5V naar 24V schakeling

Dit zou prima moeten werken

Het is ook mogelijk om 24V direct met een tor te schakelen, mits de gnd van allebei de apparaten doorverbonden is. Mocht je het niet vertrouwen of wil je beide kanten sowieso gescheiden houden, kan je altijd nog naar een optocoupler kijken. Deze zijn beduidend goedkoper dan relais en vooral voor grotere aantallen aantrekkelijker. Daarnaast schakelen ze ook een stuk sneller, mocht je daarin geïnteresseerd zijn.

Hej,

Bedankt voor de snelle reactie, ik ben blij dat dit zo mogelijk is. Die optocouplers klinken wel interresant. Zit daar onderling nog groot verschil in, want zelf heb ik een aantal van die dingen maar dan echt open zodat je er iets tussen kan steken maar ik geloof dat je de dichte versies bedoeld. Hoe weet ik welke "dichte" optocouplers geschikt zijn voor mij en waar moet ik dan vooral op letten want ik heb daar nog nooit mee gewerkt.

nogmaals bedankt,
birkboy

Je kunt voor de lol in deze schakeling nog even de weerstandswaarde uitrekenen. Je zoekt in de datasheet van het relais de stroom op. Je deelt dat door de minimale Hfe van de tor, en dat is de stroom aan de basis van de tor. Er komt 5V - <een beetje doordat de uitgang van de pic niet exact 5V is> - 0.6 =~ 4V over de weerstand te staan, dus dan kan je de maximale weerstand uitrekenen. In de praktijk raad ik aan om daar een factor twee van weg te blijven, en dus 2x kleinere waarde te kiezen. Omdat jij op school zit, lijkt het me een goede oefening dat jij laat zien dat je dat kan.

Hier staat een lijst met vrijwel alle optocouplers, maar ik betwijfel of deze interessant is voor je.

De meestgebruikte zijn de 4N serie (4N25 tm 4N37) en de CNY serie (CNY-17 en andere). Waar je op moet letten is natuurlijk de maximale stroom/spanning (waarschijnlijk moet je zelf nog een Darlington pair maken) van de tor en de reactietijd moet binnen je specs liggen (maar je zult er sowieso op vooruit gaan tov een relais). Specs kan je allemaal in de datasheets vinden.

Daarnaast moet je uitkijken dat je de LED in de optocoupler niet overbelast, zou zonde zijn als deze kapot gaat. Een 1k weerstand in serie voldoet meestal prima.

sorry dat ik soms niet snel antwoord maar ik heb nogal een drukke periode op het moment,

iig bedankt voor de tips tot nu toe, maar nog niet alles is mij helemaal duidelijk.

rew:
stroom van relais
http://nl.farnell.com/tyco-electronics-schrack/rp420024/power-relay-24…
is dan volgens mij 24/1100 = 22 mA
Hfe van BC337
http://www.fairchildsemi.com/ds/BC%2FBC337.pdf
is 60 (bij Ic van 100mA) dus dat geeft:
0.022/60 is ongeveer 0.4 mA.
stel ik pak een spanning van 4.7 uit de pic dan zal de max. weerstand (4.7-0.6)/0.0004 = 10.25K oftwel 12Kohm zijn, dus jij zegt dan een weerstand van 6 ohm ? of heb ik het dan helemaal verkeerd begrepen.

zijn trouwens deze berekeningen eigenlijk gewoon om te zien of ik de juiste tor heb gepakt? want gelukkig hoef ik niet alles zo uitgebreid in te leveren op school maar het kan zeker voor extra punten zorgen dus bedankt

Nixk-89 :
als ik het goed begrijp moet ik dus rekening houden met de stroom van 22mA en spanning van 24V van het relais en zorgen dat de led niet beschadigd door middel van minimaal een 1K weerstandje. alleen waar is dan die darlington pair voor? (zijn dat trouwens gewoon twee transistoren? want daar heb ik nog nooit mee gewerkt)

EDIT: die 6 ohm moet natuurlijk 6K ohm zijn

De optocoupler komt in plaats van de relais én de tor. De LED hang je met een voorschakelweerstand aan de uC, met de foto-tor schakel je de 24V van de PLC.

Je kunt het een beetje met deze CO schakeling vergelijken. Deze doet hetzelfde, maar dan voor wisselspanning (daarom worden er ook triac's gebruikt). Bij gelijkspanning gebruik je dus transistoren in plaats van triacs.

(4.7-0.6)/0.4 = 10.25k oftwel 12kohm

Omdat je 0.4 al in milli rekent (factor 1000 kleiner), wordt je uitkomst factor 1000 groter. 4V/0.0004A = 10250 ohm.

Daarnaast geldt: 1/veul = weinig. I = U/R. Wordt de R groter, dan wordt de I kleiner. Schakel je je tor met een lagere stroom open, kan deze ook minder stroom schakelen. Daarom zou ik dus 10k pakken ipv 12k.

Daarnaast, als je de tor niet als versterker wil gebruiken, kan je deze altijd het beste volledig verzadigen. In verzadigde toestand verbruikt deze namelijk minder energie.

wow das een stomme fout kep het gelijk ff verbeterd.
ik gebruik voor die schakeling die ik al had ook al een 10K dus dat kan ik dan idd zo houden, die 10K gebruik ik zowieso wel vaker maar ik zei 12K omdat ik "geleerd" heb altijd naar boven af te ronden bij weerstanden. maar wat je precies bedoelt met die tor verzadigen is me nog niet helemaal duidelijk. ik ga binnenkort even met de docent overleggen wat hij slim vind, die tor schakeling of die optocoupler schakeling, daarom wil ik van beide ook meer weten.

Naar boven afronden is meestal ook beter, maar niet in dit geval.

4V/10k ohm = 0,4 mA
Hfe = 60, dus Ic = 60x0,4mA = 24mA

4V/12k ohm = 0,33mA
Hfe wederom 60, dus Ic = 60x0,33 = 20mA

In het tweede geval kan je tor minder stroom schakelen, namelijk maar 20mA ipv 24mA. Je wil de tor verder "open" zetten dan dat je eigenlijk wil schakelen, dus kies je voor een lagere weerstand.

Bij een LED is het net andersom, daar wil je dat er niet meer stroom mag lopen dan gespecificeerd, dus kies je de weerstand lager.

Je kan overigens ook gewoon schakelen met één tor:

Als er geen stroom op de basis staat, is de tor dicht en is de ingang van de PLC via de pulldown resistor geground. Als je de tor open stuurt met de uC, gaat de stroom direct naar de ingang van de PLC, omdat deze minder weerstand heeft.
Vraag het wel eerst even na voordat je dit toe gaat passen, ik weet namelijk niet hoe de PLC hierop zal reageren.
Zorg er daarnaast altijd voor dat de GND van de uC doorverbonden is met de GND van de PLC! (In het voorbeeld uit je topicstart overigens ook, omdat je de 24V van het relais schakelt met de 5V van je uC)

ok dus eigenlijk zijn beide schakelingen nu gewoon goed?

want ik wil misschien nog iets anders met die pic aansturen en dan is een relais altijd handig maar voor de plc (dat moet ik dan nog wel even navragen) zou het idd handig zijn die relais te skippen, dat scheelt weer in onderdelen.

hoe dat met die optocouplers zit zoek ik dan wel een andere keer uit, tenzij ik nog in de problemen kom. maar dan horen jullie het wel. ik wacht nog even af of het gaat werken en dan horen jullie wel wat het geworden is.

iig enorm bedankt maar weer
Mvg,
birkboy

Vergeet bij de rechter schakeling de pull-down resistor niet, anders maak je kortsluiting!

Die tweede schakeling werkt niet. Probeer te bedenken waarom. Wat komt er op de uitgang te staan als er een nul doorheen moet, en wat als er een 1 doorheen moet?

Op 4 december 2009 18:34:44 schreef birkboy:
(4.7-0.6)/0.0004 = 10.25K oftwel 12Kohm zijn, dus jij zegt dan een weerstand van 6 ohm ? of heb ik het dan helemaal verkeerd begrepen.

Ik geloof dat iemand anders al zei dat je hier beter niet naar boven kunt afronden. Dus 10k zou precies gaan (12k is dus net te weinig stroom!), en met veiligheidsmarge kom je dus op 4k7.

De PIC geeft waarschijnlijk wel heel redelijk 4.9V als ie gevoed wordt met precies 5.0V. Maar officieel kan de voeding ook nog eens 10% afwijken. Dus eigenlijk kan de PIC voeding 4.5V zijn, de PIC geeft dan in de praktijk 4.4, maar officieel minimaal 3.5V. Eigenlijk moet je het zo met de echte "worst case" gevallen doorrekenen.

Dit kan allemaal wat slordiger als je op het end in 1 hap een factor twee marge neemt.

Jij deelt trouwens 12k ohm door twee, en komt dan op 6 ohm. Da's niet goed.

Je mag ook nog even nakijken of het PICje de stroom wel kan leveren. Wat wordt de stroom maximaal als je een 4k7 weerstand neemt? Wat kan je pic minimaal leveren?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op zaterdag 5 december 2009 13:47:17 (77%)]

EDIT:

als de spanning uit de microcontroller hoog wordt, hoe hoog kan de spanning op de ingang van de PLC dan maximaal worden?

@ rew: Je hebt helemaal gelijk.

[Bericht gewijzigd door Niekski op zaterdag 5 december 2009 12:15:25 (50%)]

Niek, dit is schoolvragen. De bedoeling is dat birkboy dat zelf uitpuzzelt.

Op 5 december 2009 01:03:32 schreef rew:
Die tweede schakeling werkt niet. Probeer te bedenken waarom. Wat komt er op de uitgang te staan als er een nul doorheen moet, en wat als er een 1 doorheen moet?

bedoel je de pic uitgang hiermee? sorry maar ik ben helaas nog geen expert op dit gebied.

Op 5 december 2009 01:03:32 schreef rew:
Dit kan allemaal wat slordiger als je op het end in 1 hap een factor twee marge neemt.

dus als ik het goef begrijp pak je die 10k en neemt grofweg alle foutmarges weg door het door 2 te delen en je dus die 4K7 krijgt?

Op 5 december 2009 01:03:32 schreef rew:
Je mag ook nog even nakijken of het PICje de stroom wel kan leveren. Wat wordt de stroom maximaal als je een 4k7 weerstand neemt? Wat kan je pic minimaal leveren?

de pic16f628a levert zowel een sink als een source current van 25mA en ik gebruik een 7805 als voeding met een ingangsspanning van 12V dus ik verwacht wel een mooie 5V daaruit. maar hier kan je ook uitgaan van "het worst case" en de 3.5V pakken. maar wat moet ik nu berekenen met die 4K7?
3.5 / 4700 = dat is zegmaar 7.4 mA als ik het goed heb??? maar volgens mij zit ik er nu beetje naast.

bij die vorige schakeling ben ik idd die pull-down weerstand vergeten, slordigheidsfoutje

EDIT: ook hier weer een slodigheidsfoutje 7 mA moet 0.7 mA zijn, sry.

birkboy, het schema wat niekski voor het laatst heeft gepost. DAT schema heeft een ingang en een uitgang. De ingang gaat aan de uitgang van de PIC, en de uitgang gaat aan de ingang van de PLC.

Ik heb het nu even over dat schema. Omdat we digitaal werken, zijn er eigenlijk maar twee opties. De ingang is 0V (laag), of de ingang is 5V (hoog). Reken even de voltages door die op de uitgang (nog steeds van dat schema) komen te staan.

wbt de stromen uitrekenen, kom je een heel end.

3.5/ 4k7 is GEEN 7 mA. Nog een keer uitreken!

Om te kijken of je PIC het wel trekt, zou je de voeding MAXIMAAL moeten nemen, dus 5.5V, en dan doorreken wat de stroom wordt. Je hebt netjes opgezocht dat je PIC makkelijk 25mA kan leveren, en ik zal je verklappen dat je daar ruimschoots onder blijft. Voor jou nog even de oefening om dat getalletje netjes uit te rekenen. (in het slechtste geval, dus als de voeding maximaal is, en er geen spanningsval in de PIC is!)

Het andere uiterste zou je ook willen doorrekenen. Dus: gaat de transistor voldoende aan als de PIC maximaal slecht is (grote spanningsval), en de voeding toevallig z'n dag niet heeft (4.5V). Maar wat mij betreft hebben we die al gedaan.

Ook weer een stom slordigheids foutje

3.5 / 4K7 is natuurlijk 0.7 mA bij slechte voeding

en dan is

5.5 / 4K7 = 1.2 mA bij goede voeding

als ik het goed begrijp heb ik hier de stroom door de weerstand berekenend, oftwel de stroom die de pic levert,
(idd ver onder de 25 mA)
en waardoor de transistor opend.

maar hoe weet ik nu wat de Hfe factor is bij die 1.2 mA basisstroom want als ik het goed heb kan ik daarmee de Ic berekenen zodat ik kan nakijken of hetgeen wat wil aansturen met 24V niet te veel stroom vraagt.

dit hoort dus allemaal bij deze schakeling:

maar ik dan dus ook nog de schakeling hieronder gebruiken met een relais van 22 mA ??? en maakt het dan nog uit of dat relais boven of onder de transistor zit?

Je leest weer 1 dingetje, en begint dingen te doen. Omdat jij pas na 24 uur reageert, schrijf ik dus meerdere dingen in 1 bericht. Lees eens wat ik schrijf en probeer het punt-voor-punt te begrijpen en te bantwoorden.

Je hebt een punt. Ze zeggen dat de Hfe zoveel is bij een stroom van zoveel. wat ie bij andere stromen is staat er dan vaak niet bij. De hele oude rotten in het vak zullen mischien weten dat ze het gunstigste of ongunstigste geval vermelden. Of misschien moet je verder kijken, en staat er ook nog een grafiekje. Ik weet het niet. Ik zeg: Gok maar dat ie ongeveer hetzelfde is.

De bovenste schakeling in jou post hierboven werkt niet. Dat heb ik al twee keer gezegd, en niekski ook. Probeer te redeneren waarom het niet werkt. Tip: Lees mijn eerdere berichten nog een keer door.

Die tweede schakeling van jou, mits die "K" met het rondje naast de condensator een relais moet voorstellen, zou kunnen werken. Alleen als het relais uit staat, dan hangt de PLC ingang nergens aan. (opdrachtje: zoek het symbool op voor een relais!)

Sommige ingangen gaan dan "vanzelf" naar nul volt. Andere ingangen gaan vanzelf de "hoog" waarde meten. Soms zijn ze bewust zo gemaakt, soms niet. Kortom, ik raad aan om te zorgen dat je altijd een waarde aanbied, en niet zomaar een ingang open laat hangen. Als het niet vandaag fout gaat, gaat het morgen of volgende week een keer fout.....

Op 7 december 2009 22:19:13 schreef rew:
De bovenste schakeling in jou post hierboven werkt niet. Dat heb ik al twee keer gezegd, en niekski ook.

Ik kan me wel voorstellen dat het verwarrend is voor een leek, aangezien genoemde schakeling door iemand anders (Nixk-89) juist werd gepresenteerd als een (werkend) alternatief. Zou je het zonder relais willen doen, dan zul je het toch anders aan moeten pakken. In feite maak je dan de schakeling zoals mét het relais, maar vervangt het relais door een weerstand en knoopt de PLC op het knooppunt weerstand-transistor.

Ok ik zal even proberen dit forum samen te vatten want nu ben ik ook het overzicht kwijt.

Mijn vraag is het aan sturen van een 24V signaal voor een PLC en andere dingen (1 ding per schakeling). Het aansturen gebeurt met een pic16f628a die een source/sink current van 25mA kan leveren. Ik zou graag beide mogelijkheden, met of zonder relais willen weten, die optocoupler laat ik nog even voor wat het is.

In alle schakelingen tot nu toe heb ik een relais getekend als rondje met “K” erin en daarnaast een condensator lijkend symbool maar dit samen is het relais met contact zoals ik dat in multisim heb ingevoegd. Het echt symbool is natuurlijk ene rechthoek met letter die dan is verbonden met een stippellijn naar een schakelaar.

Er zijn al verschillende berekeningen gemaakt:
de weerstand tussen pic en basis was afhankelijk van de pic uitgangsspanning en dus ongeveer:
(4.7-0.6) / 0.0004 = 10250 > 10K
met een veiligheidsmarge gaf dat 4K7

De maximale stroom vanuit de pic zou dan bij 5.5V zijn:
5.5 / 4K7 = 1.17 mA (ruim onder de max. van 25 mA)

Als je uitgaat van dezelfde Hfe krijg je dan als ik het goed heb een Ic van:
0.00117 * 60 = 70 mA (klopt dit eigenlijk, als je er van uit gaat de de Hfe hetzelfde blijft bij 1.17 mA?)
het relais kan iig al hierbij want die heeft maar 22 mA nodig.

en dan hebben we nog de schakelingen, als het goed is werkt dus de versie met het relais erin alleen moet ik er voor zorgen dat de PLC nog aan de nul hangt voor het geval dat de schakeling uitstaat. Kan ik dit dan doen met een 10K weerstand of zijn daar nog berekeningen voor? Zoiets?

@ rew:
En de beruchte schakeling zonder relais werkt niet. jij had het over wat er op de uitgang komt bij een 0 en 1 vanuit de pic. Ik denk dat ik nog niet genoeg verstand heb van transistoren om de fout te zien maar ik denk dat het aan twee dingen kan liggen:
-Ik ben er tot nu toe van uitgegaan dat bij het openen van de tor er gewoon 24V opent en dat er dus ook 24V naar de uitgang gaat maar dit is misschien helemaal niet zo.
-Er zit misschien ook een groot verschil tussen het aansluiten van de uitgang op de collector of juist de emitter.

Hopelijk heb ik nu alles, en ook alles goed, anders hoor ik het graag, igg nogmaals bedankt voor alle hulp en sorry dat ik niet altijd snel antwoord.

Voor zover klopt het zo volgens mij.

let wel, bij de schakeling zonder relais heb je een inversie, wanneer de pic uitgang hoog wordt gaat de ingang van de PLC naar 0.

ok die inversie is niet erg, moet ik gewoon opletten bij programmeren, ik ga binnenkort alles testen.

als ik nu de PLC tussend e 24V en die weerstand hang heb ik dan geen inversie meer? of werkt het dan niet meer

Teken het eens uit, en kijk wat er met voeding en nul (nullen) gebeurt.
Voor het geval je er niet zo gauw uitkomt de hint: niet doen.