Re: Optokoppler + Transistor als Schalter

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Geschrieben von Rainer am 06. April 2017 23:32:03:

Als Antwort auf: Re: Optokoppler + Transistor als Schalter geschrieben von Theodor Wadelow am 06. April 2017 01:57:03:

Hallo Rainer,
> Beim versuch die Weiche während dem Schalten fest zu halten ergab das die Spule anfängt zu flattern bis ich sie loslasse.
Das deutet auf "schlaues" Verhalten hin. Uiuiui.
> Heute habe ich mal folgendes Probiert: an die Optokoppler Eingänge je eine Spule parallel geschaltet,
Sehr gut! Das wäre einer der nächsten Tests gewesen um die ich dich gebeten hätte.
> ich dachte vielleicht fehlt dem Modul einfach eine gewisse Grundlast.....
> Aber die Weiche die parallel angeschlossen ist wird geschaltet,
Aha! Wo eine Weiche geschaltet wird, muß Strom durch die Spule fließen. Da *muß* was abzugreifen sein !
> die über den Opto angeschlossenen Weichen machen keinen Mucks. Das Modul schein wirklich Schlau zu sein.
Oder die Ausgabe-Spannung ist nicht da, was wir erwarten. Jetzt wäre ein Ozilloskop echt praktisch ;-)
Siehe z.B. ht tps://www.aliexpress.com/item/x/32777588244.html
oder
ht tps://www.ebay.de/itm/x/292074053275
Dieses "pseudo-Oszilloskop" aber bitte unbedingt mit 9V-Batterien (oder besser 6 Stück AA bzw. C-Zelle in Serie) versorgen,
denn ich glaube seine "Masse" ist direkt mit dem "Masse"-Pin des Messeinganges verbunden.
Ein separates(!) 9V-Netzteil ginge vermutlich auch.
> Das drehen der Anschlüsse vom Modul ist irgendwie nicht so machbar denn ich habe vom Modul 3 Ausgänge für eine Spule zu drehen kein Problem
Dann teste das mal erst mit einer Spule bzw. einer Hälfte deiner Schaltung.
> aber wenn ich beide Ausgänge auf die Mittlere Klemme lege bekomme ich doch Rückwärts einen Impuls auf das Modul
Nein, nicht die "Ausgänge auf die Mittlere Klemme legen", ich meine die Optokoppler eingangseitig versuchshalber umpolen. Alle beide, d.h. jeden einzeln.
Die bisherige Schaltungsvariante hat am Eingang gemeinsame Kathoden "(-)-Seite der LED" für die Optokoppler. Daraus sollen dann probehalber gemeinsame Anoden "(+)-Seite der LED" werden.
Und dieses gemeinsame Anoden-Signal liegt dann am Schwarzen Pin an.
> Meine Bedenken sind halt dass ich mir das fast 80€ teuere Modul zerschieße
Ich glaube kaum. Die Module sollten "Modellbahnkompatibel" sein und da kommen Kurzschlüsse wegen der elektrisch zumeist alles andere als idealen Aufbaubedingungen immer wieder vor.
Vor den Optokopplern liegen außerdem 1x 1kOhm Schutzwiderstand. Da sollte nix passieren können.
> Aus Spaß habe ich mal am Ausgang des Moduls die Spannung ....geschätzt muss ich wohl schreiben,
> also mit dem Multimeter da kamen dann Werte zwischen 4,5----17,xx Volt zur Anzeige.
a) War der Schwarze Pin Plus oder Minus bei der Messung ? Hat das Multimeter auch wirklich "+x.y" Volt angezeigt oder hast Du ohen nur den Betrag genannt ? Kurz: Konntest du eine Polarität bei den schwarzen und roten/grünen Klemmen am RoCo-Modul erkennen ? Wenn ja: Ist die schwarze Klemme eher Plus oder eher Minus ?
b) Hast Du mal probiert das im "AC"-Modus zu messen ?
> Deine weiteren Vorschläge mit den LED`s muss ich erstmal aufbauen, ich denke da an eine extra Platine die ich dann über Drähte dazwischen klemmen kann.
Ich bin geduldig :-)
> Jetzt unter dem Schreiben hier fällt mir noch etwas ein was ich Dich fragen möchte: Wenn die Spannung aus dem Modul doch eher eine AC ist würde dann der Optokoppler überhaupt schalten?
Jein. Als erstes würde ich fragen: "AC ja, aber was für AC?" Mir fallen 2 1/2 Möglichkeiten ein:
a) Das elektronisch einfachst zu Erzeugende wäre ein "gepulstes" AC mit z.B. nur positiven oder negativen Pulsen. Gemittelt hätte man so die halbe Nenn-Betriebsspannung an der Weiche liegen.
Einfach zu erzeugen wäre das deshalb, weil man einfach mit einem Transistor gegen die eine oder andere Schiene des DDC-Stromes schalten müßte. Der Transistor würde vermutlich nur bei einer Polarität des DDC-Signales Strom leiten, damit hätte man Pulse.
Man könnte dies Variante auch "Rechtecksignal mit einem DC-Offset von 1/2 DCC-Spannung" nennen.
b) Die andere Möglichkeit wären abwechselnd positive und negative "Halbwellen" eines Rechtecksignals. Das wäre dann ein "Rechtecksignal ohne DC-Offset"
c) Falls das Modul erkennt, wann die Weiche geschaltet hat (über die Impedanz der Spule?!?) könnte die Wellenform noch ganz anders aussehen.
Im Falle a) würde der Optokoppler vielleicht schalten, wenn seine Polung stimmt. Je nach Pulsfrequenz und Tastverhältnis gibt es die Fälle
a1) "Mosfet schaltet garnicht",
a2) "Mosfet folgt der Einganstaktung" (was OK wäre weil es dann quasi dasselbe Signal am Ausgang geben würde wie die Weiche es aus dem RoCo-Modul bekommen hätte) oder
a3) "Mosfet schaltet dauerzeitig" (weil die Paraistären Kapazittäten im Optokoppler ausreichen um die "Lücken" zu überbrücken.
Im Falle b) würde de Optokoppler jeweils für eine Halbwelle schalten. Das Ergebnis wäre wohl eine nicht schaltende Weiche, denn deren gemittelte Betriebsspannung betrüge dann nur die Hälfte der Spannung aus dem externen Netzteil. Selbst mit 19V Versorgung Extern gäbe das nur 9.5V, was nicht reichen würde.
Welchen der vier Fälle a1)-b) wir haben ist aber ohne weiteres nicht zu klären.
Interessant für mich wäre eine Messung im DC-Modus(!) der Spannung vom Gate des Mosfets (das Signal kannst Du natürlich auch bei den Widerständen R1/R2 abgreifen) nach Masse der Externen Versorgung bzw. dem Source des Mosfets. Da könnten wir vielleicht draus lernen, ob der Mosfet an sich überhaupt durchschalten kann oder ob er z.B. knapp vor der Gate-Thresholdspannung ist.
Wenn Du das machen könntest bitte nochnal ganz explizit die folgenden Angaben, weil wir da in der Vergangenheit mehrere Werte diskutiert hatte und ich deshalb nicht ganz sicher bin, was Du wohl am Ende gebaut hast:
a) Werte von R1, R2, R3 ?<>R1=10 K,<>R2=2K2,<>R3=1K...

b) Typ des Optokopplers<> PC 817X2NSZ0F SHP
c) Typ des Transistors<> IRFZ24NPBF TO 220 INF
d) Spannung der externen Spannungsquelle ?<> 19,3 V DC Leerlaufspannung
Ich hätte aber noch 2 weitere testenswerte Ideen:
1) Brückengleichrichter vor den Optokoppler, oder ein "AC"-Optokoppler mit 2 antiparallelen Dioden im Eingang; das eleminiert das "Polungsproblem" am Eingang.
2) Siebkondensator "hinter" den Optokoppler, vom Optokoppler-Ausgang nach Masse, d.h. parallel zu R1 und R2. Gefühlt 100nF sollten's tun, wenn die Pulsfrequenz bei einigen kHz liegt. Falls die Pulsfrequenz bei 50 oder 100 Hz liegen sollte brauchst Du einen größeren Kondensator, z.B. 4.7 µF.
Dazu ... könnte ich bei Bedarf noch Schaltpläne zeichnen, aber just gerade ist's mir dafür zu spät nachts und/oder ich bin zu faul.
Bitte sag' mir falls Schaltpläne zu den 2 Ideen hilfreich sind. Die o.a. Ideen sind als Schaltung einfach, aber ich weiß auch, daß ein Bild manchmal mehr sagt als 1000 Worte
und es würde eventuelle Doppeldeutigkeiten beseitigen.
-Theo
Hallo Theo,
es gibt Messwerte,
So habe ich gemessen:Modul angeschlossen, Multimeter eingestellt auf Messbereich 20 V DC
1) Messung: Den Mittleren Kontakt vom Modul ans Messgerät minus-klemme, an der Grünen klemme vom Modul dann die + Klemme vom Messgerät, es wurde dabei nicht geschaltet, Ergebnis: minus 0,42 V
2) Messung: gleiche Anschlüsse wie oben aber Rote Klemme vom Modul an die + Klemme vom Messgerät, nichts geschaltet...= minus 0,67 V
3) Messung: Den Mittleren Kontakt vom Modul an die Plus Klemme vom Messgerät,an der Grünen Klemme vom Modul die Minus klemme vom Messgerät, Ergebnis: plus 0,67 V..an der Roten Klemme vom Modul dann ebenfalls +0,62 V
4) Messung: zwischen der Roten und der Grünen Klemme vom Modul, minus vom Messgerät an der roten klemme, Ergebnis: minus 0,14 V, das ganze umgekehrt ergibt ebenfalls minus 0,14 V diese beiden Messergebnisse sind mit Vorsicht zu bewerten denn bei der Wiederholung der Messungen kommen auch andere Werte zwischen minus 0,01 bis 0,18 V zustande.
5) Messung: beim Schalten einer Spule, Anschluss wie 1)...Ergebnis: minus 12,4 bis minus 17 V,...... Messgerät umgepolt:+14,7 bis + 17 V
.....
6) Messung an der Platine: + Vom Messgerät am Knoten R1/R2,Minus vom Messgerät an Minus Versorgungseinspeisung: Ergebnis: +0,02 V.... Messgerät gedreht: Ergebnis:minus 18,87 V

Soweit das für Heute, ich habe ja eine Vermutung= vermutlich muss doch der Eingang am Optokoppler gedreht werden aber ich möchte erst einmal Deine Erkenntnis abwarten
Gruß Rainer
Ach ja die Verbauten Teile habe ich jeweils dahinter eingetragen

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