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Optokoppler am Parallelport
Hi,
ich wollte zwischen dem Parallelport meines Rechners und einer Schrittmotorsteuerung aus Sicherheitsgründen Optokoppler (OK) dazwischen setzen. Ich habe sehr viel gesucht, aber nie so richtig die passenden Antworten gefunden. Die Beispielanwendungen in den Datenblättern sind auch nicht immer sehr aufschlussreich. Daher mal hier mein Beitrag.
Ich habe seit Jahren einen 6N138 rumliegen, aber nie genutzt. Das hat sich jetzt geändert. Ich habe folgende Schaltung aufgebaut:
Bild hier
R1 passt von der Größe. Zu R2 findet man wenig Angaben. Ich habe hier ein 10k-Ohm-Poti reingesetzt und mit den Werten etwas rumgespielt. Der Wert von R2 bestimmt, wieviel Spannung am Signalausgang (X2-1) anliegt. Bei R2=0 (also direkte Verbindung) liegen am Ausgang 5 V an, aber der OK wird dann etwas warm. Ich weiß nicht, wie lange der dann durchhält. Je größer R2, desto geringer die anliegende Spannung und umso geringer muss der Wert für R3 gewählt werden. Liegen am Ausgang 5V an, so muss bei einer Standard 20 mA-LED ein 150 Ohm-Widerstand dran. Bei R2=300 Ohm reicht die Spannung aus, die LED auch ohne Widerstand zu betreiben (ca. 2V). Allerdings gefällt mir die Lösung mit der LED nicht richtig als Anzeige für das Signal. Vielleicht sollte man das Signal nur nutzen, auf einen ULN2803 weiterleiten und LEDs damit anzusteuern. Ohne LED (oder sonstige Last) liegt am Ausgang irgendwie kein definiertes Signal an. Etwas Last sollte also sein.
Pin 7 des 6N138 bleibt normal nicht beschaltet, kann aber laut Aussagen einiger Leute (irgendwo im I-Net) mit einem Widerstand auf Masse gezogen werden. Ich bin mir da nicht sicher. Laut Datenblatt liegt zwischen Pin 5 und 8 sowie zwischen 6 und Masse jeweils noch ein Kondensator mit 100 nF. Hatte ich jetzt nicht, ging aber auch so. Übrigens wird das Eingangssignal invertiert. Also bei einem high-Pegel aus dem Parallelport kommt low hinten aus dem OK raus. Zumindest bei meiner Beispielschaltung.
Mein Ziel ist es, die schnelleren 6N136 zu verwenden. Der Schaltungsaufbau ist ähnlich, nur müssen die Bauteile andere Werte aufweisen. Hier mal eine Beispielschaltung für diesen OK:
Bild hier
R1 ist etwas geringer, da mehr Strom fließen kann. Aber wie groß kann R2 sein? Da hätte ich gern ein paar Tipps. 1 kOhm sollte doch passen. Da habe ich nämlich noch einige Widerstände rumliegen. Die LED habe ich diesmal gleich weggelassen. Was ist mit Pin 7? Kann der so offen bleiben?
Ich will damit keine Lasten schalten, sondern nur das Signal für eine SM-Steuerung liefern. Wie schaut die optimale Schaltung aus?
Tomizz
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Zitat:
Zitat von
Bumbum
wenn es dir nur um digitale Steuer-Signale geht kannst du als R2 irgend etwas hochohmiges (z.B. 10k Ohm) verwenden. Die LED und die Kondensatoren würde ich weg lassen.
Also: Transistor vom Optokoppler wie gezeichnet mit Emitter auf Masse. Collector ist der Ausgang. Davon noch ein Pull-Up-Widerstand von z.B. 10k Ohm auf +Ub (wohl 5V) der Steuerung.
LED war schon weg, Kondensatoren sind jetzt auch weg. R2 auf 10 kOhm. Ist R2 denn nicht schon der Pull-Up zwischen Kollektor und +Ub? Oder meinst Du mit Ub Pin 7, der im Datenblatt mit Vb bezeichnet wird? Ich habe die Skizze aktualisiert:
Anhang 24447
Zitat:
Zu beachten ist noch dass die Schaltung das Signal invertiert. (Wenn ich jetzt keinen Denkfehler mache) Also aus einer 1 am Parallelport wird eine 0 am Ausgang und umgekehrt.
Weiß ich, aber die Invertierung ist mir egal, da man das in der Software (EMC2) ganz leicht umstellen kann. Von daher kein Problem.
Zitat:
Was noch zu beachten ist: LPT-Ausgänge sind normalerweise nicht belastbar. Das sie wie in deinem Fall eine Optokoppler-LED treiben, die normalerweise so um die 10mA benötigt ist reine Glückssache. Ich würde auf der LPT-Seite die ULN2803 einsetzen. Allerdings benögist du dann noch eine extra Spannungsversorgung vom PC um die LEDs zu versorgen.
Die Belastung der Ausgänge ist nicht so sehr hoch, aber doch ausreichend. Ich habe mir eine Testplatine mit LEDs und Vorwiderständen gebaut, die man direkt an den Parallelport hängt und gleich alle Vorgänge an den Ausgängen beobachten kann. Da zieht jede LED 20 mA. Daher sollten 10 mA kein Problem darstellen.
Zitat:
Zitat von
Besserwessi
Der 6N138 ist für den LPT Port eine recht gute Wahl, weil er auch mit etwa 1 mA auskommt. Für die meisten anderen Optokoppler benötigt man mehr Strom - das geht dann also nicht mit jedem PC so einfach direkt am LPT. Der Treiber in Richtung GND sollte kräftiger sein - man bekommt also auch ohne extra Treiber mehr Strom, wenn die LED gegen z.B. +5 V (von einer extra Quelle) schaltet.
Der geringere Strom des 6N138 wäre ein Argument. Aber der ist bis zu 50 x langsamer als der 136er. Und das ist mir wichtiger. Schließlich soll hierüber auch das Taktsignal für die Schrittmotoren übertragen werden. Noch bin ich nicht so weit, aber wenn ich mal beim Mikroschrittbetrieb angelangt bin, sollte das sehr relevant werden. Der 6N138 bietet dafür ein hohes Gleichstrom-Übertragungsverhältnis (CTR), wenn man sowas braucht.
Vielen Dank erstmal für die Antworten.
Tomizz
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Ich habe nun meine OK (6N136) bekommen und einige Versuche auf einem Steckbrett gemacht. Mit Vorwiderständen an Pin 2 des OK tut sich gar nichts. Also habe ich die weggelassen. Die Ausgangsspannung am Parallelport ist nicht sehr hoch (nicht mal annähernd +5V), und da hat es wunderbar funktioniert. Aber die Spannung könnte von Rechner zu Rechner variieren. Also erstmal mit einem Poti vor Pin 2 (max. 500 Ohm) testen, ab wann der OK schaltet. Mein neues Motherboard lebt jedenfalls noch. Was soll schon passieren. Im schlimmsten Fall dürfte es den OK zerschießen, oder? An der Ausgangsseite habe ich den 10 kOhm-Widerstand gelassen (siehe Anhang). Die Signale aus dem Rechner müssen natürlich invertiert werden. Aber mit EMC2 ist das kein Problem.
Das Notaus-Signal vom Rechner habe ich in meine Sicherheitsschaltung mit eingebunden. Erst wenn F1 am Rechner gedrückt wurde lässt sich die Motorspannung zuschalten. Für dieses Signal werde ich den 6N138 nehmen, den ich noch rumliegen hatte. Da kommt es ja nicht auf die Geschwindigkeit an. Die Widerstandswerte sind im unteren Teil des Anhangs zu finden.
Jetzt werde ich das alles auf einer Streifenrasterplatine zusammenlöten, bevor es an die Hardware der Fräse geht.
Tomizz
Anhang 24573
