Schaltplancheck: Ausgangskarte

[Arme Sau]

Hi,

ich hab mal wieder einen Schaltplan bei dem ich mir nicht sicher bin, ob das so funktioniert. Für die Ansteuerung von elektrischen "Geräten" (Relais und so was) hab ich mir eine Art Ausgangskarte für den µC ausgedacht.
Naja, nehmen wir mal den OK1A als Beispiel. Wenn der Ausgang am µC, der an X5-1 angeschlossen ist, auf 1 gesetzt wird (also Low-Pegel am Pin) schaltet der Optokoppler. Damit kann ein Strom über die Klemmen X4-1 und X3-1 (da ist z.B. das Relais zwischen) fliessen. Die Dioden sind da um Verpolung zu vermeiden.

Das müsste doch so funktionieren, oder?

Der 10k Widerstand ist zur Sicherheit da um Kurzschlüsse zu verhindern. Aber, müsste da nicht ein 1k reichen?

P=U²/R
P=12²V/1000Ohm
P=0.144W
Da P < 1/4W sollte da auch ein 1k Widerstand gehen...?

AS

[bad-joker]

Hai
Sieht doch ganz gut aus. Hab allerdings ne Frage.
Falls die Optokoppler durchschalten muss dein yC 66mA liefern. Ist das nicht ein wenig viel? Andererseits haben dann deine Ausgänge, z.B. Relais, nur 1.2mA zum Schalten, was ich wieder als zu wenig ansehe. Bin mir jetzt nicht ganz sicher aber ich glaube meine Relais würden damit nicht funktionieren. Ich glaube ja dass die Wiederstände an der Ein- und Ausgangsseite vertauscht sind.
Gruss
Thomas

PS: Vergiss eventuelle Freilaufdioden an den Relais nicht

[uwegw]

Falls die Optokoppler durchschalten muss dein yC 66mA liefern

wieso das? der widerstand für die leds der optokoppler sind genau wie sie sein müssen damit 20mA fließen...

Andererseits haben dann deine Ausgänge, z.B. Relais, nur 1.2mA zum Schalten, was ich wieder als zu wenig ansehe. Bin mir jetzt nicht ganz sicher aber ich glaube meine Relais würden damit nicht funktionieren

hinter den optokopllern müssen auf jeden fall noch transistoren kommen damit man ein relais geschaltet bekommt... und die widerstände auf der ausgangsseite müssen dann so groß sein dass der nachgeschaltete transsistor noch voll durchschalten kann...

[Arme Sau]

Mmmhhh... Transistoren...
Die waren mir schon immer suspekt. Naja, ich versuch es mal.

Also für den Ausgang des Optokopplers (12V) nehme ich zB einen BC 237. Der hat laut Datenblatt:

Verstärkung von 10 (hoffentlich das DB richtig interpretiert ),
Icmax von 100mA
also muß ich einen Ib von 10mA erzeugen.

Um bei 12V einen Strom von 10mA zu bekommen, brauchts einen 1,2kOhm Widerstand. (Einzig die Spannung die am Optokopplerausgang abfällt weiß ich jetzt gerade nicht. Ich idealisiere jetzt mal und sag das fällt nix ab. Schau morgen ins DB und berechne das dann mit.)

Also würde jetzt ein Strom von ca. 100mA über die CE-Strecke fliessen können und ca. 12V an den Klemmen X3-X4 anstehen, oder?

Wenn das nicht reicht, müste ich wohl einen anderen Transistor (mehr Verstärkung, bzw. mehr CE-Strom) nehmen, nicht wahr?

AS

[bad-joker]

@uwege
Ja du hast recht. Ich habe für die Berechung des Stromes ansetelle von 5V, 12V genommen (X12 falsch interpretiert ). Falls mans genau nimmt muss man allerdings nicht nur den Spannungsabfall am Ok (bei 20mA max 1.4V) berücksichtigen sondern auch den an der Diode (0.7V). Daraus ergibt sich dann ein Strom von ca. 16mA. Hab kurz das Datenblatt vom Sharp PC827/PC847 getcheckt.
www.r2d2.faith.pl/zdjecia/pc827.pdf
Die empfehlen einen Strom vom 50mA. Der Widerstand müsste also entsprechend gleiner gemacht werden, ca. 58Ohm.
Nachdem an die Ausgangseite sowiso Transistoren geschalten werden, frage ich mich ob es nicht sinnvoll wäre diese direkt an die Ausgänge des yC zu schalten. Auser man will eine galvanische Trennung.
Gruss
Thomas

[Arme Sau]

Also sollte ich immer an den Max-Wert herangehen? Im Bereich "electro-optical" wird nämlich mit einem Strom von 20mA gearbeitet.

Was könnt Ihr denn zu meiner Transistorschaltung sagen? Kann das so funktionieren? Ist der Transistor ok?

AS

[Klaus_0168]

Hi Arme Sau,

die Transistorschaltung wird funktionieren.
Es ist nur üblich, die Transistoren bei reinen Schaltfunktionen zu übersteuern, d.h. den Basisstrom um den Faktor 3 - 5 höher als erforderlich zu wählen. Damit wird der Transistor in die Sättigung gefahren und die Kollektor-Emitterspannung geht mit Sicherheit auf ca. 0.2 Volt runter; der Transistor ist voll durchgeschaltet.

Gruß Klaus

[teslapower]

Es ist auch üblich mit dem NPN das Relais gegen Masse zu schalten, da
du ja sonst den Spannungsabfall über das Relais mit einbeziehen musst!
Außerdem hat der BC237 normalerweise ca. 400x Verstärkung!
Und natürlich die Freilaufdioden nicht vergessen!

MFG teslapower

[Arme Sau]

Jetzt hab ich mich mal mit dem Thema "Relaisansteuerung durch Transistoren" auseinandergesetzt. Dabei bin ich auf einige interessante Threads gestossen. So wie es ausschaut ist die Verwendung eines PNP-Transistors (BC55 die beste Methode.

Dazu hab ich dann mal eine Beispielschaltung als Basis für meine "Ausgangskarte" genommen. Einige dieser Schaltungen - auf einer Platine zusammengefasst - werden dann wohl diese Karte ergeben. Ich möchte jedoch keine Relais auf der Platine haben, da ich 12V-Koppelrelais verwenden möchte, um keine 230V auf der Platine zu haben. Das ist zwar teurer aber auch sicherer. Daher werden wohl zwei Klemmen auf das Board kommen, an die das Relais angeklemmt wird. Oder auch nur eine und die Rückleitungen werden auf Klemmen zusammengefasst und gemeinsam auf die Platine geführt. Mal schauen.

AS

[Klaus_0168]

Hi Arme Sau,

es gibt da ein Problem.
Der uC hat im Optimum am Ausgang Spannungen von 0 bis 5V die an den Pin X1 weitergegeben wird.
Der Transistor wird niemals sperren. Das Relais wird immer angezogen sein. Rechne die Schaltung mal mit den zur Verfügung stehenden Spannungen an Pin X1 aus.

Versuche das Ganze mal mit einem NPN-Transistor und drehe die Zeichnung in der Horizontalen.

Gruß Klaus