MKR 1000 und Optokoppler 4N35

Hallo,

kenne mich leider mit Optokopplern noch nicht aus, denke aber, dass ich das Ding jetzt brauchen werde. Das Datasheet unter https://www.vishay.com/docs/81181/4n35.pdf verstehe ich mangels Fachkenntnis noch nicht.

Ich habe bislang verstanden:

  1. Die Diode im Optokoppler braucht einen Vorwiderstand (diesen muss ich noch berechnen)
  2. Das Datasheet des Optokopplers liefert folgende Infos:

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (1)

Forward voltage 1.3 V, I (F) = 10 mA

Verstehe ich das dann richtig, dass ich die 3,3 V aus dem MKR1000 auf 1,3V runter kriegen muss und dann mit max. 10mA die Diode im Optokoppler betreibe, damit auf der anderen Seite des Schaltkreises ich z.B. einen Lüfter mit 12 V betreiben kann? (Also Teil 1 der Frage: Habe ich das Prinzip und die Daten aus dem Datasheet überhaupt richtig verstanden, wenn "Nein", wie lautet die Übersetzung der Daten aus dem Datasheet richtig?).

Das Video unter https://youtu.be/b0bCvgr84Tc läßt mich bei den o.g. Rahmendaten einen Vorwiderstand von 180 Ohm ermitteln. Mit 167 Ohm (dachte mir, dass es auf 13 Ohm nicht ankommt) kriege ich die Schaltung aber nicht zum Laufen.

Wie macht man in so einem Fall weiter? Habe im Diodentestprogramm am Multimeter die beiden Diodenpins am Optokoppler getestet, kein Problem, aber der einfache PC-Lüfter an einer 9V Blockbatterie schaltet auf der anderen Seite des Optokopplers nicht.

Ich danke Euch für Eure Ideen.

Warum willst du einen Optokoppler einsetzen ? Um vom Arduino einen Lüfter zu steuern, braucht es nur einen Transistor mit einem Basiswiderstand und zur Sicherheit eine Freilaufdiode.

OK, gute Idee, wie war das nochmal mit dem Wald und den Bäumen...

Habe den hier mal rausgekramt, aber auch da wieder mein Problem mit dem Verständnis der Datenblätter.

Sehe ich das richtig, dass der Transistor 5V braucht um schalten zu können? Dann komme ich mit den 3,3 V vom MKR 1000 nicht hin. Brauche ich dann einen anderen Transistor oder gibt es auch für dieses Problem wieder eine tolle Schaltung die die Spannung dann auf 5V bringen kann?

Ich weiß, für Sachkundige sind das echt doofe Fragen, aber ich bin nicht vom Fach und lerne gerne dazu

Der BC547 könnte funktionieren. Den steuerst du mit Strom und da kommt es auch drauf an, welchen Strom dein Lüfter benötigt. Evtl. ist da ein Darlington besser geeignet. Ein Datenblatt deines Lüfters wäre hier wichtig.

Datenblatt habe ich leider nicht und finde auch keins im Netz. Es ist das Model MD1209PTS1 der Firma Oriental Computer, DC12V, 0,22A

Kannst Du damit was anfangen?

Eifler: Datenblatt habe ich leider nicht und finde auch keins im Netz. Es ist das Model MD1209PTS1 der Firma Oriental Computer, DC12V, 0,22A

Kannst Du damit was anfangen?

Ok, da ist der BC547 schon etwas schwach ausgelegt. Nimm lieber den BC337-40, der schafft den Lüfter problemlos.

OK, vielen Dank bis hier hin. Kannst Du mir denn noch was zur Schaltung sagen?

Arduino-Pin an die Basis und dann Kollektor und Emitter wie einen Schalter in den Stromkreis zwischen Batterie und Lüfter, oder liege ich da voll daneben?

Eifler: OK, vielen Dank bis hier hin. Kannst Du mir denn noch was zur Schaltung sagen?

Arduino-Pin an die Basis und dann Kollektor und Emitter wie einen Schalter in den Stromkreis zwischen Batterie und Lüfter, oder liege ich da voll daneben?

Fast....Grundlagen solltest du dir dazu aneignen, die findest du hier.

Einen Basiswiederstand musst du verwenden, da sind 1k 390 Ohm ok. Und eine Freilaufdiode wie schon geschrieben.

Sehe ich das richtig, dass der Transistor 5V braucht um schalten zu können?

Falls das noch unklar ist: Nein. Nicht in der hier üblichen Emitterschaltung. Ein npn - Transistor (wie der BC337 oder auch dein BC 547) braucht einen Strom zwischen Basis und Emitter. Da das (wie) eine Diode ist, braucht das mindestens 0.7 V, und der Strom muss begrenzt werden. Wenn am MKR-Pin 3.3V anliegen, 10 mA Basisstrom fliessen sollen und an der Basis dann noch 0.7V abfallen zum Emitter = GND, brauchst du einen Basis-Vorwiderstand von (3.3 - 0.7 )V / 0.01 A = 260 Ohm.

Da die 10 mA nicht sooo kritisch sind, ist alles zwischen 220 und 470 Ohm ok. (Bei 1k fliessen ca. 2.6 mA, das wird schon knapp, weil wir ja nicht die lineare Verstärkung (ca. 100) eines solchen Transistors ausnutzen, sondern ihn möglichst voll durchschalten wollen.

Da wir den Transistor möglicht voll öffnen wollen, so dass durch deinen Lüfter der Ic = 200 mA fliessen kann, ist ein BC547 übrigens etwas zu schwach. 2N2222 oder der bereits erwähnte BC337 (oder gleich etwas in einem größeren Gehäuse) wären besser.

michael_x: ... Da die 10 mA nicht sooo kritisch sind, ist alles zwischen 220 und 470 Ohm ok. ...

Ja, stimmt. An die 3,3 Volt hatte ich schon nicht mehr gedacht.

Eifler:
Ich habe bislang verstanden:

  1. Die Diode im Optokoppler braucht einen Vorwiderstand (diesen muss ich noch berechnen)
  2. Das Datasheet des Optokopplers liefert folgende Infos:

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (1)
Forward voltage 1.3 V, I (F) = 10 mA

Verstehe ich das dann richtig, dass ich die 3,3 V aus dem MKR1000 auf 1,3V runter kriegen muss und dann mit max. 10mA die Diode im Optokoppler betreibe, damit auf der anderen Seite des Schaltkreises ich z.B. einen Lüfter mit 12 V betreiben kann? (Also Teil 1 der Frage: Habe ich das Prinzip und die Daten aus dem Datasheet überhaupt richtig verstanden, wenn “Nein”, wie lautet die Übersetzung der Daten aus dem Datasheet richtig?).

Zum Verständnis:
Die LED im Optokoppler hat ca 1,3V Spannungsabfall wenn 10 mA durch sie fließen.
Ein Optokoppler hat eine “Stromverstärkung” (DC current transfer ratio https://www.vishay.com/docs/84256/useoptocouplerdatasheet.pdf https://www.vishay.com/docs/83706/83706.pdf https://www.renesas.com/en-eu/products/optoelectronics/technology/ctr.html ), das heißt ein bestimmter Strom durch die LED ruft einen bestimmten Strom im Ausgangstransistor hervor. Wenn Du nicht nur Signale übertragen willst mußt Du das auch berücksichtigen.
Der Vorwiderstand der LED errechnet sich aus Versorgungsspannung minus LED-Spannung gebrochen durch den gewählten Strom ( nicht immer braucht es den max zulässigen Strom).

Jetzt aber etwas was es zu berücksichtigen gibt:
Der Ausgang des Arduino kann nicht unbegrenzt Strom liefern.
laut Daten auf https://store.arduino.cc/arduino-mkr1000 ist der MAX Strom:
DC Current per I/O Pin 7 mA

Also kannst Du durch die OptokopplerLED gar nicht 10 mA schicken sondern mußt unter 7mA bleiben.

Gleiches gilt für der Basisstrom eines Transistors.

Grüße Uwe

Ich dachte, der Optokoppler ist schon längst gecancelt. (Der kann sowieso nur einen Max. Ic=50 mA)

Aber der Hinweis auf die max. 7mA beim MKR1000 ist wichtig, und hatte ich nicht bedacht: Also eher 390 .. 470 Ohm als Basis-Widerstand.

der einfache PC-Lüfter an einer 9V Blockbatterie schaltet auf der anderen Seite des Optokopplers nicht.

Läuft denn der Lüfter direkt an der 9V Batterie? Oder ist sie schon leer ? ( Das wird schnell passieren) ;) Und wieviel Strom misst du da mit deinem Multimeter?

michael_x: Ich dachte, der Optokoppler ist schon längst gecancelt. (Der kann sowieso nur einen Max. Ic=50 mA)

Ich denke, daß eine Erklährung trotzdem nicht schlecht wäre. Grüße Uwe