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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vorwiderstand für Optokoppler an Wechselstrom?


Autor: Mark (Gast)
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Hallo,

ich möchte ein Wechselstrom-Signal (ca. 12 Volt) detektieren und habe
da an einen Optokoppler gedacht, z.B. den 4N28.

Laut Datenblatt unter "Testconditions":
ForwardVoltage 1.2 Volt und IF=10mA

Wie berechnet man den Widerstand, damit die LED im Optokoppler nicht
zu viel Strom bekommt? Rechnet man (12 - 1.2) / 0.01 = 1080 Ohm oder
rechnet man (12 * 0.707 / 0.01 = 848 Ohm oder etwa ganz anders?

Und ist es richtig, dass ich eine Diode (z.B. 1N4001) in Reihe
schalten muss, da die ReverseVoltage laut Datenblatt nur 3 Volt
beträgt?

Mark

Autor: AC/DC (Gast)
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Bei der Positiven Halbwelle ist die Rechnung richtig.
Bei der negativen HAlbwelle sperrt die LED im Optokoppler
und es fließt KEIN Strom, also kannst du auch keinen Strom
in deiner Rechnung benutzen.

Ich würde sagen nicht in Reihe, sondern Antiparrallel weil
dein Optokoppler nicht so viel Diffusionsspannung(glaub ich)
aushält, aber wenn ich mich richtig erinnere erst über 40Volt.
Mußte mal im Datenblatt unter Spitzensperrspg. oder so ähnlich
schauen. Bei 12 Volt dürfte das noch unkritisch sein.

Autor: AC/DC (Gast)
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Nachtrag:

Bei antiparallel geschalter Diode lautet die Gleichung
richtig 12-0,07/0,01=1129.3 Ohm.
Diesen Wert kannst du ignorienen da der dem bereits
ermittelten Widerstand sehr nahe kommt. Du kannst zur
Kontrolle die Gleichung umstellen und den Strom der bei
der negativen Halbwelle durch die Diode fließt, ermitteln.
Dürfte aber kaum was ausmachen.Irrtum vorbehalten.

Autor: AC/DC (Gast)
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Nachtrag:

Bei antiparallel geschalter Diode lautet die Gleichung
richtig 12-0,07/0,01=1129.3 Ohm.
Diesen Wert kannst du ignorienen da der dem bereits
ermittelten Widerstand sehr nahe kommt. Du kannst zur
Kontrolle die Gleichung umstellen und den Strom der bei
der negativen Halbwelle durch die Diode fließt, ermitteln.
Dürfte aber kaum was ausmachen. Irrtum vorbehalten.

Autor: Mark (Gast)
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Hallo,

ich hatte mir das so wie in der angehängten Simulation vorgestellt.

Wieso Antiparallel? Ich dachte immer, dass muss nur bei Relais oder
anderen induktiven Lasten gemacht werden?

Und was ist Diffusionsspannung? Höre ich zum ersten mal... :=)

>Mußte mal im Datenblatt unter Spitzensperrspg. oder so ähnlich
>schauen. Bei 12 Volt dürfte das noch unkritisch sein.

Ich finde da nur die ReverseVoltage, die mit 3 Volt angegeben ist.
Daher hatte ich ja auch die 1N4001 vorgesehen, damit nur die positive
Welle an die Diode gelangt.

>Bei antiparallel geschalter Diode lautet die Gleichung
>richtig 12-0,07/0,01=1129.3 Ohm.

Meintest du jetzt wirklich 0.07 Volt oder eher 0.7 Volt, die an
der 1N4001 abfallen (hatte ich nicht berücksichtigt)?

Autor: HildeK (Gast)
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So ganz klar ist die Linie noch nicht!
Rechne: (12V * sqrt(2) - U(LED) - U(1N4001)) / Imax.

Allerdings sind die 10mA für den OK nicht die Obergrenze, die liegt eher 
bei max. 100mA. Die 'Testconditions' sind Referenzwerte für die 
Datenblattmesswerte, natürliche sind es prinzipiell sinnvolle Werte, 
aber keine Grenzwerte. Es gibt dort auch eine Angabe für 50mA 
Diodenstrom.

Also - nur grob rechnen: 12V - 2V (für die Dioden) / 10mA --> 1kOhm und 
gut!
Der Spitzenwert ist dann eben bei 14mA - was solls!
Das Ganze geht aber auch bei 1.2k, 1.5k oder auch 820 Ohm.

Die Diode antiparallel parallel wäre ev. die bessere Lösung, weil dann 
dein OK beim Spannungsanstieg 0.7V früher ein Signal bekommt. So kannst 
du genauer den Nulldurchgang finden (falls das überhaupt dein Ziel war).
Durch die antiparallele Schaltung verhinderst du genauso, dass die 
Reversespannung überschritten wird - sie beträgt dann max. 0.7V, ist 
also in den Specs.
In dem Fall brauchst du den Widerstand auch nicht ändern. Es sind dann 
eben ein, zwei mA mehr.

Autor: AC/DC (Gast)
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>Wieso Antiparallel? Ich dachte immer, dass muss nur bei Relais oder
>anderen induktiven Lasten gemacht werden?

Kannste ja mal simulieren ob`s auch anders geht.
Grund dafür ist eine hohe Sperrspannungen vom Kristall fernzuhalten,
weil dieser sonst zerstört wird. 3Volt ist ja nicht viel. Deine
12 Volt Signalspannung könnten da tötlich für die LED sein.
Bei deiner Reihenschaltung mit ner Diode bin ich nicht sicher.
Deine Schaltung geht ja auch so.Bei Relais macht man das um die
EMK aus der Wicklung unschädlich zu machen. Ich würde lieber
dafür sorgen das immer ein Strom fließt und die Spannung sicher
abfällt wo ich bei deiner Schaltung bei der Negativhalbwelle
nicht sicher bin ob das auch zuverlässig ist.
Ist jedem freigestellt wie er das macht.

Und was ist Diffusionsspannung? Höre ich zum ersten mal... :=)
Ist wohl aus dem Sprachgebrauch verschwunden.Heißt jetzt wohl 
Reverse-Voltage eine 1N4148 z.B. hat eine Reverse-Voltage von 75 Volt.
Wird diese auf Dauer überschritten geht der Kristall kaputt.
Ich glaube man sagt auch er bricht durch. Dann ist die Diode hin.

>>Bei antiparallel geschalter Diode lautet die Gleichung
>>richtig 12-0,07/0,01=1129.3 Ohm.
>Meintest du jetzt wirklich 0.07 Volt oder eher 0.7 Volt, die an
>der 1N4001 abfallen (hatte ich nicht berücksichtigt)?

Natürlich 0,7 Volt,hab mich vertippt(hab so nen doofen Tool für
Ebay auf meinem Browser der das Editieren zur Hölle macht).
Richtig 12-0,7/0,01=1130 Ohm

Autor: Mark (Gast)
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Hallo,

ok, vielen Dank für die Erklärungen, ich glaube ich habe es jetzt
verstanden. Ich habe noch mal eine Simulation erstellt. So müsste
das doch jetzt in Ordnung gehen, oder?

Gruß,
Mark

Autor: best of (Gast)
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Nimm einen AC-Optokoppler zB 4-fach: PC844
http://www.kessler-electronic.de/Index.asp?ID=AA55...
dann hast du in beiben Halbwellen Licht :-)

Autor: Mark (Gast)
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Hi,

danke für den Tipp...mir würde allerdings auch eine Halbwelle reichen.
Es geht nur darum sagen zu können, ob das Signal bzw. die Spannung noch
an liegt oder nicht. Auf 10 ms kommt es da wirklich nicht an und den
Nulldurchgang muss ich zum Glück auch nicht erkennen, zumindest nicht
bei meinem jetzigen Vorhaben. :=)

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