Optokoppler-Fragen

#1 von Gelöschtes Mitglied , 23.09.2023 23:19

n'abend,

ich habe
"5V Flip-Flop Latch Relay Module Bistable Self-locking Switch for Arduino NEW"
wird gesteuert durch Impulse entweder mit Tastern oder mit Arduino.

Diese Relais haben Nur 1 x Ein/Aus und schalten Fahrstrom, bei meiner N-Anlage rein DC,
bei der H0-Anlage (Märklin-Digital-Startset) wohl mfx.

Leider schalten die Relais nicht nur durch Tasterdruck oder Impuls vom Arduino,
sondern auch mal bei geringsten Spannungsschwankungen, sodaß der Schaltzustand undefiniert ist,
da er nicht allein aus dem Sketch-gemäßen Verhalten abgeleitet werden kann.

Also brauche ich eine andere Rückmeldung des Schaltzustandes. Die absolute Trennung von der Steuerung durch Arduino
vom Fahrstrom soll aufrecht erhalten bleiben.

Dafür wäre eventuell der Optokoppler (OK) 6N137 geeignet.
Den würde ich mit seinem Eingang über einen Spannungsteiler (16V auf 5V) an den Relais-Ausgang legen, parallel zum Gleisanschluss.

Aber was wird zwischen Ein- und Ausgang des OK übergeben :
- bei Rein-DC wohl Spannung hoch/niedrig (HIGH/LOW), direkt wieder Arduino lesbar...
- bei mfx : das mfx-Signal ? Das müßte ich wohl durch ein RC-Glied (ähnlich wie bei Gleichrichter an Netztrafo-Sekundärseite) glätten,
um brauchbare High-/LOW-Pegel für den Arduino zu bekommen ?

Mit dem High-/LOW-Signal soll an eine wahrheitsgemäße Zustandsanzeige auf meinem selbstgebauten Stellwerk erfolgen und später
auch mit Hilfe von Mini-Reflex-Lichtschranken eine mehr oder weniger aufwändige Steurung umgesetzt werden...

was meint Ihr dazu ?

dazu noch ein schematisches Bild..Bild entfernt (keine Rechte)


zuletzt bearbeitet 23.09.2023 23:43 | Top

RE: Optokoppler-Fragen

#2 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 08:07

und wieso stand dann der zitierte Zusatz "Bild entfernt." da drin ? hä ?



RE: Optokoppler-Fragen

#3 von rhb651 , 24.09.2023 08:49

Ich sehe ein Bild und sehe diesen Satz nicht


Viele Grüße,
Achim
rhb651


 
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RE: Optokoppler-Fragen

#4 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 08:57

er stand aber drin ! Ääährlich !
Aber nun is ja wieder alles gut..
wünsche schönen Sonntag !



RE: Optokoppler-Fragen

#5 von Häisbischer , 24.09.2023 09:04

Moin Wolf,
wenn Du statt des 6N137 einen LTV814 nimmst, bekommst Du auch bei wechselnder Polarität ein Ausgangssignal am Opto.
Einen schönen Sonntag
Ernst

Edit: Zu Deiner Zeichnung: Auf der Diodenseite den Vorwiderstand nicht vergessen


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RE: Optokoppler-Fragen

#6 von volkerS , 24.09.2023 12:13

Hallo Wolf,
ist das auf deinem Modul verwendete Relais mit einer oder 2 Spulen (mono- / bistabil)? Wenn monostabil schalte doch die Led (mit Vorwiderstand) des Optokopplers (PC817) einfach an die Relaisspule. Am Ausgang des Optokopplers hast du dann ein statisches Signal.
Volker


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RE: Optokoppler-Fragen

#7 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 16:35

hallo allerseits,

is schon n guter Tipp mit dem

Zitat von Häisbischer im Beitrag #5
LTV814
..als LTV844 platzsparend verwendbar und
durch die einfache Schaltung leicht integrierbar ! Vieken Dank !

weiß nich genau, wieviel Spulen der hat .. schaltungsmäßig für mich Arduino-kompatibler Elektronikbaustein (Flip-Flop)

wenn ich nur mal eine umfassende Übersicht über viele solcher Bausteine/Module hätte..bisher erfahre ich nur durch zufälliges Lesen,
was es so alles gibt...natürlich ist das auch dem Fortschritt unterworfen...



RE: Optokoppler-Fragen

#8 von volkerS , 24.09.2023 16:51

Hallo Wolf,
mal nachgesehen,

Zitat von lupus51 im Beitrag #1
5V Flip-Flop Latch Relay Module Bistable Self-locking Switch for Arduino NEW

hat ein monostabiles Relais. also kannst du die Led des Optokopplers an die Relaisspule klemmen.
Welchen "Vorteil" dir diese Schaltung gegenüber der direkten Ansteuerung des Relais bringen soll entzieht sich mir, zumindest zusammen mit dem Arduino.
Für den Baustein benötigst du für jeden Wechsel einen Impuls und weißt ohne Rückmeldung nicht wie das Relais steht.
Steuerst du ein Relais direkt an (statisch) ergibt sich dies aus der Software.
Einziger Vorteil du kannst das Relais mit einem Taster autark ein/aus steuern.
Achtung, in den Bildern ist 5V schwarz und Masse und der nach Masse schaltende Trigger rot dargestellt.
Volker


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zuletzt bearbeitet 24.09.2023 | Top

RE: Optokoppler-Fragen

#9 von Häisbischer , 24.09.2023 17:06

Hallo Wolf,
was hälst Du davon:
Ausgang Ardi auf Eingang CD4013/74HC4013 oder 7474/LS74/HC(T)74/7475/74LS75/74HC(T)75, dessen Ausgang auf Eingang ULN2803/4 und daran kannst Du jedes monostabile Relais (auch mit höherer Spannung als 5V) mit 2 oder mehr Kontakt-Ebenen anschließen.
Das von dem

Zitat von lupus51 im Beitrag #1
"5V Flip-Flop Latch Relay Module Bistable Self-locking Switch for Arduino NEW"
verwendete Relais hat eine vergleichsweise hohe Verlustleistung (scheint ein monostabiler Typ zu sein).
Grüße
Ernst


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RE: Optokoppler-Fragen

#10 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 17:10

das von angegebene Relais-Modul zieht Nur Strom beim Schaltimpuls, also so im Bereich 30milliSekunden..da dürfte die Verlustleistung
kaum eine Rolle spielen, denke ich mal..

da es ein verschlossener Kasten ist ("Bluebox" statt Blackbox), kann man nicht sehen, was drin ist


zuletzt bearbeitet 24.09.2023 17:13 | Top

RE: Optokoppler-Fragen

#11 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 17:21

hallo ernst,

danke für deinen Hinweis, hatte den LVT844 jetzt aber schon bestellt..

wahrscheinlich darf auch für die antiparallel geschalteten Dioden ein Vorwiderstand Nicht vergessen werden !?

Sonst gibts allenfalls Rauchzeichen, auf jeden Fall Stromabfall für den Sondermüll



RE: Optokoppler-Fragen

#12 von volkerS , 24.09.2023 17:23

Hallo Wolf,
ich sehe folgendes Relais (blaue Kasten):
SRD-05VDC-SL-C
Das ist leider ein stinknormales monostabiles 5V Relais mit 70 Ohm Spulenspannung (~71mA Strom)
Also benötigt die Schaltung bei "Ein" mindestens >75mA da ja auch der 4-beinige IC Strom zum Betrieb benötigt.
Volker


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RE: Optokoppler-Fragen

#13 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 17:28

"SRD-05VDC-SL-C" stimmt, allerdings ist da ein 6-beiniges Teil und noch n Teil mit 2 "Beinen"..



RE: Optokoppler-Fragen

#14 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 17:33

geb mal zur allfälligen Kenntnis meinen anderen Thread "Relais-Schnittstelle ohne Dauerstrom"..
also war ich schließlich der Meinung, das da nur kurz Strom durch Impuls fließt..



RE: Optokoppler-Fragen

#15 von volkerS , 24.09.2023 18:18

Hallo Wolf,
2-beinig = Diode
6-beinig, so etwas gibt es auch 5- oder 4-beinig ist der Flip/Flop-IC der den massebezogenen Trigger-Puls in die Schaltspannung fürs Relais wandelt.
Bei diesen Schaltungen ist das Relais nach Abschalten der Anlage immer abgefallen, entgegen eines bistabilen Relais, das merkt sich die letzte Stellung.
Bistabile Relais benötigen immer nur einen Schaltpuls zum Umschalten von ca.0,1sec. Geht oft schneller aber wenn zu kurz kanns auch zu Fehlfunktionen kommen.
Volker


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RE: Optokoppler-Fragen

#16 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 19:33

ja, volker,
die Impulslänge kann ich aber mitm Sketch steuern - delay(30) zwischen LOW und HIGH scheint gut zu passen..



RE: Optokoppler-Fragen

#17 von Gelöschtes Mitglied , 24.09.2023 20:48

n'abend,

immer noch schwebt mir das PRoblem der Bauteilauswahl vor,
wenn ich nur mal eine umfassende Übersicht über viele solcher Bausteine/Module hätte..mit kurzer treffender Funktionsbeschreibung..
bisher erfahre ich nur durch zufälliges Lesen, was es so alles gibt

ob Elektronikfirmen solches Wissen rausrücken, bezweifle ich..evtl Fach-/Hochschulen ?
oder Verlage ?



RE: Optokoppler-Fragen

#18 von Gelöschtes Mitglied , 25.09.2023 07:02

moin,

wovon träume ich nachts ?

hatte jedenfalls die "zündende Idee", zusammen mit den eingebauten OK den Sketch um eine selbstkorrigierende
Funktion zu ergänzen :

das Problem wie im Threadstart geschrieben ist, daß die bistabilen Relais ggf ungewollt umschalten.
Abhilfe :
1.) ein Taster (mechanisch oder elektronisch mit TTP223) stellt einen bestimmten Sollzustand ein, der mittels LED gemeldet wird.
2.) Dann erst wird dem Relais ein Impuls gesendet, der dessen Zustand ändert.
soweit vorhanden..,
jetzt Neu :
3.) Es wird der Istzustand geprüft, ob er mit dem Sollzustand übereinstimmt.
4.) Gibt es einen Unterschied,wird dem Relais nochmals ein Impuls gesendet,
der es in den Sollzustand steuert.

ist das schon sowas wie KI ?



RE: Optokoppler-Fragen

#19 von Gelöschtes Mitglied , 25.09.2023 08:17

moin allerseits,

nochmal grundsätzliches..
habe im Thread RE:

1
 
Nun will ich es wissen: Was kommt "hinten" raus? ]
 


gelesen :

1
2
 
Die Zentrale verarbeitet die Gleichspannung und gibt hinten Impulse aus, welche durch den Booster verstaerkt werden.
Diese rechteckfoermigen Impulse durchschreiten im Fall der digitalen Modellbahnsteuerung periodisch die 0-Linie, also ist es eine Wechselspannung (AC), die hinten herauskommt. Das ganze unabhaengig vom Protokoll (MM oder DCC).
 



zu meinem Thread :
Der Oktokoppler-Typ LVT84x hat ja eingangsseitig antiparallel geschaltete Leuchtdionden, die also - je nach Frequenz des Signals - intermittierendes Licht
liefern, der ausgangsseitige Optokoppler macht daraus ein ebenfalls intermittierendes Signal,das aber gleichstrommäßig ist, also es gibt nur noch ein
pulsierendes Gleichstromsignal !?
Richtig ?

Wie schon geschrieben , müßte dies für die Auswertung geglättet werden, damit der Arduino-Eingang nur noch HIGH-/LOW-Pegel bekommt.
Man kann da wohl viel Aufwand betreiben, aber erstmal müßte ich wissen, von welcher Frequenz ich da ausgehen muß..man kann ja R/C-Filter entsprechend berechnen..
dann gibt es noch aktive Filter in Form von Operations-Verstärker-Schaltungen..

was würdet Ihr machen ?



RE: Optokoppler-Fragen

#20 von Stahlblauberlin , 25.09.2023 09:28

Echte bistabile Relais haben entweder zwei Spulen oder werden mit wechselnder Polarität umgeschaltet. Erster lassen sich einfach von Microcontrollern mittels zweier Transistoren ansteuern, bei letzterem ist es etwas komplizierter. Bei einem Monostabilen Relais mit einem vorgeschaltetem Flipflop sorgt natürlich jeder Wackler dafür das das Relais abfällt.
Zu der Optokopplerthematik: Wenn du ein digitales Gleissignal via Optokoppler mit antiparallel geschalteten Sendedioden auswertest hast du am Ausgang ein fast sauberes Gleichspannungssignal. Mit einem kleinen Kondensator von vielleicht 0,1µF gegen GND am Ausgang des Optokopplers ist das Signal sauber.


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RE: Optokoppler-Fragen

#21 von Häisbischer , 25.09.2023 09:32

Ergänzung zu Stahlblauberlin
wenn Du den Opto die 5V schalten läßt und noch zwischen Opto-Emitter und Kondensator eine Diode (1N4148) schaltest, hat Du ein astreines Gleichspannungssignal

Grüße
Ernst


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RE: Optokoppler-Fragen

#22 von Stahlblauberlin , 25.09.2023 10:12

Zitat von Häisbischer im Beitrag #21
wenn Du den Opto die 5V schalten läßt und noch zwischen Opto-Emitter und Kondensator eine Diode (1N4148) schaltest, hat Du ein astreines Gleichspannungssignal

Ausgang eines Optokopplers ist, sofern nicht mehr Elektronik wie ein Schmitt-Trigger verbaut ist, immer der Kollektor. Das Signal am Emitter ist stark von der Ansteuerung abhängig, wenn man das braucht ist es gut, wertet man digital aus eher schlecht.
Hintergrund: Ein NPN-Transistor schaltet durch wenn die die Spannung an der Basis um ca. 0,6-0,7V über der des Emitters liegt. Hängt die Last am Emitter muss die Spannung an der Basis, in diesem Fall die Lichtintensität, um die Spannung über die Last höher sein. Mit Last am Emitter ist die Spannung am Emitter immer die Basisspannung - 0,6V, die Schaltung läuft dann als Emitterfolger.
Klassisch ist der Emitter an GND und der Kollektor via PullUp-Widerstand an UB+ gelegt, dann hat man einen sauberen Activ-Low-Ausgang. Anstelle des PullUp-Widerstandes kann natürlich auch eine kleine Last wie eine LED samt Vorwiderstand hängen. Für ein sauberes Signal sollte man Optokoppler ohne interne Signalaufbereitung mit nicht mehr als 5mA belasten sofern nicht anderweitig spezifiziert. Braucht man ein Active-High-Signal, am besten so belastbar das man ein Relais schalten kann einen PNP-Transistor, z.B. BC237, samt Basiswiderstand an den Ausgang/Kollektor, Emitter an Plus, Relaisspule samt Freilaufdiode an den Kollektor des PNP-Transistors.
Werte ich Optokoppler aus nutze ich meist Schmitt-Trigger/Inverter, 74HC14 z.B. Damit habe ich ein richtig sauberes Signal das sich dank des Schmitt-Trigger-Eingangs der Inverter auch hervorragend filtern lässt.


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zuletzt bearbeitet 25.09.2023 | Top

RE: Optokoppler-Fragen

#23 von Häisbischer , 25.09.2023 10:39

Hallo Stahlblauberlin

selbstverständlich schaltet ein normaler als diskretes Bauteil vorhandener NPN-Transistor durch wenn die Spannung an der Basis um ca. 0,6-0,7V höher ist.
Hier geht es aber um einen Opto-Transistor eines LTV8x4, der hat keine Basis.
Solche Optokoppler kann man ausgangsmäßig entweder Emitter an GND oder Kollektor an +Vb anschließen.

Grüße
Ernst


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RE: Optokoppler-Fragen

#24 von Häisbischer , 25.09.2023 10:48

Nachtrag zu #21:
Parallel zum Kondensator muß noch ein (relativ hochohmiger) Widerstand geschaltet werden, damit bei Ausbleiben der Spannung vom Optokoppler ein "Low"-Signal erkannt werden kann.
Grüße
Ernst


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RE: Optokoppler-Fragen

#25 von Stahlblauberlin , 25.09.2023 10:52

Zitat von Häisbischer im Beitrag #23
Hier geht es aber um einen Opto-Transistor eines LTV8x4, der hat keine Basis.

Jeder Transistor hat einen Basisanschluss, der ist halt bei den allermeisten Optokopplern nicht herausgeführt. Aber: Die Basis ist vorhanden, und zwar vom Prinzip her in Form einer Mini-Solarzelle. Wenn man einen alten 2N3055 im Metallgehäuse auffeilt hat man eine Solarzelle mit ca. 0,5mA bei 0,6V, oder halt einen Fototransistor mit besch..ener Empfindlichkeit.
Als Emitterfolger arbeiten ein Transistor weitgehend im linearen Bereich, und der ist nicht mal wirklich linear. Bei Audioverstärken wird das genutzt, plus im einfachsten Fall dickem Ruhestrom (Class A), meist mit kleinem Ruhestrom und Gegenkopplung (Class AB). Für eine digitale Auswertung ist das ohne weitere Signalaufbereitung nicht wirklich brauchbar.


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