Ausgang Optokoppler Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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BID = 670429
tobidoe Gerade angekommen
Beiträge: 19 Wohnort: Stuttgart
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Hallo,
bei einem Optokoppler wird am Ausgang ja kein Widerstand angegeben, sondern das CTR, also das Übertragungsverhältniss.
Aber wie muss ich mir das vorstellen, bzw. wann gilt dieses?
Wenn ich einen Optokoppler mit z.B. 80% habe und da einen Eingangsstrom von 100mA bei 5V drauf lege, dann hat der Ausgang bei 5V 80mA, klar. Aber was ist bei anderen Spannungen? Welchen Widerstand würde ich am Ausgang messen?
Irgendwie ist mir das alles etwas unklar (Wikipedia und Co habe ich gelesen), was bei einer galvanischen Trennung ein angegebenes CTR bedeutet.
Konkret:
Ich würde gerne durch eine (Zeit-)Schaltung einen Rechenr hochfahren, in dem ich einfach die beiden Kontakte, die zum Power-Schalter gehen, miteinander verbinde. Die Spannung die da drauf liegt ist mir unbekannt, ebenso der fließende Strom oder ab welchem Leitwert an diesen beiden Kontakten der Rechner gestartet wird.
Mit Relais wärs klar, ist wie wenn ein Schalter gedrückt wird.
Aber würde da auch ein Optokoppler funktionieren? Wie kann ich mir die Funktionsweise vorstellen?
viele Grüße, tobi |
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BID = 670439
Kleinspannung Urgestein
Beiträge: 13367 Wohnort: Tal der Ahnungslosen
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Zitat :
tobidoe hat am 13 Feb 2010 12:16 geschrieben :
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Die Spannung die da drauf liegt ist mir unbekannt, ebenso der fließende Strom oder ab welchem Leitwert an diesen beiden Kontakten der Rechner gestartet wird.
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Da liegt weder Spannung an,noch fließt ein nennenswerter Strom.
Die "Power-ON" Leitung auf dem Mainboard wird beim Start nur kurzzeitig Potentialmäßig auf GND gelegt
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Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein) |
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BID = 670448
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Wenn ich einen Optokoppler mit z.B. 80% habe und da einen Eingangsstrom von 100mA bei 5V drauf lege, dann hat der Ausgang bei 5V 80mA, klar. Aber was ist bei anderen Spannungen? |
Nichts mehr, denn er ist dann schon kaputt.
Ein Optokoppler hat eingangsseitig eine infrarote LED, die man nicht einfach an eine Spannung anschliessen darf. Siehe LED-FAQ.
Ausserdem halten die meisten dieser LEDs in Optokopplern keine 100mA aus.
Typische Betriebsströme liegen bei 5..20mA.
Ausgangsseitig liegt meist ein Phototransistor, der sich weitgehend wie ein gewöhnlicher npn-Transistor verhält, bei dem aber der Basisstrom durch eine Photodiode geliefert wird. Bei manchen Optokopplern ist dieser Basisanschluss auch herausgeführt, bei manchen nicht.
Üblich ist auch eine etwas andere Konstruktion, bei der ausgangsseitig kein einzelner Transistor, sondern zwei vorhanden sind, die zu einer Darlingtonschaltung zusammengefügt sind.
Man erreicht damit sehr hohe CTR, allerdings auf Kosten der Schaltgeschwindigkeit und der Restspannung.
Weiter findet man etwas seltener noch Optokoppler, die ausgangsseitig keine npn-Transistoren, sondern FETs, Thyristoren oder TRIACs haben.
Ansonsten ist deine Vorstellung einigermassen richtig.
Wenn z.B. 80% bei einem LED-Strom von 10mA spezifiziert sind, dann erhält man einen Ausgangsstrom von 8mA. Die LED hat dabei gewöhnlich einen Spannungsbedarf von etwas über 1V, der sich bei anderen Strömen kaum ändert. Daher die Notwendigkeit des Vorwiderstands.
Der Ausgangstrom wird oft bei einer angelegten Kollektor-Emitterspannung von 5V spezifiziert und ändert sich bei anderen Spannungen nur wenig.
Meist legt man die Schaltung aber so aus, dass man mittels strombegrenzendem Widerstand dafür sorgt, dass ein so hoher Strom überhaupt nicht fliessen kann. Dann bricht im Moment der Belichtung die Spannung über dem Transistor auf etwa 0,5V oder weniger zusammen.
Nun zu deiner eigentlichen Frage:
Bei anderen Betriebsströmen ändert sich das CTR idealerweise nicht, aber i.d.R. hat es ein Maximum im genannten Bereich von 5..20mA LED-Strom und fällt zu niedrigeren und höheren Strömen allmählich ab.
Ein Blick ins Datenblatt ist aber generell nötig, denn die Verkäufer geben gern typische oder maximale Werte des CTR an, während man imm Sinne der Betriebssicherheit bei der Dimensionierung einer Schaltung meist den minimalen, also garantierten Wert, annehmen muß.
Zitat :
| die beiden Kontakte, die zum Power-Schalter gehen, miteinander verbinde. Die Spannung die da drauf liegt ist mir unbekannt, ebenso der fließende Strom |
Das sollte ein TTL-kompatibler Eingang sein.
Wenn der Schalter offen ist, komme also nicht mehr als 5V heraus und bei geschlossenem Schalter fliessen höchstens 1,6mA.
Eine Spannung von weniger als 0,8V sollte sicher als 0 erkannt werden.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Feb 2010 14:12 ]
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BID = 670540
tobidoe Gerade angekommen
Beiträge: 19 Wohnort: Stuttgart
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Danke Perl, mal wieder eine Antwort von dir, mit der man wirklich was anfangen kann
Zitat :
| Wenn der Schalter offen ist, kommen also nicht mehr als 5V heraus und bei geschlossenem Schalter fliessen höchstens 1,6mA.
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Ergo: Ich nehme z.B. einen Optokoppler mit nem CTR von 50%, jage über den Eingang 10mA, also würde der Ausgang 5mA durchlassen, der Fototransistor ist gesättigt (nur 1,6mA CE-Strom). Das ATX-Board registriert nur einen minimalen Spannungsabfall (vom Fototransistor müsste der wenn ich das richtig verstanden habe jetzt nahe bei 0 liegen?). Rechner geht an, alle freuen sich
Für Hintergrundwissen: Weiß jemand, in welchen Bereichen so ganz grob der Collector-Emitter-Widerstand bei einem gesättigtem (Foto-)Transistor liegt? Edit: Sorry, Perl hatte es ja schon geschrieben, Spannungsabfall von ca. 0,5V
Zitat :
| Eine Spannung von weniger als 0,8V sollte sicher als 0 erkannt werden. |
Hier verstehe ich zwar deine Aussage, denke ich (wenn der Spannungsabfall zwischen den beiden Power-On-Kontakten unter 0,8V liegt, so wird dies als offene Verbindung betrachtet?), aber wie rechnet man damit?
Ganz klassisch R=U/I?
Also könnte ich bei deinen Angaben (5V bei offener Verbindung, 1,6mA bei geschlossener) einen Widerstand mit 3125 Ohm dazwischen hängen, dass die 1,6mA noch erreicht werden und somit kein Spannungsabfall erkannt wird?
Oder muss ich dafür erst irgendeinen Innenwiderstand von der Schaltung dahinter wissen, um mir per Spannungsteiler die 0,8 Volt ausrechnen zu können?
Macht irgendwie beides nicht so viel Sinn, aber wie dann??
[ Diese Nachricht wurde geändert von: tobidoe am 13 Feb 2010 22:26 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: tobidoe am 13 Feb 2010 22:26 ]
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BID = 670705
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Hier verstehe ich zwar deine Aussage, denke ich (wenn der Spannungsabfall zwischen den beiden Power-On-Kontakten unter 0,8V liegt, so wird dies als offene Verbindung betrachtet?) |
Nein, dann erkennt die Schaltung Masse, also einen geschlossenen Kontakt.
Der Strom (kann auch kleiner als 1,6mA sein) wird von einem im Netzteil eingebauten Widerstand nach +5V geliefert. Darum brauchst du dich also nicht zu kümmern, sondern brauchst den Strom nur nach Masse ableiten.
Wenn es dir Spaß macht, kannst du den Strom aber messen, indem du die offenen Kontakte des Einschalters mit einem mA-Meter überbrückst.
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BID = 690275
ulf Gelegenheitsposter
Beiträge: 69 Wohnort: Saarland
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Zitat :
perl hat am 13 Feb 2010 14:08 geschrieben :
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Der Ausgangstrom wird oft bei einer angelegten Kollektor-Emitterspannung von 5V spezifiziert und ändert sich bei anderen Spannungen nur wenig.
Meist legt man die Schaltung aber so aus, dass man mittels strombegrenzendem Widerstand dafür sorgt, dass ein so hoher Strom überhaupt nicht fliessen kann. Dann bricht im Moment der Belichtung die Spannung über dem Transistor auf etwa 0,5V oder weniger zusammen. |
Hallo,
kann man OK-Ausgänge eigentlich mit vollem LED-Strom ähnlich wirkungsvoll "übersättigen"(?) wie bei bipolaren Transistoren, indem man Ibe "viel zu groß" wählt, und dafür bei relativ geringen Kollektorströmen eine Uce weit unterhalb der Silizium-Schwellenspannung von ~ 0,6V bekommt?
Bzw. welche gängigen OK-Typen liefern bei einem Laststrom um 1 mA minimale Spannungsverluste im Ausgangskreis?
_________________
Gruß Ulf (Amateurbastler)
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BID = 690278
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| welche gängigen OK-Typen liefern bei einem Laststrom um 1 mA minimale Spannungsverluste im Ausgangskreis? |
Solche, die einen MOSFET als Ausgangsstufe haben.
Der MOSFET verhält sich bei kleinen Signalen (Spannungsabfall unter etwa 0,5V) wie ein ohmscher Widerstand, d.h. selbst bei Spannungen im mV-Bereich fliesst schon Strom und es taucht auch keine Spannung der Photodiode am Ausgang auf. http://www.panasonic-electric-works.....n.pdf
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BID = 690280
Racingsascha Schreibmaschine
Beiträge: 2247 Wohnort: Gundelsheim
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Zitat :
| kann man OK-Ausgänge eigentlich mit vollem LED-Strom ähnlich wirkungsvoll "übersättigen"(?) |
Ja kann man. Der Ausgang ist ja nichts anderes als ein NPN-Transistor, dessen Basisstrom nicht über eine Leitung, sondern durch Licht aus dem Kristallgitter herausgeschlagene Elektronen erzeugt wird.
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Fnord ist die Quelle aller Nullbits in deinem Computer.
Fnord ist die Angst, die Erleichterung, und ist die Angst.
Fnord schläft nie.
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BID = 690283
ulf Gelegenheitsposter
Beiträge: 69 Wohnort: Saarland
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Danke
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Gruß Ulf (Amateurbastler)
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