Wie herausfinden welchen LED-Strom ein Optokoppler braucht?

Hallo,

ich möchte mit einem Microcontroller-Ausgang ein Relais schalten. Es handelt sich dabei um ein Print-Relais mit 12V Spulenspannung.

Zur Sicherheit möchte ich den Digitalausgang erstmal einen Optokoppler ansteuern lassen. Dieser schaltet dann das Relais.

Aus der Kramkiste habe ich einen TCDT1101G gezogen. Datenblatt unter anderem hier:

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Was mich etwas stört sind die dort mehrfach angegebenen 10mA. Andere Optokoppler funktionieren auch schon mit 5mA an der LED.

Wie kann ich ermitteln welchen Strom der Optokoppler wirklich braucht? Stufenloses Einstellen via Labornetzteil wäre kein Problem. Wie aber kann ich beurteilen ob die Ausgangsseite (Fototransistor) voll durchgesteuert wird?

Danke im Voraus

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer
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Am 17.08.2013 14:13, schrieb Manuel Reimer:

CTR - Current Transfer Ratio ist im Datenblatt angegeben. Ist CTR z.B. 200%, kann am Ausgangstransistor doppelt so viel Strom fließen, wie in der LED.

Braucht Dein Relais z.B. 20mA und das CTR ist 200%, dann benötigst Du mindestens 10mA LED-Strom. Reserven solltest Du aufschlagen.

Es gibt Optokoppler mit einem CTR von über 1000%

Vereinfacht kannst Du den Optokoppler als simplen Bipolartransistor ansehen. CTR entspricht dann dem hfe des Transistors.

--
Michael
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Michael S

Transistoren haben eine Stromverstärkung, Optokoppler eine CTR ( Current Transfer Ratio ). Damit kann man abschätzen wieviel Strom man am Eingang braucht um einen bestimmten Strom am Ausgang zu schalten.

Der Optokoppler wird Mühe haben das Relais direkt zu schalten: für Darlingten noch einen Transistor nachschalten.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Stimmt. Dürfte für meinen Optokoppler bei 40% bis 80% liegen. Oder mit anderen Worten: Der Optokoppler ist Schrott...

Die LTV 846, die ich noch hierhätte, haben auch nur 50%. Ebenfalls nicht brauchbar... Habe die aber eigentlich auch eher angeschafft um potentialfreie digitale Eingänge an den Microcontroller zu bekommen. Und um einen digitalen Eingang anzusteuern sollten die reichen.

Prinzipiell ist ja das Relais selber schon eine Art Schutz gegen äußere Einflüsse zum Microcontroller hin. Absichern muss ich mich also nur gegen negative Einflüsse des Relais. Also im Wesentlichen mal eine Freilaufdiode davor und dann habe ich noch das Problem das Relais mit

12V-Spule an einem Ausgang schalten zu wollen, der 3,3V liefert und auch kaum Strom verträgt.

Taugt denn ein einfacher Transistor hier? Wenn die Freilaufdiode über'n Jordan gehen sollte: Killt die Überspannung dann nur den Transistor oder kann mir das bis zum Microcontroller durchschlagen?

In der Schaltung, aus der ich das Relais geklaut habe, war neben Freilaufdioden auch ein Transistor direkt danach. Ich werde mal schauen was der für Daten hat und poste dann nochmal...

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Schrott nicht. Der ist so, weil er so designt wurde.

Klar taugt der. Da geht fast alles, BC547, BC847, BC807, BC337, aber auch BSS138, BSS123, 2N7002 (FET)

Die Freilaufdiode geht nicht übern Jordan. Für ein kleines Relais kannst Du fast beliebige Dioden nehmen. Wenn Dein Netzteil übern Jordan geht, ist der µC auch hin und das ist deutlich wahrscheinlicher als eine defekte Freilaufdiode.

Der Transistortyp ist fast egal. Basis über 10k an µC, Emitter auf Masse, Relais zwischen 12V und Kollektor. Freilaufdiode parallel zum Relais, Kathode an 12V.

--
Michael
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Michael S

Am 17.08.2013 14:13, schrieb Manuel Reimer:

Ziemlich sinnfrei, einfach passenden Transistor (BC547/BC337) zwischen Port und Relaiswicklung und Freilaufdiode über die Spule schalten.

Netztrennung und "Stromverstärkung" macht das (passende) Relais.

Butzo

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Klaus Butzmann

^^^^^^^^^

Aber stimmt schon, die meisten preisguenstigen Optokoppler liegen in dem Bereich.

2N7002, BSS138 und der BSS123 sind mit 3.3V nicht ganz gluecklich, auch wenn es funktionieren koennte.
10k gibt nur rund 270uA, ist was wenig. Besser unter 5k.
--
Gruesse, Joerg 

http://www.analogconsultants.com/
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Joerg

Ich habe mal versucht das zu skizzieren, was auf der Schrottplatine, von der ich das Relais habe, drauf ist:

.-------o----o 12V | | | _|_ - |_/_| OMRON G6RN-1 ^ | 12V 20mA | | '-------o | |/ Input o----| C547B |> | | '----o GND

Von der Diode kann ich, ohne sie auszulöten, nur "PH" und "48" lesen. Eine weitere zweistellige Zeichenkombination ist nicht lesbar.

Ist die Schaltung so brauchbar?

Welcher Widerstand wäre bei "Input" sinnvoll um direkt an die 3,3V zu können?

So wie ich das sehe (NPN-Transistor) würde die Schaltung so invertierend funktionieren, richtig? Eine "Null" am Eingang würde das Relais also einschalten.

Lohnt es für die Freilaufdiode aus einem Schaltnetzteil eine Ultra-Fast-Diode zu nehmen? Bringt das Doppeln (zwei Dioden parallel) doppelte Sicherheit?

Danke im Voraus

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Habe ich vergessen zu erwähnen: Dagegen ist vorgesorgt. Suppressordiode nach der Sicherung. Wenn die Überspannung nicht extrem hoch ist, dann sollte diese Kombination eigentlich die Schaltung schützen.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Ja.

Größenordnung 1-5kOhm

Nein. High=Ein.

Nein und nein.

Hergen

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Hergen Lehmann

Am 17.08.2013 17:29, schrieb Manuel Reimer:

1N4148

Ja.

1k-10k

Nein.

Die 1N4148 ist eh verdammt schnell, aber das bringt bei der geringen Schaltfrequenz eh keinen Vorteil.

Trägst du eigentlich auch stets Gürtel UND Hosenträger?

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Für Serie nicht, für ein Einzelstück geht das (in der Regel).

Mit einem hfe>200 macht das >54mA

Von übermäßigem Übersteuern halte ich nicht sehr viel.

--
Michael
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Michael S

Und wenn die Supressordiode kaputt ist? (Ähnlich (un)wahrscheinlich wie ein Defekt der Freilaufdiode) Was machst Du gegen ESD? Was machst Du, wenn Dein 3,3V-Regler kaputt geht? Noch schlimmer: Was machst Du, wenn die µC internen Klemmdioden einfach so kaputtgehen?

Ich war bei solchen Sachen auch mal paranoid, mit der Zeit lernt man aber, was in der Realität wirklich ein Problem ist.

Je nach Defekt verabschiedet sich eine Supressordiode übrigens schneller als eine Sicherung durchgehen kann. Mir ist mal eine ins Gesicht geflogen.

--
Michael
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Michael S

Die Freilaufdiode muss aber, anders als die Supressordiode, ständig einsatzbereit sein. Wenn sie ausfällt, dann wird die davorsitzende Schaltung mit großer Wahrscheinlichkeit geschädigt.

Bei der Supressordiode dagegen müssen zwei Fehler auf einmal auftreten um einen Defekt zu erzeugen. Im Idealfall wird die Supressordiode nie benötigt weil das (nicht ganz billige) Netzteil hoffentlich nie so kaputt geht, dass die Ausgangsspannung unkontrolliert hohe Werte annimmt.

An welcher Stelle? Alle Eingänge laufen über Optokoppler und die Ausgänge laufen ja über Relais. Das Netzteil für die Betriebsspannung ist fest verbaut. Von außen werden nur die 230V eingespeist.

Hast Recht. Es reicht wohl die wahrscheinlichsten Fehlerquellen abzustellen.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

[...]

Und ich halte nicht viel vom Verlassen auf soviel hfe :-)

Es sei denn, 200 ist als Minimalwert garantiert, aber beim wirkich anliegenden Relaisstrom. Das gilt nicht fuer alle der vorgeschlagenen Transistoren.

--
Gruesse, Joerg 

http://www.analogconsultants.com/
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Joerg

Und wenn uns der Himmel auf den Kopf faellt?

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Zitat "Lange Zeit vor Asterix hatten tapfere Kelten eine Unterredung mit Alexander dem Großen. Der fragte sie, wovor sie sich fürchten. Die einzige Angst, versicherten sie dem Kriegsfürsten, sei, dass ihnen der Himmel auf den Kopf fallen könnte".

Besonders MOV koennen spektakular abfackeln, wenn sie im Laufe der Jahre einige Schuesse abbekommen haben.

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Gruesse, Joerg 

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Joerg

Am 17.08.2013 20:56, schrieb Manuel Reimer:

Nein, da geht höchstens noch der BC547 hops, und zwar so, dass dein uC gar nicht geschädigt werden kann.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Du nimmst die Leiterplatte nie in die Hand?

Michael

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Michael S

Das stimmt. Der OP hat nicht geschrieben, wieviel Strom seine Relais brauchen. Rechnen sollte man immer.

Michael

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Michael S

Am 17.08.2013 21:50, schrieb Michael S:

Doch, das hat er: lausige 20mA. Und einen BC547B will er verwenden.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

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