suche einfache Lösung - 12V als Low-Pegel schalten

[robo_wolf]

Hallo,
ich habe Lichtschranken, die bei Auslösen 12V durchschalten.
Möchte das Signal aber als Low-Flanke(GND) an einem PCF8574 einlesen und auswerten.
Welche einfache Lösung wäre da möglich?

Silvio

[gunzelg]

a: schliess die Lichtschranke an einen Optokoppler an, oder
b: schliess die Lichtschranke an einen Transistor an

Gerhard

[recycle]

ich habe Lichtschranken, die bei Auslösen 12V durchschalten.
Möchte das Signal aber als Low-Flanke(GND) an einem PCF8574 einlesen und auswerten.
Welche einfache Lösung wäre da möglich?


Wie ist das gemeint?
Wenn die Lichtschranken ein 12 Volt Signal einschalten, müsstest du das doch über einen Spannungsteiler passend abgreifen können.
Wenn du die Flanke andersrum brauchst, könntest du nen Inverter dazwischen schalten.

Aber wahrscheinlich habe 9ich die Fragestellung nicht richtig kapiert.

[robo_wolf]

wie ich schon versucht habe zu schreiben.
Die Lichtschranke liefert im geschalteten Zustand die Betriebsspannung.
In meinem Fall 12V.
Am PCF möchte ich aber das standartmäßige High (5V)durch das Lichtschrankenschalten auf Low ziehen.
Schaltet die Lichtschranke benötige ich an stelle der Betriebsspannung ein GND(Masse).

Die einfachste aber nicht sehr elegante Lösung wäre, ich schalte mit den 12V von der Lichtschranke ein Relais welches über den Schließer ein GND auf den Schaltkontakt liefert, der dann am PCF das High auf Low zieht.

Opto oder Transistor hört sich dann schon recht gut an.

Silvio

[kalledom]

Hallo,
die 12V über einen Widerstand 10...22k auf die Basis eines NPN-Transistors, den Emitter an GND und den Collektor an den Eingang des PCF. PullUp-Widerstand nicht vergessen, ist OC / Open-Collektor !.
Falls der Sensor bei 'nicht-auslösen' noch über 0,7V hat, zusätzlich einen Widerstand 4,7...22k von der Basis nach GND.
Wenn der Sensor auslöst und die 12V raus kommen, fließt Basisstrom, der Transistor wird leitend und am Collektor ist (fast) GND.

[recycle]

wie ich schon versucht habe zu schreiben.

Ich befürchte ich habe es immer noch nicht verstanden.



Die Lichtschranke liefert im geschalteten Zustand die Betriebsspannung.
In meinem Fall 12V.

OK. Wenn da 12V anliegen, müsstest du doch über zwei passende Widerstande in Reihe 5 Volt davon abgreifen konnen, oder???



Am PCF möchte ich aber das standartmäßige High (5V)durch das Lichtschrankenschalten auf Low ziehen.
Schaltet die Lichtschranke benötige ich an stelle der Betriebsspannung ein GND(Masse).

Wenn du an irgendeinen invertierenden Logikbaustein die abgegriffenen 5 Volt an den Eingang legst, schaltet der den Ausgang auf Low. Reicht das nicht?

[robo_wolf]

@recycle
denke schon das du es jetzt verstanden hast. :-)
Ich soll also mittels Spannungsteiler 5V (als Schalt-Signal) zu einem Logikbaustein legen, der mir das Signal invertiert.(klingt gu)
Leider kenn ich mich mit der Art Bausteinen nicht besonders gut aus.
Kannst du mir einen empfehlen, eventuell einen mit mehreren I/O´s?(Habe momentan 3 Lichtschranken)

Silvio

[gothmog]

ein standard-baustein ist der 74LS04: ein sechsfacher inverter
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls04.pdf
gruß
jonas

[robo_wolf]

@Jonas
Vielen Dank, schaut richtig gut aus.

Trotzdem habe ich noch ein Frage zu dem Baustein.
Als High-Level-Input erwartet er laut Datenblatt mindestens 2V.
Wieviel verträgt er höchstens...5V?
Bedeutet: Brauche einen Spannungsteile für die 12V.

Silvio

[shaun]

Wieso wollt ihr unbedingt Dutzende Transistoren verbauen, wenn es mit EINEM geht? Und wie es scheint, wurde das Problem gerade NICHT verstanden. kalledom hat ja geradezu eine Lötanleitung geliefert, mit der es klappt. Ein 74LS04 braucht für sicheres "low" 0,8V und dabei fliesst Strom aus dem Eingang heraus, der Spannungsteiler muss also reichlich niederohmig sein, etwas, was man bei geringen TTL-Kenntnissen sicher nicht berücksichtigt und dann ist der Frust groß. Bau mal die Schaltung mit dem Transistor dazwischen, da bist Du auf der sicheren Seite.

[robo_wolf]

@shaun
zieht der Spannungsteiler nicht automatisch den Eingang zu GND.
Wenn die Lichtschranke nicht schaltet, wirkt der Spannungsteiler dann nicht als PullUp-Widerstand?
Bei den Widerständen dachte ich an 6,8k und 4,7k.

[kalledom]

74LS-Typen werden am Eingang durch die interne Beschaltung nach High gezogen. Wieviel Ohm Du nach GND 'anlegen' mußt, um unter 0,8 V zu kommen, kann ich Dir nicht sicher beantworten, weil es auch hersteller-abhängig ist. Ich würde einem TTL-Baustein kein derartiges analoges Signal 'zumuten', es sei denn, er hat einen Schmitt-Trigger-Eingang, den der 74LS04 nicht hat.
Dann sei noch die Frage erlaubt, was passiert, wenn der Sensor plötztlich mit mehr als 12V betrieben wird oder aus anderen Gründen über 12V auf der Ausgangsleitung sind ?
Mit 680R + 470R den Ausgang des Sensors zu belasten, um damit einen µC-Eingang zu beaufschlagen ist mit 12V / (680+470) = 12V / 1150 = 10mA nicht die 'feine englische Art'.
Bei der 'Transistor-Variante' fließt je nach Basiswiderstand ein Strom von 0,5...1,2mA.
Wenn Du mehrere Sensoren betreiben möchtest, dann setzte für 38 Cent einen ULN2804A ein, der nichts anderes in sich verbirgt, als 8 NPN-Darlington-Transistoren mit Basisvorwiderstand für 6...15V.
Wegen Open-Collektor-Ausgängen auch hier nicht Pull-Up's am PCF vergessen.

[robo_wolf]

@Karl-Heinz,
Danke für deine Erklärungen.
Die von dir beschriebene Varianten mit dem ULN2804A klingt sehr gut.
(bin für alles offen)
Mit der Widerstandskombi 6,8k und 4,7k als Spannungsteiler würde ich auch bei 6V - 0,5mA und 15V - 1,3mA haben. Das würde die Lichtschranken doch auch nicht mehr belasten, als die Transitor oder die ULN2804A-Variante.

Noch ne Frage zu den ULN2804A:
Verstehe ich das richtig? Ich kann die 12V von den LS direkt an die Eingänge des ULN2804A anschließen?
Was kommt dann aus den Ausgängen an?
Habe mir das Pinning des ULN2804A angeschaut. 8 Eingänge, 8 Ausgänge, GND und Common Free Wheeling Diodes(Was mache ich damit?)
-> Glaub ich steh auf der Leitung..

Ich möchte 3 Sensoren(LS) betreiben und am PCF einlesen.
Die Pull-Up's am PCF sind obligatorisch. Offene Eingänge sind ja immer eine unnötige Störquelle.

[shaun]

Mit Deiner (hohen) Widerstandskombi hast Du aber wohl nie ein Low am Eingang eines 74LSxx, da bei low ein Strom in der Größenordung von einem mA aus dem Eingang heraus fliesst! Die Werte, die Karl-Heinz genannt hat, sind also schon ein Schritt in die richtige Richtung. Ich will diesmal aber nicht verschweigen, dass Du natürlich auch einen 74HC14 (CMOS-Version des 74LS14, ohne den Nachteil des hohen Eingangsstromes!) benutzen kannst, der bekommt dann den von Dir genannten Spannungsteiler verpasst und die Ausgänge kannst Du direkt an den PCF knoten, ohne Pullup. Der Vorteil hier: das Ding hat Schmitt-Trigger-Eingänge, die ca. bei 1/2 Ub, bei +5V-Versorgung also bei 2,5V schalten. Das bringt ein bisschen mehr Störsicherheit, wobei die Transistorvariante nicht wirklich schlechter ist.

[kalledom]

Hallo Silvio,
jetzt kennst Du bereits mehrere Varianten. Einige funktionieren wie z.B. Transistor, ULN..., 74HC14 und andere funktionieren schlecht oder gar nicht wie z.B. 74LS04.
Wenn die Sensoren galvanisch getrennt sein sollen, müssen Optokoppler zwischen Sensor und PCF. Der Sensor-Ausgang bringt dabei über einen Vorwiderstand die LED im Optokoppler zum Leuchten, wodurch 'auf der anderen Seite' ein Transistor mit Open-Collektor leitend wird. Der Rest dürfte Dir jetzt bekannt sein.
Der Vorteil beim Transistor / ULN ist, dass kein Spannungsteiler berechnet werden muß, sondern nur 5...30V an den Basis-Vorwiderstand / direkt an die Eingänge des ULN2804 angelegt werden und am Collektor der GND durchgeschaltet wird.
Der Pin mit den gemeinsamen Dioden beim ULN wird nur dann an Plus angeschlossen, wenn ein induktiver Verbraucher wie z.B. Relais, Motor, Magnetventil, etc. geschaltet wird; es sind Freilaufdioden.
Allerdings empfehle ich immer eine Freilaufdiode direkt 'vor Ort' anzubringen, damit die Induktion am Entstehungspunkt 'vernichtet' wird und nicht als Störimpuls über die Leitungen bis zum Transistor gelangt.
Der ULN kann übrigens bis 500mA direkt schalten, wobei ich ihm nur 300mA zumuten würde.

[robo_wolf]

vielen Dank für die super Lösungsvorschläge.
Ich werde mal eine Platine mit den angesprochenen 74HC14(die CMOS- Version) aufbauen.
An die Opto-Variante hatte ich auch schon gedacht.
Ich wollte aber nicht all so viele Bauteile für die Schaltung verbauen.

PS.
Muß leider gestehen, daß meine Elektronikkenntnisse doch ein wenig eingerostet sind.... aber es wird langsam wieder :-)