oder ohne Optokoppler.

Rainer W. schrieb:
> Dann lass es doch bleiben und schicke einfach weniger als 17mA durch die
> LED.

Das sollte zeigen das die Schaltung schlecht designt ist, denn es wäre 
möglich innerhalb des Datenblatts zu bleiben bei der Ansteuerung und 
dennoch den OK zu überlasten. Sich auf das CTR zu verlassen um innerhalb 
des sicheren Betriebs zu bleiben ist schlechte Praxis.

Rainer W. schrieb:
> Die Abbildung mit dem typischen Verlauf zeigt, dass das CTR mit höherem
> Strom  noch deutlich ansteigt

Umso mehr ein Grund, die Schaltung so zu bauen, das sie mit geringem und 
hohem CTR sicher funktioniert und langlebig und störsicher wird.

von Teo D. (teoderix)


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Jens M. schrieb:
> Die Bahn fährt mit AC, und der Signalausgang des Gleises ist nunmal
> "Fahrspannung da" oder "Fahrspannung nicht da".

Nö, es wird eine Schieneseite von der Masse getrennt. Dir Räder stellen 
diesen Kontakt wieder her.
Die erwähnten 20V AC, können auch sonst wo her stammen.

Jens M. schrieb:
> der OP möchte nunmal ein digitales
> Signal an den Mikrocontroller geben "Zug ist drauf" oder "Zug ist nicht
> drauf". mit reichlicher Sicherheit auch weil er die Software für den ESP
> zumindest einfach halten will, wenn er sie überhaupt selbst geschrieben
> hat.

Ich glaube, das wird einfach nur eine Erweiterung, kein 
Ersatz/Erneuerung...
Programmieren kann Er wahrscheinlich besser, als wir Spacken zusammen. 
;D


Jens M. schrieb:
> Und ein Kondensator parallel an einem beliebigen digitalen Eingang ist
> gängige Praxis und sinnvoll, egal ob mit oder ohne Optokoppler.

Das wäre mir neu... Macht mal so gar keinen Sinn!


Ach ja da war doch noch was...
Frohes Neues Ihr Spacken :D

von Rahul D. (rahul)


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Rainer W. schrieb:
> Bisher hat auch noch keiner einen Grund genannt, warum das Kontaktgleis
> nicht mit DC betrieben werden kann.

Im Gegensatz zu den Schaltgleisen haben die Kontaktgleise einfach nur 
eine kleine Unterbrechung in einer der beiden Schienen. Durch die 
leitenden Achsen einer Lok oder eines Waggons werden die mit Strom 
versorgt, was detektiert werden soll.
Daher ist es sinnfrei, die Kontaktgleise mit DC zu betreiben.

Das Prinzip der Unterbrochenen Schiene wird bei DC-Bahnen genauso (für 
die Blocksteuerung) verwendet.
Schaltgleise haben potentialfreie Kontakte (à la Reedrelais) und werden 
entsprechend per Magnet ausgelöst.

Für die Achszählung könnte man natürlich auch eine (modulierte) (IR-) 
Lichtschranke verwenden. Da bekäme man dann auch fehlende unbeleuchtete 
Waggons mit.

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> Die Bahn fährt mit AC, und der Signalausgang des Gleises ist nunmal
> "Fahrspannung da" oder "Fahrspannung nicht da".

Bei der zu detektierenden Spannung geht es NICHT um die Fahrspannung.

Martin B. schrieb:
> Nein, die Schalt- und Kontaktgleise schalten normalerweise eine
> konstante Spannung. Das ist nicht die Spannung, die für die Züge genutzt
> wird. ...

von Rahul D. (rahul)


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Rainer W. schrieb:
> Bei der zu detektierenden Spannung geht es NICHT um die Fahrspannung.

Bei Kontaktgleisen schon.

Martin B. schrieb:
> Es scheint so, als wenn hier Schaltgleis und Kontaktgleis
> vermischt wurde. Ein Schaltgleis bei Märklin erkennt Stromabnehmer am
> Mittelleiter. Ein Kontaktgleis erkennt jede stromführende Achse.

> In meinem Fall könnte man die Aufgabe nicht mit einem Schaltgleis lösen.
> Und so viele Magneten möchte ich auch nicht an den Wagons anbringen um
> das alles mit Reedkontakten zu lösen.

von Teo D. (teoderix)


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Rahul D. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Bei der zu detektierenden Spannung geht es NICHT um die Fahrspannung.
>
> Bei Kontaktgleisen schon.

Nö...

https://www.stayathome.ch/kontaktgleise.htm
(Es gäb noch ein Video vom Hersteller. Da wird aber nur geredet, keine 
Bilder gezeigt)

> Martin B. schrieb:
>> Ein Kontaktgleis erkennt jede stromführende Achse.

Nö, Räder die eine Leitende Verbindung, zwischen den Schienen 
herstellen.


Schaltgleise scheint es in jeglicher Colour zu geben.

von Rahul D. (rahul)


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Teo D. schrieb:
> Nö...
>
> https://www.stayathome.ch/kontaktgleise.htm
> (Es gäb noch ein Video vom Hersteller. Da wird aber nur geredet, keine
> Bilder gezeigt)

Teo D. schrieb:
> Nö, Räder die eine Leitende Verbindung, zwischen den Schienen
> herstellen.

Wieder dieses Dreileiter-"Problem"...
Deswegen sind auch Märklin-Waggons ohne Umbau der Achsen nicht unbedingt 
für DC-Bahnen geeignet.

Das Bild zeigt doch die Lösung:
https://www.stayathome.ch/images/Small/Kontaktgleis1_small.gif
Wenn man statt der Lampe einen (Graetz-) Gleichrichter einsetzt, und die 
Optokoppler-LED mit einem für die Ausgangsspannung des Gleichrichters 
passenden Vorwiderstand betreibt, muss man nur noch die 100Hz 
rausfiltern - Pippifax für die Software...

von Teo D. (teoderix)


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Rahul D. schrieb:
> Das Bild zeigt doch die Lösung:
> https://www.stayathome.ch/images/Small/Kontaktgleis1_small.gif
> Wenn man statt der Lampe einen (Graetz-) Gleichrichter einsetzt, und die
> Optokoppler-LED mit einem für die Ausgangsspannung des Gleichrichters
> passenden Vorwiderstand betreibt, muss man nur noch die 100Hz
> rausfiltern - Pippifax für die Software...

Das schrieb ich schon im letzten Jahr... Das klingt lam. Vor ZWEI Tagen!

Teo D. schrieb:
> Otto K. schrieb:
>> Wenn man den von Gerhard vorgeschlagenen Optokoppler H11AA1 einsetzt,
>> dann sollte man vor dem 4,7 uF Kondensator noch einen 1k
>> Strombegrenzungswiderstand in Reihe schalten. Dieses RC-Glied sollte
>> aber eine Grenzfrequenz von knapp unterhalb 50 Hz haben (34 Hz).
>
> Wozu? Egal wie das da herumzappelt, die SW regelt das schon. Er will ja
> keinen PinChange-Int verwenden... ;D

von Rahul D. (rahul)


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Teo D. schrieb:
> Das schrieb ich schon im letzten Jahr... Das klingt lam. Vor ZWEI Tagen!

Das ist doch ewig her.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Teo D. schrieb:
> Die erwähnten 20V AC, können auch sonst wo her stammen.

Der Radsatz verbindet das offene Ende mit der Fahrspannung. Willst du 
jetzt auch noch irgendwelche anderen Potentiale mit auf den Fahrbetrieb 
geben?
Woher nehmen? Welches? Wo anschließen? Warum?

Teo D. schrieb:
> Das wäre mir neu... Macht mal so gar keinen Sinn!

Hm, dann machen das Milliarden von Entwicklern wohl falsch.

Teo D. schrieb:
> Ihr Spacken :D

Du musst wohl erst ausnüchtern.

von Rahul D. (rahul)


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Jens M. schrieb:
> Der Radsatz verbindet das offene Ende mit der Fahrspannung. Willst du
> jetzt auch noch irgendwelche anderen Potentiale mit auf den Fahrbetrieb
> geben?
> Woher nehmen? Welches? Wo anschließen? Warum?

Siehe den von Teo verlinkte Artikel (von dem ich dann noch das Bild 
verlinkt habe).

von Teo D. (teoderix)


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Jens M. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Das wäre mir neu... Macht mal so gar keinen Sinn!
>
> Hm, dann machen das Milliarden von Entwicklern wohl falsch.

Das da?!

Jens M. schrieb:
> Und ein Kondensator parallel an einem beliebigen digitalen Eingang ist
> gängige Praxis und sinnvoll, egal ob mit oder ohne Optokoppler.

Du schlau, ich dumm. Kläre mich auf! Hast du Beispiele?!


Jens M. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Die erwähnten 20V AC, können auch sonst wo her stammen.
>
> Der Radsatz verbindet das offene Ende mit der Fahrspannung. Willst du
> jetzt auch noch irgendwelche anderen Potentiale mit auf den Fahrbetrieb
> geben?
> Woher nehmen? Welches? Wo anschließen? Warum?

Halllooho! Noch Blau? ICH bin nicht der TO!!! Ich nicht wirklich 
besitzen Kristallkugel!

von Jens M. (schuchkleisser)


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Ja passt schon.
Du hast offensichtlich noch einen Kater.
Schönes neues Jahr!

von Teo D. (teoderix)


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Jens M. schrieb:
> Ja passt schon.

#### FSK #####

Aber nur weil Heut' Neujahr ist!

von Martin B. (speerwerfer)


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Rahul D. schrieb:
> ...
> https://www.stayathome.ch/images/Small/Kontaktgleis1_small.gif

Exakt so ist das Kontaktgleis angeschlossen und in dem gelben Stromkreis 
möchte ich auf Wunsch des Bahnbesitzer einen ESP einsetzen um zu 
erkennen ob der Stromkreis durch das Kontaktgleis geschlossen wurde.

von Otto K. (opto_pussy)


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Martin B. schrieb:
> in dem gelben Stromkreis möchte ich auf Wunsch des Bahnbesitzer einen
> ESP einsetzen um zu erkennen ob der Stromkreis durch das Kontaktgleis
> geschlossen wurde.

Wo kommt denn der Strom für die Lampe her? Kommt der von Masse und 
fließt über die komplette Metallachse rüber auf die andere Seite, oder 
kommt der Strom von dem metallischen Radumfang, der über die Trennstelle 
fährt her?

Denn dann müsste man die nadelförmigen Impulse mit einem 
Spitzenwertgleichrichter auffangen und in einem Kondensator abspeichern 
und solange warten, bis der Kondensator so vollgelaufen ist, dass die 
Spannung groß genug ist, damit der ESP die Spannung am GPIO-Eingang auch 
noch gut "fühlen" kann.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Die Achse ist durchgängig und verbindet beide Gleise.

von Martin B. (speerwerfer)


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Der Strom kommt aus einem Transformator von Märklin. Dessen Lichtausgang 
hat konstante 16 Volt Wechselspannung

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Martin B. schrieb:
> Der Strom kommt aus einem Transformator von Märklin. Dessen Lichtausgang
> hat konstante 16 Volt Wechselspannung

Muss er das zwingend?
Oder könnte der Strom auch von den 3.3V des ESP abgezweigt werden?

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Rainer W. schrieb:
> Oder könnte der Strom auch von den 3.3V des ESP abgezweigt werden?

Neee, las das mal lieber mit nem OK trennen. Die Gleisanlage ist ne 
große Antenne, an der auch noch einige Elektromagnete hängen etc....

Vorwiderstand antiparallele Diode, OK. Transistor beschalten... @TO Wie 
genau müsste das ausgearbeitet werden?

von Rahul D. (rahul)


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Otto K. schrieb:
> Denn dann müsste man die nadelförmigen Impulse mit einem
> Spitzenwertgleichrichter auffangen und in einem Kondensator abspeichern
> und solange warten, bis der Kondensator so vollgelaufen ist, dass die
> Spannung groß genug ist, damit der ESP die Spannung am GPIO-Eingang auch
> noch gut "fühlen" kann.

Welche "nadelförmigen Impulse"?
Die Eisenbahn fährt ja nicht mit Überschall- oder Lichtgeschwindigkeit.
Schalt- oder Kontakgleise werden schon seit zig Jahren verwendet.


Teo D. schrieb:
> Das schrieb ich schon im letzten Jahr... Das klingt lam. Vor ZWEI Tagen!

Rahul D. schrieb:
> Man könnte auch einen Graetz-Gleichrichter und einen Vowiderstand
> verwenden.

Und ich übrigens im ersten Antwortkommentar überhaupt; wenn auch nicht 
besonders detailliert.

von Teo D. (teoderix)


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Rahul D. schrieb:
> Welche "nadelförmigen Impulse"?

Er dachte da wohl noch, die Räder würden die kleinen Lücken zur 
isolation, überbrücken und so das Signal erzeugen.

Rahul D. schrieb:
> Und ich übrigens im ersten Antwortkommentar überhaupt; wenn auch nicht
> besonders detailliert.

Ja wars Erster... Aber erst nach dem du den TO ordentlich abgewatscht 
hast!
Da hats halt keiner wirklich bemerkt... Kleiner Tip: Erst Zucker, dan 
die Peitsche! ;D

von Martin B. (speerwerfer)


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Teo D. schrieb:
> Vorwiderstand antiparallele Diode, OK. Transistor beschalten... @TO Wie
> genau müsste das ausgearbeitet werden?

Ich würde das jetzt eigentlich so aufbauen, wie es hier schon mit 
Schaltplan beschrieben ist: 
Beitrag "Re: Wechselspannung als Trigger für einen GPIO nutzen"

Ich würde gerne einen AC Optokoppler nutzen, der gleich mehrere Kanäle 
hat, damit der Schaltungsaufbau gering gehalten wird. Ich müsste dann 
nur noch wissen, wie ich zu den zum OK passenden Werten für den 
Vorwiderstand und den Kondensator komme.

von Rainer W. (rawi)


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Martin B. schrieb:
> Ich würde gerne einen AC Optokoppler nutzen

Martin B. schrieb:
> Ich würde das jetzt eigentlich so aufbauen, wie es hier schon mit
> Schaltplan beschrieben ist:
> Beitrag "Re: Wechselspannung als Trigger für einen GPIO nutzen"

Der dort verwendete LTV817C ist kein AC Optokoppler.

> Ich müsste dann nur noch wissen, wie ich zu den zum OK passenden Werten
> für den Vorwiderstand und den Kondensator komme.

Die Randbedingungen mit CTR, maximalem Kollektorstrom und Diodenstrom 
wurde doch ausführlich diskutiert. CTR und der maximal durch die LED 
fließende Strom müssen halbwegs eng toleriert sein, damit das ohne 
zusätzlichen Widerstand ok ist, auch wenn das Jens sicher nicht 
schmeckt. Für den LTV817C streut das CTR bei I_F=5mA U_CE=5V um einen 
Faktor 2 und der Kollektorstrom darf 50mA nicht überschreiten. Da heißt 
es jetzt rechnen. Bedenke, dass 16V AC der Effektivwert bei 
Nennbelastung ist, die LED des Optokopplers mit Vorwiderstand aber den 
Spitzenwert abbekommt.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Martin B. schrieb:
> Ich würde das jetzt eigentlich so aufbauen, wie es hier schon mit
> Schaltplan beschrieben ist:
> Beitrag "Re: Wechselspannung als Trigger für einen GPIO nutzen"

Entweder ist das ein Witz oder... ?-{

Wo willst du bestellen?

von Otto K. (opto_pussy)


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Teo D. schrieb:
> Wo willst du bestellen?

Auch wenn es keine kommerzielle preisgünstige Bezugsquelle für den 
H11AA1 gibt, aber einen 4-fach AC-Optokoppler LTV844 gibt es bei 
Reichelt für 71 Cent. Der Nachteil ist allerdings, dass der CTR-Wert 
leider zwischen 20% und 300% schwanken kann.

Man könnte dem Problem dadurch entgegenwirken, indem man den 
Vorwiderstand für die beiden LEDs von 2k2 auf 1k5 reduziert. Auf der 
3,3V-Seite darf der 10k Pulldown-Widerstand natürlich nicht reduziert 
werden.

Und wer jetzt noch Schiss hat, dass der Optokoppler-Transistor beim 
Kurzschließen des 10 uF Elkos kaputt gehen könnte, der kann ja noch 
einen 100 Ohm Angstwiderstand in Reihe zum 10 uF Elko schalten.

von Teo D. (teoderix)


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Otto K. schrieb:
> Und wer jetzt noch Schiss hat, dass der Optokoppler-Transistor beim
> Kurzschließen des 10 uF Elkos kaputt gehen könnte

Das ist nicht das Problem!
Schau dir das doch bitte noch mal an.

von Otto K. (opto_pussy)


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Teo D. schrieb:
> Das ist nicht das Problem!
> Schau dir das doch bitte noch mal an.

Genau das gleiche Problem mit der Restwelligkeit habe ich bei meinem 
praktischen Versuch am 31.12.2025 um 18:23 Uhr auch festgestellt:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/686510/20251231_171454.jpg

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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#=}

von Norbert (der_norbert)


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Ich stelle mir die Frage ob dieser ganze Aufwand wirklich notwendig ist.
Ein normaler (Standard) Optokopper mit antiparallel geschalteter 1N4148 
und einem Vorwiderstand.
Da bekommt man alle 20ms einen 10ms breiten Halbsinus durchgereicht. Mit 
5ms Periode kontinuierlich abgetastet sieht die Software pro Periode und 
geschlossenem Schaltkreis ein (max 100%) bis zwei (min 100%/sqrt(2)) 
Signale. Bei jedem aktiven Signal wird ein Zähler auf einen gewünschten 
Wert (zB. 10 für 50ms) gesetzt, bei jedem inaktiven Signal wird der 
Zähler um eins dekrementiert (bis maximal 0).
Zähler == 0 -> kein Kontakt
Zähler > 0 -> Kontakt
Also (retriggerbares) Monoflop in Software. Fertig.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Norbert schrieb:
> Ich stelle mir die Frage ob dieser ganze Aufwand wirklich notwendig ist.
> Ein normaler (Standard) Optokopper mit antiparallel geschalteter 1N4148
> und einem Vorwiderstand.

Siehe oben.


Teo D. schrieb:

Scheiß Beitrag, da ging wohl der Anhang unter... :{

von Arno H. (arno_h)


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OT: Wenn man für sich selber was in LTSpice hackt, weiss der Ersteller 
ja, was er angeklickt hat. Wenn ich das bei mir versuche 
nachzuvollziehen, wird mein n003 wahrscheinlich nicht mit deinem 
übereinstimmen.
Bei den paar Bauteilen geht es ja noch, aber diese Nichtbenennung der 
Knoten ist auch bei größeren Simulationen üblich. Du bist da nicht der 
Einzige.
An alle: Ist das labeln der Knoten für eine Veröffentlichung wirklich so 
arbeitsintensiv?

Arno

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Arno H. schrieb:
> Wenn man für sich selber was in LTSpice hackt,

.. sollte man es für sich behalten. Das hier genannte "Problem" hätte 
man schon längst zusammengelötet und in Funktion, als man mangels 
Internet und Spice noch selbst denken durfte.

von Norbert (der_norbert)


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Teo D. schrieb:
> Siehe oben.

Ganz genau so!
Wobei der T des OK ja selbst bei geringem Strom durch die IRLED prima in 
die Sättigung geht und somit die Flankensteilheit noch verbessert. Der 
Rest ist dann wie gesagt, Software. Mit dem Vorteil diese dynamisch 
konfigurieren zu können.

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