Hallo, ich habe folgendes Problem: Ein ATmega128 soll ein 74HC595 Schieberegister ansteuern. Ok, das ist normalerweise nicht kompliziert, es gibt jedoch ein potentialproblem. Zwischen den Schaltungen herrschen je nach Belastung der Elektronik die nach dem Schieberegister kommt wegen eines Inverters ca. 50V Spannungsdifferenz. Wenn der Mega die auf seine Pins bekommt denke ich mal der findet das ziemlich Scheisse :D Wie bekomme ich eine Potentialtrennung zwischen den Schaltungsteilen hin, ich dachte da in Richtung Optokoppler. Von den LTV356 als SMD hätte ich noch mehrere 100 Stück da. Meine Frage ist nur, sind die Dinger Schnell genug? Ein paar CNY17 wären auch noch vorhanden falls die LTV ungeeignet sind. Das Bitschubsregister :) hat folgende Pins die von mir beschaltet werden. -Clock - Takteingang -Data - Dateneingang -Output Enable - Ausgangstreiber Einschalten -Storage - Reingeschobene Daten ins Ausgangslatch übertragen Alle Signale wandern also vom uC in Richtung Schieberegister. Der uC wird mit vollen 16MHz getaktet und ich möchte die Datenübertragung möglichst schnell laufen lassen, habe aber den Verdacht daß ungeeignete Optokoppler mir die Impulsflanken versauen. Hat jemand ein konkretes Schaltbeispiel oder einen Tip wie ich vorgehen muß? Mein Ansatz war daß ich den EingangsPins Clock, Data und Storage Pull-Downs verpasse und der Optokoppler mit dem Kollektor an die Versorgung kommt und der Emitter an den betreffenden Eingangspin. Output Enable bekommt nen Pull-Up da dieser Eingang invertiert ist und der Optokoppler zieht in Kollektorschaltung bei Bedarf das Potential runter. Nur die Geschwindigkeit macht mir bedenken... MfG Roland
Hallo, ich schon wieder :) Also wenn ich mit dem Optokoppler eine Frequenz von ca 50-100KHz übertragen könnte wäre das schon ok, habe grade noch mal schnell in den Plan meiner Schaltung geschaut. Schneller wäre natürlich auch ok :) Hintergrund ist daß ich wenn möglich nicht extra andere Optokoppler beschaffen möchte, Sprich ich würde gerne die LTV oder die CNY verwenden. Roland
Fototransistor-Optokoppler (z.B. CNY17) gehen mit 2,2k Pullup nur bis etwa 5..10kHz, die Flanken sind dann schon deutlich verschliffen. Wenn Du mehr willst, mußt Du höheren Aufwand treiben (100 Ohm Last + Verstärker) oder teuere Koppler nehmen. Peter
Könnte man nicht einfach Reihenwiderstände vorsehen und die Pins am ATmega mit Surpressordioden absichern?
Nur mal als Schnapsidee: wenn man hinreichend kurze Impulse generiert, müsste man dann nicht solche Übertrager aus Ethernetkarten als Potenzialtrenner nehmen können? Hat jemand mal die technischen Daten von diesen Dingern parat?
Optokoppler: -wie schon gesagt, Feld-,Wald- und WIesenoptokoppler sind schnarchlahm -es gibt schnelle Optokoppler, liegen allerdings nicht unbedingt in jeder Bastelkiste. Ich nehme dann lieber welche mit etwas eingebauter Elektronik (H11L1) -Alternative: diverse iCoupler von AnalogDevices (ADuMxxx), sehr schön.
@katapult_ohne_feder, die idee hatte ich auch schon, nur muß die Trennung sauber sein da Sicherheitsrelevant, ich möchte daran keinen meiner Kollegen aus versehen rösten wenns mal auf der Ausgangsseite knallt. Deine Idee ist zwar gut aber fällt dadurch trotzdem leider raus. :) @Travel Rec., das Datenblatt des LTV ist im Anhang. @Jörg Wunsch, die Ethernetübertrager haben aber soweit ich weiß keine so gute isolation, außerdem sind die ja dann auch nicht so einfach anzusteuern da ziemlich induktiv. Optokoppler wären mir ehrlich gesagt lieber :) @crazy horse, kennst du eine Beszugsquelle für die Teile von Analog und den H11L1? Am Besten sollten die Dinger in SMD erhältlich sein. Roland
H11L1 kannst du von mir haben (Fairchild H11L1SR2M, SMD).
Mit 10Mbps besser geeignet als die langsamen LTV und CNY17, und gut erhältlich (z.B. Reichelt): 6N137 (1fach) / HCPL-2630 (2fach).
Roland Z. wrote: > die Ethernetübertrager haben aber soweit ich weiß keine so gute > isolation, außerdem sind die ja dann auch nicht so einfach > anzusteuern da ziemlich induktiv. Ich habe mal nach "ethernet isolation" gegugelt, und war unter anderem auf das hier gestoßen: http://www.rhombus-ind.com/datashts/t-10803.pdf Das dürfte ein typischer Kandidad sein. 500 V[rms] Spannungsfestigkeit dürften doch für deine Belange gut ausreichend sein. (Für 100baseT finde ich bei der gleichen Firma sogar 1500 Vrms als Spezifikation.) Naja, bei dieser Induktivität fließen bei 5 V nach ca. 250 ns nennenswerte Ströme. Das ist wirklich ziemlich knapp für einen AVR, schade. Die 100baseT-Übertrager sind mit 350 µH spezifiziert, das würde die Sache entspannen, aber die werden irgendwie symmetrisch angesteuert und haben ein Gleichtaktfilter drin, weiß nicht, ob einem das hier auf die Füße fallen würde...
@ Jörg Wunsch, danke für deine Informationen aber die Isolationsspannung der Übertrager (die mit 1500V) würde reichen nur haben die keine VDE Zulassung d.H. ich darf diese nicht verwenden da diese als Sicherheitsrelevantes Teil verwendet werden sollen. Ich gehe in Solchen Sachen immer sehr auf nummer sicher da die damit entwickelte Steuerung ja schließlich keinen im Fehlerfalle Umbringen soll. Übrigends die Symmetrischen Ethernet-Transformatoren kann man sehr gut mit einem DAC0800 Ansteuern, es gibt so gar eine Appnote dazu, Stichwort "Driving Symmetrical Transformer". Ist aber wie du Sagst nich ganz ohne und ziemlich viel Aufwand. Etwas zu meinem Projekt: Über den Optokoppler soll das Schieberegister "befüllt" werden, dieses ist mit einem DAC (DAC0800) verbunden. Dieser erzeugt mir die gewünschte Analogspannung. Diese Analogspannung dient als Sollwert für einen großen Mitsubishi-Frequenzumrichter der einen 32KW Drehstrommotor einer Großdrehmaschine Steuert. Für den Fall das der Umrichter durch einen dummen Zufall einmal zerstört wird, benötige ich die Optokoppler damit unter allen Umständen der Maschinenbediener (einer oder mehrere meiner Arbeitskollegen) nicht gefährdet wird. Die Installationsanleitung des Umrichters sagt zwar daß dieser Fall nicht eintreten kann, schweigt sich jedoch darüber aus ob es eine wirksame Potentialtrennung in dem Gerät gibt die so etwas verhindert oder ob das anderweitig realisiert wurde. Da ich nach Fertigstellung der Maschine der "Errichter" der Anlage bin muß ich für eventuelle Fehler auch geradestehen. Der Grund dafür warum ich auch hier im Forum schon als "übervorsichtig" bezeichnet wurde: Meine Arbeitskollegen sagen teilweise auch daß ich manchmal Übervorsichtig wäre, ich kann jedoch behaupten daß an meinen Steuerungen trotz Wasser oder Überspannung durch Blitzschlag, noch nie jemand zu Schaden gekommen ist. Als bei uns im Sommer 2006 das Unwetter in Baden-Württemberg wütete wurde das Dach der Automatenhalle schwer beschädigt und es regnete stark rein. Zugegeben der Umrichter an einer anderen Maschine war naher Schrott, da das Regenwasser durch die Kühlungslüfter in den Schaltschrank gesogen wurde (als feine Spritzer) und der Umrichter mit einem lauten Knall durchschlug, was mich allerdings anschließend nicht wunderte (Welcher Umrichter mag schon Wasser im Geräteinneren bei den vielen Volts g). Die Optokoppler der von mir Entwickelten und gefertigten Adapterplatine über welche der Freigabekreis des Umrichters nebst den verschiedenen Statusanzeigen vom Umrichter her kommen geführt wurde war total im Eimer, einige Optokoppler waren nur noch mit viel Mühe zu erkennen, Leiterbahnen fehlten (weggebrannt), branntlöcher in der Leiterplatte, das Übliche bei solchen Wasserschäden eben. Der Steuercomputer hatte außer daß ich den Fehlerspeicher mittels Laptop löschen mußte da der vor Fehlern der Klasse 1 fast Platzte, keinen Schaden erlitten. Der betreffende Maschinenbediener übrigends auch nicht der mußte nur mit viel Kaffee gefüllt werden und war etwas weiß um die Nase :D Schaltschrank trockenlegen, ein paar Schaltschütze nebst Leitungen und ein neuer Umrichter und eine neue Adapterplatine und das Ding lief wieder. Wir haben naher mal die ganze Sache rekonstruiert, wären die Optos nicht gewesen hätten die 550VDC der geladenen Zwischenkreiskondensatoren den Steuerrechner zerstört und einen eventuellen daran Arbeitenden Menschen unter Umständen schwer verletzt oder getötet (dicke geladene Elkos sind was ziemlich gemeines, besonders die Teile ab "Bierkruggröße"). Seit diesem Vorfall haben sich die "übervorsichtig" Bemerkungen mir gegenüber stark reduziert. :D Zugegebenermaßen ich war natürlich auch sehr froh das sich meine Sicherheitsvorkehrungen in diesen Dingen bewährt haben. Was ich mir noch dachte, um der Beschaffung spezieller Optokoppler aus dem Weg zu gehen. Ich setze die Optos zwischen das Schieberegister und den DAC0800, ich brauche dann zwar 8 Stück pro DAC-Ausgang, dafür aber keine speziellen die ich aufwendig beschaffen muß. Der Wert ändert sich maximal zwei mal in der Sekunde, normalerweise jedoch viel langsamer. Ich muß mal schauen wie ich vom Platzverbrauch auf der Leiterplatte dann liege. Was ich noch da hätte wären einige MAX517BCPA+. Diese haben aber ja nen I2C Bus, nur habe ich da ja noch immer das problem das ich schnelle Optos brauche (und das auch noch bidirektional).... Hat jemand noch Vorschläge, hab ich vielleicht eine möglichkeit übersehen? MfG Roland
Als Optokoppler mit VDE Zulassung sind mir nur CNY21 sowie CNY64 und 65 bekannt, die sind aber wirklich langsam. VDE Zulassung ist IMHO nicht das Problem wenn die Luft- und Kriechstrecken groß genug sind, für SELV Kreise sind das 8mm. Das stellt aber dann schon eine doppelte Sicherheit dar, denn der Niederspannungskreis der Steuerung dürfte wohl kaum berührbar offenliegen und häufig ist dann noch GND mit PE verbunden. Wenn es nur ein Analogkanal ist wäre auch ein Isolierverstärker möglich, z.B. aus der ISO... Baureihe von TI.
Nimm doch TORX/TOTX173. Dazwischen nen Stück Plastelichtleitkabel. Das sollte sowohl von der Geschwindigkeit, als auch von der zu erreichenden Isolation nicht so schlecht sein ;-)
@Dieter Werner, das Stimmt der Niederspannungs-Steuerkreis ist selbstverständlich nicht irgendwie berührbar und wild rumhängende Kabel gibts bei mir nicht das ist alles Sauber im Schaltschrank untergebracht und der ist Abgeschlossen. :) Mein Ansatzpunkt ist nur daß wenn z.B. der Umrichter durchdonnert und die 550V liegen schlagartig an der uC-Steuerung dann ist die natürlich sofort hinüber. Ok das ist ärgerlich aber auch kein Weltuntergang, das Problem ist daß diese uC-Steuerung um das Programm des zu Produzierenden Werkstückes einzugeben über eine Folientastatur bedient wird und ob die 500V gegenüber dem Benutzer isoliert wage ich zu bezweifeln.... :D Weiterhin bin ich ja in solchen Sachen zur galvanischen Trennung aufgrund der Sicherheit verpflichtet. Als Kriechstrecke zwischen den verschiedenen Stromkreisen verwende ich mindestens 10mm. GND und PE sind nur bei den Schaltschützen im Schrank verbunden, so ist es ja auch Vorgeschrieben. In der uC-Steuerung ist das nicht der fall dadurch fange ich mir sonst Störungen ein durch die Schaltschütze. Die uC-Steuerung hat ihren eigenen Transformator (als Printtrafo auf der Platine) und die ganzen externen Sachen wie Schaltschütze werden über Optokoppler gesteuert. Der Grund warum ich so auf Potentialtrennung auch gegenüber dem 24VAC-Steuerkreis für die Elektromagnete und die Schützspulen achte ist daß die Steuerung in jedem Fall immer Zuverlässig laufen muß. Unsere Maschinen laufen rund um die Uhr und von 23Uhr abends bis 6Uhr morgends unbeaufsichtigt. Am Wochenende noch länger ohne Aufsicht. Wenn die Steuerung aufgrund eines Schaltschützes mit "flatterschaltung" Abstürzt sind trotz anspringendem Watchdog unter Umständen schon die Werkzeuge zerstört. Wenn die Maschinenspindel stehen bleibt und die Werkzeugservos weiterlaufen gibts (teuren) bruch. :( Da auch die Werkzeugservos recht große Kaliber sind können die auch nicht innerhalb von Sekundenbruchteilen gestoppt werden, Stichwort masseträgheit.... Ich benötige übrigends nur zwei Analogkanäle, die Abstufung muß nicht so fein sein, deshalb nehme ich ja auch die DACs als 8-Bitter. @Ekschperde, Der Ideenansatz ist gut, die Dinger sind auch sicherlich leicht zu bekommen, nur ist mir die Lösung ein wenig, nun ja........ zu Unprofessionell. :) Isolationsprobleme hat man aber sicherlich keine, 2m Faserleitung dazwischen und man kann Hochspannung isolieren :) Roland
Ekschperde wrote: > Nimm doch TORX/TOTX173. > Dazwischen nen Stück Plastelichtleitkabel. > Das sollte sowohl von der Geschwindigkeit, als auch von der zu > erreichenden Isolation nicht so schlecht sein ;-) Bei Hochspannungsanlagen wird das auch so gemacht! Schnell und isoliert gewaltig gut xP
> Der Ideenansatz ist gut, die Dinger sind auch sicherlich leicht zu > bekommen, nur ist mir die Lösung ein wenig, nun ja........ zu > Unprofessionell. :) Isolationsprobleme hat man aber sicherlich keine, 2m > Faserleitung dazwischen und man kann Hochspannung isolieren :) Kein Wunder das Kraftwerkstechnik so teuer ist ;-) >> Nimm doch TORX/TOTX173. >> Dazwischen nen Stück Plastelichtleitkabel. >> Das sollte sowohl von der Geschwindigkeit, als auch von der zu >> erreichenden Isolation nicht so schlecht sein ;-) > Bei Hochspannungsanlagen wird das auch so gemacht! Schnell und isoliert > gewaltig gut xP Mein Reden...
Ekschperde wrote: >> Der Ideenansatz ist gut, die Dinger sind auch sicherlich leicht zu >> bekommen, nur ist mir die Lösung ein wenig, nun ja........ zu >> Unprofessionell. :) Isolationsprobleme hat man aber sicherlich keine, 2m >> Faserleitung dazwischen und man kann Hochspannung isolieren :) > > Kein Wunder das Kraftwerkstechnik so teuer ist ;-) > > > >>> Nimm doch TORX/TOTX173. >>> Dazwischen nen Stück Plastelichtleitkabel. >>> Das sollte sowohl von der Geschwindigkeit, als auch von der zu >>> erreichenden Isolation nicht so schlecht sein ;-) >> Bei Hochspannungsanlagen wird das auch so gemacht! Schnell und isoliert >> gewaltig gut xP > > Mein Reden... Oh sry... ich wollt nur mal die Idee untersteichen ^^
Roland Z. wrote: > danke für deine Informationen aber die Isolationsspannung der Übertrager > (die mit 1500V) würde reichen nur haben die keine VDE Zulassung d.H. ich > darf diese nicht verwenden da diese als Sicherheitsrelevantes Teil > verwendet werden sollen. Gut, das hättest du natürlich gleich schreiben können. > Ich gehe in Solchen Sachen immer sehr auf > nummer sicher da die damit entwickelte Steuerung ja schließlich keinen > im Fehlerfalle Umbringen soll. Ich finde deinen Ansatz komplett vernünftig. > Übrigends die Symmetrischen Ethernet-Transformatoren kann man sehr gut > mit einem DAC0800 Ansteuern, es gibt so gar eine Appnote dazu, Stichwort > "Driving Symmetrical Transformer". Ist aber wie du Sagst nich ganz ohne > und ziemlich viel Aufwand. Es war für mich auch mehr ein Gedankenexperiment. Danke mit dem Tipp für die Appnote, falls ich wieder einmal sowas gebrauchen kann, sehe ich mir das mal an.
@ Roland Z: Warum kaufst Du nicht einfach zwei fertige Isolierverstärker von Knick oder Phoenix? 10V -> 10V oder auch andere Spannungen... Die übertragen Signale bis zu 10kHz und Isolieren bis zu 2kV. Die kosten ggf. 200 Euro, was aber einem Ausfall einer Maschine mit einigen 10.000 Euro wohl nicht in gegenübersteht. Wir verwenden Knick bei der Modernisierung von alten Gleichstromantrieben mit Strom-Shunt bei 1,6kV im Stromregler mit 200µsec Zeitscheibe. Problem gelöst? Frank
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