Hallo Ihr,
leider bin ich im Bereich Elektronik nur ein interessierter Laie und benötige etwas Hilfe.
Ich möchte die Weichenlage von C-Gleisweichen mit Optokopplern über Rückmelder in der Software anzeigen lassen. Das Grundprinzip ist mir klar, darüber wurde ja hier schon viel geschrieben. Stichwort Rückmeldung mit LEDs. Mir geht es jetzt ums Detail und die Dimensionierung.
Als Optokoppler habe ich den LTV 847 im Einsatz (4fach). Wie muss ich den Vorwiderstand dimensionieren, damit die LED sicher anspricht, aber auch kein zu hoher Strom fließt und den Widerstand (1/4W) übermäßig erhitzt. Als Spannungsversorgung nutze ich einen Standard Märklintrafo mit ca. 18V AC.
Da ich mit Wechselstrom schalte bin ich mir auch nicht sicher, ob ich eine Schutzdiode benötige. Eigentlich wird die Spannung durch den vorgeschalteten Widerstand ja soweit reduziert, das die andere Halbwelle die LEDs des Optos nicht gefährden kann. Gemäß Datenblatt verträgt der Opto max 6V "Reverse voltage"
Im Rahmen von Versuchen habe ich schon alles mögliche von 680 - 10KOhm ausprobiert. Bei zu großen Widerständen flackert die LED teilweise.
Grundsätzlich ist mir auch das Ohmsche-Gesetz bekannt um den Vorwiderstand zu berechnen, wie sieht das aber bei AC aus, vor allen Dingen wenn nur eine Halbwelle genutzt wird. Stichworte sind hier Spitzen- und Effektivwert. Ein normale Multimeter hilft da auch nur begrenzt weiter um die Messgrößen zu ermitteln.
Ihr seht hoffentlich an meinen Ausführungen, dass ich mich bemüht habe, mich mit dem Thema vertraut zu machen und nicht einfach nur dumme Fragen stelle, die man auch einfach googlen kann. Der Teufel liegt nur wie so häufig im Detail.
Hoffe auf Eure Unterstützung
Gruß Marc

Hi,

Du brauchst schon eine Schutzdiode in der "rückwärts" Richtung, da der Strom, der normal in Reverserichtung fließt sehr viel niedriger ist (ideal gegen Null) geht auch die Spannung gegen deine Versorgungsspannung von 18V! was definitiv zuviel für deinen Optokoppler ist. Nimm einfach eine Diode und schalte die in Gegenrichtung zur LED im Optokoppler und alles ist gut.

Gruß,

Michael

Hallo Michael,
das hilft mir schonmal weiter, besten Dank für den Tip.
Nun habe ich noch das Problem mit der Dimensionierung des Vorwiderstands.

Gruß Marc

Hallo Marc,

zuerst schau mal nach, was die LED vom Optokoppler an max. Strom ertragen kann.
Ich schätze da mal ca. 20mA.
Dann rechnen wir mal 18VAC * Wurzel 2 ( = 1,414) = ca. 25V. Das ist die Spitzenspannung. Gem. U = R*I folgt -> R = U/I also -> 25V / 20mA (bzw. bei dir der max. Strom vom Koppler) = 1,2kOhm. Das ist also der kleinste Widerstand, den du dann nehmen darfst. Sonst fliesst zeitweisse ein Strom von mehr als 20mA.
So, jetzt nimmst du einen Poti, meinetwegen ca. 20kOhm, dann den 1,2k Widerstand in Reihe, die Schutzdiode dazu und dann noch den Optokoppler. Am Poti kannst du jetzt bedenkenlos von min bis max drehen, ohne dass etwas kaputt geht. Der 1,2k begrenzt den max. Strom auf Werte kleiner 20mA wenn der Poti auf Null gedreht ist.

Dann einfach mal das Gleis "belegen", und mit dem Poti von max her so lange in Richtung min drehen, bis der Belegtmelder sicher "ein" meldet ohne Flackern. Dann nimmst du das Multimeter und misst den Widerstand des Potis. Jetzt der Sicherheit halber den Potiwert noch halbieren, 1,2kOhm dazuzählen einen geeigneten Wert, der nahe genug am errechneten Wert aus der E-Reihe liegt raussuchen und schon hast du den geeigneten Vorwiderstand für den Optokoppler.

Gruss

est2fe

Hallo Marc,

Zitat von MarcH

---

Da ich mit Wechselstrom schalte bin ich mir auch nicht sicher, ob ich eine Schutzdiode benötige. Eigentlich wird die Spannung durch den vorgeschalteten Widerstand ja soweit reduziert, das die andere Halbwelle die LEDs des Optos nicht gefährden kann. Gemäß Datenblatt verträgt der Opto max 6V "Reverse voltage"

---

Diese Annahme ist nicht richtig. In der Sperrichtung fliesst kein Strom durch die LED und bei Reihenschaltung des Widerstandes auch kein Strom durch den Widerstand. Aus diesem Grund fällt am Widerstand auch keine Spannung ab (ohmsches Gesetz). Das heisst, die LED kriegt in Sperrichtung die volle Spannung des Trafos ab. Das sind hier etwa 18V eff. Also deutlich zuviel.

Etwas anderes: Dadurch, dass die LED im Optokoppler in Sperrrichtung ja auch nicht leuchtet und somit nur in der positiven Halbwelle, wird dieses 50Hz Pulsen auch auf den Ausgangstransistor übertragen. Was du auch immer mit dem Optokoppler ansteuerst, wird im 50Hz Takt ein- und ausgeschaltet. Ist dies ein weiteres LED, dann flackert es, selbst wenn diese Speisung eine saubere Gleichspannung ist.

Für Wechselstrom gibt es Optokoppler, die intern eine antiparallel geschaltete LED haben. Dann leuchtet während der einen Halbwelle dieeine LED, während der anderen Halbwelle die andere LED, was ein deutlich besseres Durchschalten ergibt. Ausserdem muss man die Optokoppler LED nicht vor zu grosser Sperrspannung schützen, da sie immer leitend ist.

Hallo zusammen,

ein Einfach-Opto (also kein teurer Signal-Opto) ist nur grenzwertig für die Verarbeitung von Digitalsignalen geeignet. Bei DCC oder MM evtl noch als träger Detector (Belegtmelder), aber nur wenn eine weiter Elektronik den Zustand stabilisert. Für Datenübertragung auf kein Fall mehr.

Sehr gur geeignet sind Billig-Optos für echten DC oder echten AC (50/60HZ). A 1 kHz lässt Ihre Übertragung nach, bei 10 kHz ist praktisch Schluss mit lustig. Das sollte man bei der Dimensionierung des Diodenstroms neben dem CTR unbedingt beachten. Vermutlich sind Nachverstärker erforderlich , um aus dem wenig Opto Strom am Ausgang noch was brauchbares zu machen.

Ansonsten sehe ich es wie Martin, der Haupvorteil des AC-Billig-Opto liegt in seiner Robustheit .

Alles nicht so einfach wie man sich das wünscht. Datenblatt bitte vollständig und anwendungsbezogen genau lesen.

Für ein qualifizierte Dimensionierung des Vorwiderstand braucht es auch genaue Vorgaben zur Anwendung, z.B. als Schaltbild zur Anwendung.

Grüße Frank

Hallo Ihr,
vielen Dank für die Unterstützung. Langsam sehe ich klarer.

@est2fe
ausgezeichnete Idee, habe ich ausprobiert, derzeit habe ich bei 2,4k noch ein stabiles Signal.

@Martin
Das mit der Diode in Sperrrichtung habe ich verstanden, also kommt die mindestens in die Schaltung. Das mit den 50Hz Pulsen ist in meinem Fall kein Problem, weil das Ausgangssignal an einen Enkoder geht der eine softwaremäßige Ausschaltverzögerung hat, wenn die auf 50ms eingestellt ist, sollte das Signal stabil sein.
Wie ist die Bezeichnung für einen AC-Opto, ich habe mal bei Reichelt geguckt, aber keinen gefunden. Das wäre natürlich die bessere Lösung.

@Frank
Es geht hier nicht um Datenübertragung, ich möchte einfach nur das Signal der Endabschaltung von C-Gleis Weichenatrieben auswerten. Die Ausgangsseite soll einfach nur gegen Masse geschaltet werden, wenn ein Eingangssignal anliegt. Das ergibt dann das Eingangssignal für den Enkoder.
Ich würde gerne ein Bild der Schaltung anhängen, bekomme aber die Fehlermeldung, dass png- und jpg-Dateien nicht erlaubt sind.

Gruß Marc

Hallo March,

z.B. bei Farnell gibt es die HCPL 814,824,844 als einfache Optos mit AC-Eingang.

Zitat

---

dass png- und jpg-Dateien nicht erlaubt sind.

---

Ich würde sie nach imageshack hochladen.

Wenn man sich da unter seiner EMail ein Konto anlegt, hat man alle hier eingestellte Bilder unter "Mein Bilder".

Bis zu einer Grösse vom 800 mal 600 kan man sie hier als "Direct-Link" direkt sichtbar werden lassen, darüber hinaus als Link.

Dein Vorgehen würde mich sehr interessieren, ich denke um die im C-Antrieb verbauten Endabschlater zu nutzen braucht es einen kleinen permanenten "Prüfstrom" am Decoder "vorbei", der aber den Ferrit des Antriebes noch nicht wirklich bewegt.

Ein Opto braucht im Vergleich zum Transistor viel Strom am Eingang und viel Last am Ausgang um halbwegs schnell genug zu werden. Viel Strom als Prüfstrom magnetisiert ggf noch den den MA-Ferrit. Mit viel Strom meine ich jetzt 10 bis 50 mA.

Der Benefit des Optos liegt in der Potentialtrennung, und die Frage ist meist, ob die im jeweiligen Fall erforderlich ist.

Grüße Frank

Hallo,
besten Dank für Eure Unterstützung. Ich habe mitlerweile den LTV 824 bei R* gekauft. Leider haben die den 844 nicht.
Die ersten Ergebnisse sind sehr überzeugend, jetzt geht es nur noch um den Vorwiderstand.
Angeschlossen an einen Standard-Märklintrafo (ca. 18V Leerlauf) fließen 1,7 mA Strom bei 10kOhm.
Jetzt die Frage, reicht das aus? Ich möchte den Strom möglichst gering halten, damit die Widerstände sich nicht erwärmen und auch der Ferrit nicht wesentlich magnetisiert wird.

Gruß Marc

Hallo Marc,

Zitat von Marc

---

Ich habe mitlerweile den LTV 824 bei R* gekauft. Leider haben die den 844 nicht.
Die ersten Ergebnisse sind sehr überzeugend, jetzt geht es nur noch um den Vorwiderstand.
Angeschlossen an einen Standard-Märklintrafo (ca. 18V Leerlauf) fließen 1,7 mA Strom bei 10kOhm.
Jetzt die Frage, reicht das aus? Ich möchte den Strom möglichst gering halten, damit die Widerstände sich nicht erwärmen und auch der Ferrit nicht wesentlich magnetisiert wird.

---

eine genaue Antrwort erfordert wie schon gesagt die gesamte Schaltung, rechts wie links vom Opto, denn die Unabhängigkeit beider Seiten ist eine Mythos.

Der Transfer-Ratio dieses Optos beträgt zwischen 20% und 300% .

Ich würde nun mal folgendes raten:

Ist der zu detektierende Teststrom AC oder auch DC, dann lass 5mA durch die LED fliessen :
Bei 18V also 3,3KOhm

Ist der zu detektierende Teststrom digital (unüblich , meineswissens aber bei k83), dann lass mindestens 20mA oder max 50 mA durch die LED fliessen :
Bei 18V also max 1kOhm oder min 330 Ohm.

Grüße Frank

Hallo Frank,
danke für die schnelle Antwort.
Ich hoffe, dass ich das mit dem Einstellen von Bildern noch hinbekomme.
Die Schaltung ist aber recht einfach, die Eingangsseite habe ich ja schon beschrieben und die Ausgangsseite schaltet einfach gegen Masse. Das Signal wird dann von einem Rückmelder dedektiert.

Was genau bedeutet "Transfer-Ratio"?

Der Teststrom ist AC, also werde ich Deiner Empfehlung folgen und einen 3,3kOhm Widerstand (oder was vergleichbares in der Größenordnung, ich glaube ich habe nur 3 und 4 kOhm verfügbar) verwenden.

Gruß Marc

Hallo Marc,

Zitat

---

Was genau bedeutet "Transfer-Ratio"?

---

Die Transfer Ratio , auch CTR genannt, gibt an wieviel Strom auf der Transistorseite bei gegebenen Diodenstrom IF maximal fliesst .

z.B
Durch die Diode des Optos fliesst 5mA, CTR wäre grösser 20%, dann könnten 5mA * 20% = 1mA oder mehr durch den Transistor an der anderen Seite fliessen.

Man kann sich daraus , je nach Schaltung auf "Empfänger" -Seite auch eine Widerstand berechnen, dem der Transistor im durchgeschalteten Zustand entspricht. z.B.: Es liegen am Transitor 5V Spannung an , und bei einem Diodenstrom von 5mA fliessen wg. CTR mindestens 1mA. Das würde bedeuten, das der durchgeschaltete Transistor einem Widerstand von max 5kOhm entspricht.

Dieser Widerstand wäre wichtig für die Auslegung eines empfangsseitigen Spannungsteilers zur Beschaltung des Logik-Eingangs der Auswertung oder der Anzeige.

Grüße Frank