Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

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jodurino
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Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von jodurino » Di 24. Mär 2020, 15:15

Bild

Hoppla etwas groß
aber egal.
Die schaltung funktioniert eigentlich ganz gut.
Kurzer Impuls 12V auf E1 aktiviert die Selbsthaltung.

12 V auf E2 und schon buzzert es was geht.

Einzig beim Ausschalten der oberen 12V Versorgungsspannung wird ob nicht auf 0V geschaltet sondern es liegen noch gut 250mV auf der Leitung
was irgendwie genug ist die Selbsthaltung aktiviert zu lassen.
Wenn die 12V oben wieder anliegen Buzzert es sofort los, was nicht gewünscht ist.

Na gut habe ich gedacht lass mal eine Diode 1N4007 einsetzen und schon Problem gelöst,
aber nein, es buzzert sofort.
Erst wenn ich die Schaltung wirklich trenne und wieder anschließe funktioniert sie ein mal wie gewünscht.

Wo ist mein Denkfehler?

cu
jodurino

Edit sagt Tippfehler in der Überschrift
Zuletzt geändert von jodurino am Mi 25. Mär 2020, 05:12, insgesamt 1-mal geändert.

j.o.e
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von j.o.e » Di 24. Mär 2020, 16:04

Ev. spielt dir die BE-Diode des Transistors (Z-Diode!) einen Streich?

Bist Du sicher, dass das ein PNP-Typ sein muss?
Wieso Optokoppler?

Wie es aussieht hat deine Schaltung 3 (?) Eingänge. Beschreib mal bitte, wie die gewünschte Funktion aussehen, sprich: was jeder Eingang machen soll. U.U. könnte ein 555 bei entsprechender Beschaltung deinen Anforderungen genügen.

Grüße
-joe

jodurino
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von jodurino » Di 24. Mär 2020, 20:01

Hallo
der PNP wird vom Buzzer (ist noch ne ganze Elektronik dahinter da will ich nicht eingreifen) vorgegeben, also Last gegen GND funktioniert auch gut.

Optokoppler weil er Sonntags da rum lag und nix anderes verfügbar war.
Ist nicht auf meinen Mist gewachsen habe ich mir hier geborgt:
http://www.meine-schaltung.de/schaltung ... tokoppler/

Zur Funktion 12V werden eingeschaltet,dann kommt irgendwann ein Impuls an Eingang E1 der ist recht kurz, deshalb die Selbsthaltung.

Dann wartet die Schaltung einfach bis an Eingang E2 12V einfinden (Türkontaktschalter) und schaltet den Buzzer ein, fertig.

Funktioniert alles tadellos am Labornetzteil, nur in der realen Maschine liegen noch diese 200-250mV auf der 12V Leitung mit denen muss ich einfach Leben.
Das Blöde ist wenn die 12V wieder komplett eingeschaltet werden ist sofort der BD140 durchgeschaltet und es piept wenn der Türkontaktschalter betätigt wird was dann nicht gewünscht ist.

cu
jodurino

sysconsol
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von sysconsol » Di 24. Mär 2020, 20:25

Wie belastbar sind denn die 250mV?

Du versorgst die Schaltung weiter über E2 (da liegen ja noch 12V an und E1 ist nicht potentialfrei).
Also muss der E vom Transistor auf definiertes Potential gebracht werden.

Die Diode in der 12V-Versorgungsleitung bringt gar nichts.
Die eventuell vor den E vom Transistor und den "Pull-Down-Widerstand" davor.
Dann kann über den E vom Transistor nichts mehr zurück in die restliche Schaltung.


Wenn ich keinen Denkfehler habe...

Doch Denkfehler - oder Lesefehler:

Die 250mV sind noch auf der Versorgungsleitung.
Dann hinter der Diode belasten.
Ggf. noch einen Widerstand in Reihe zur Diode und dahinter mit einem weiteren belasten.

Ich überlege gerade, was ein FET als Schalter in der 12V-Versorgungsleitung macht.
Der wird so in die Leitung geschaltet, dass er die 12V durchlässt, wenn die 12V am Gate anliegen.
Wenn 12V weg, müsste der sperren - also seehr hochohmig sein.
Da das Gate keinen Strom zieht, kann man mit einem Spannungsteiler am Gate eventuelle kleine Restspannungen verkleinern.

sysconsol
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von sysconsol » Di 24. Mär 2020, 20:41

So meine ich das:
FET-0V-Pegelsicherstellung.png
Die Diode ggf. noch hinter den FET und hinter die Grundlast, falls da etwas von den Steuereingängen zurückkommen sollte.

Jetzt geh ich aber schlafen, spät genug...

jodurino
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von jodurino » Di 24. Mär 2020, 21:01

Hallo
ok ich gucke mal morgen ob da ein FET rumliegt.
In wie weit die 250mV belastet werden dürfen, keine Ahnung, morgen ommt der Kollege der die Steuerung Programmiert, ich weiß gerade nicht ob da überhaupt schon ein Programm drauf ist, nicht das mir das Ding im noch nicht komplett programmierten Zustand irgendwo komische Sachen auf die 12V Leitung gibt.

Hatte schon an eine 9,6V Zenerdiode zwischen dem 4N28 Emitterausgang und dem 680Ohm Widerstand zur Selbsthaltung gedacht.

Oder habe ich kompletten Hirnknoten und es geht viel einfacher mit der Selbsthaltung

Also das soll die Schaltung können:

Maschine wird eingeschaltet, Tür darf geöffnet werden ohne Piep
Maschine wird gestartet mit Kurzen 12V Impuls
Tür darf nicht mehr ohne Piep geöffnet werden.

Der Buzzer ist nicht zu ändern der hat noch einen anderen Auslösekontakt.

cu
jodurino

j.o.e
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Re: Selbhalteschaltung mit Optokoppler

Beitrag von j.o.e » Mi 25. Mär 2020, 02:30

Hi Jodurino,
jodurino hat geschrieben:
Di 24. Mär 2020, 20:01
Dann wartet die Schaltung einfach bis an Eingang E2 12V einfinden (Türkontaktschalter) und schaltet den Buzzer ein, fertig.
Den PNP-Transistor kannst nicht mit 12V an E2 durchschalten - aber mal egal. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist dieser (sowie E2 und der 4,7K Widerling) eh nicht Teil deiner Schaltung.
jodurino hat geschrieben:
Di 24. Mär 2020, 20:01
Funktioniert alles tadellos am Labornetzteil, nur in der realen Maschine liegen noch diese 200-250mV auf der 12V Leitung mit denen muss ich einfach Leben.
An den 250mV kann es eigentlich nicht liegen - die reichen nicht um die LED (im Koppler) anzusteuern.
Ich tippe mal eher, dass die Maschine beim Einschalten einen ungewollten 12V Spratzler an E1 legt.
jodurino hat geschrieben:
Di 24. Mär 2020, 20:01
Das Blöde ist wenn die 12V wieder komplett eingeschaltet werden ist sofort der BD140 durchgeschaltet und es piept wenn der Türkontaktschalter betätigt wird was dann nicht gewünscht ist.
BD140 ist ein 1,5A-Transistor. Das passt dann irgendwie nicht so richtig mit dem Optokoppler 4N28 Ic(max) = 50mA ...

Mindestens unschön: Die Schaltung speisst, wenn getriggert, den Eingang E1 mit ~ 11V. Wenn die Schaltung so bleiben soll, würde ich eine Diode (1N 4148 o.Ä.) vorschalten.

Was du suchst nennt sich bistabile Kippstufe (oder Flip-Flop). Deine Optokoppler-Schaltung ist sowas. Gute Praxis ist, eine Schaltung nach Anlegen der Betriebsspannung einen Reset durchführen zu lassen. I.A. geschieht das über ein RC-Glied, das die Schaltung so lange "deaktiviert", bis sich die Betriebsspannung und Eingagssignale stabilisiert haben.

Der schon zitierte 555 ist da recht flexibel. Ansonsten könnte ich mir aber auch einen Logikbaustein aus der 40xx-Serie vorstellen. Mit z.B. 4001, 4011 oder 4013 liesse sich da was machen.

Rede mal mit deinem Kollegen - ev. lässt sich die Funktion auch per Steuerung und ohne viel Lötarbeit realisieren

-joe

jodurino
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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von jodurino » Mi 25. Mär 2020, 05:11

Hallo Joe
der BD 140 war am Sonntag in der Bastelkiste eben so wie der 4N28.

Schaltung funktioniert am Labornetzteil
auch mit dem Durschalten vom PNP, wenn an den magst Du nicht so(?) gerne da sehen, was ist da nicht ok?
bis aus Buzzer ist alles von mir, Steuerung da zu ändern ist nicht möglich, sie wäre nur der Verdachtsfall wo die 250mV her kommen wo sie eigentlich nix zu suchen haben.
Mit den Peaks habe ich auch zuerst vermutet und alles abgeklemmt bis auf UB, gleicher Effekt.

Beim allerersten Einschalten ist alles fein, kann auch UB ein aus ein aus Schalten nix passiert.
Kann auch den Türkontakt schalten und die 12V auf E2 geben, alles ruhig
Kurzer Impuls auf E1 dann ist auch noch ruhig
Türkontakt ein und es piept wie gewünscht.

UB aus warten und wieder ein, dann piept es sofort.
Lässt mir keine Ruhe das ich so was einfaches nicht mehr hin bekomme.

cu
jodurino

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Hauspapa » Mi 25. Mär 2020, 07:12

Versuch mal 10...100k zwischen E1 und GND

Alternativ: 2...10k zwischen A und K

Ich würde dem allerdings auch mit klassischem 4000er CMOS zu Leibe Rücken. Ob das mit Nand oder Nor besser geht müsste man mal aufzeichnen.

Viel Erfolg
Hauspapa

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Hauspapa » Mi 25. Mär 2020, 11:43

jodurino hat geschrieben:
Di 24. Mär 2020, 15:15

12 V auf E2 und schon buzzert es was geht.
Das kann nicht sein. Der kann nur buzzern wenn E2 auf GND ist.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Bastelbruder » Mi 25. Mär 2020, 13:34

Ich denke daß der PNP-Transistor ein Mißverständnis ist. Meine Kristallkugel lieferte ganz kurz ein scharfes Bild: der geheime Quäker-Eingang ist "für PNP-Ansteuerung" spezifiziert.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von jodurino » Mi 25. Mär 2020, 19:03

Bild

Ok, sorry für das Querformat, ist unhandlich mit Handy hochzuladen.
Ja vorhandene Elektronik möchte 12V an dem Eingang sehen und da habe ich mich eingeklinkt.
Ja wenn E2 12V hat schaltet der von Euch ungeliebte PNP BD140 und es piept
Aber erst wenn kurzzeitig auf E1 auch ein 12V+ Signal war zum ich sag mal "scharf" schalten.
Heut morgen hat es so funktioniert, es werden noch ein paar Einbauten gemacht und die Steuerung programmiert, mal sehen ob die 200mV noch bleben
und dann wird noch mal getestet.

Aber um zu Lernen, was ist denn nun mit dem PNP?
Warum soll das so falsch sein, wenn die Last gegen GND geht nimmt man halt PNP und NPN wenn die Last gegen +UB geschaltet werden kann?
Denkfehler von mir?

cu
jodurino

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Hauspapa » Mi 25. Mär 2020, 20:14

Der PNP ist da schon ganz Richtig und einem NPN auch klar vorzuziehen. Beim NPN macht die Basis Emitter Diode der Funktion einen Strich durch die Rechnung.

Nur:
Der leitet wenn E2 auf GND liegt und sperrt wenn E2 12V sieht oder hochohmig ist.

Ich vermute dein Türkontakt schaltet von E2 nach GND. Wissen kann ich es natürlich nicht. Versuch mal die beiden weiter ohen beschriebenen Hilfsmassnahmen.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von j.o.e » Do 26. Mär 2020, 01:50

Hi Jodurino, ich habe absolut nichts gegen pnp-Transistoren.

Nur ist es halt so, dass ein pnp-Transistor dann durchschaltet, wenn aus der Basis ein "Steuer-Strom" gezogen wird (Stichwort: Transistor als Schalter).

Denk dir in deiner Schaltung die Optokopplergeschichte mal weg und leg den Emitter direkt auf +12V. Legst Du E2 nun auf 0V (Masse), kann, begrenzt durch den 4,7K Widerstand, ein Basisstrom fließen. Der Transistor wird damit durchgeschaltet. Die Basis liegt nun um ca. 0.6V tiefer als der Emitter (~11.4V), der Kollektor geht auf ~ 11.9V.

Zur vorgeschlagenen Schutzdiode an E1:
So wie von mir eingezeichnet, verhindert diese, dass im getriggerten Fall der Eingang E1 mit 12V beaufschlagt wird.
diode.jpg
Meine Glaskugel bleibt dabei: Beim Einschalten der Maschine wird durch einen Spratzler an E1 deine "Selbsthaltung" getriggert. Dazu braucht es schon ordentlich Strom, mithin mehrere mA (die kopplerinterne LED muss dazu leuchten). Mit 10...100k an E1 bzw. 2...10k an A lässt sich das schwerlich ableiten.

Grüße
-joe

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ferdimh
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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von ferdimh » Do 26. Mär 2020, 11:58

Dazu braucht es schon ordentlich Strom, mithin mehrere mA (die kopplerinterne LED muss dazu leuchten)
Nein. Wenn der Optokoppler ein Current Transfer Ratio >1 hat (das ist nicht für alle Optokoppler garantiert!), reicht ein beliebig kleiner Strom, um etwas mehr Strom durch den Fototransistor fließen zu lassen, der etwas mehr Strom durch die LED verursacht usw...

Ich sehe da aber noch ein paar ganz andere Probleme:
- der PNP sollte durchschalten, wenn die Basis gegen Masse gezogen wird. Du schreibst hier aber mehrfach das Gegenteil.
- Die Basis-Emitter-Strecke eines jeden Transistors enthält eine versteckte Zenerdiode zu ca. 10V, die Strom vom positiven Eingang E2 über die Diode in die LED des Optokopplers fließen lassen kann.
- Das ganze Ding hat keinerlei Ableitwiderstände und Abblockkondensatoren, die Zicken durch kurze Spitzen oder Leckströme verhindern könnten.
Jeder Zweig sollte einen Widerstand enthalten, dass an längeren Drähten mindestens mal 1mA fließen muss, bevor irgendwas passiert. Innerhalb der Schaltung kann man auch ein paar µA akzeptieren, aber "nichts" ist zu wenig. Eingänge zu längeren Leitungen sollten außerdem mindestens mit 100nF beruhigt werden (Die müssen evtl teilweise gegen + geschaltet werden, wenn sich der Eingang auf + bezieht (z.B. weil ein PNP-Transistor verbaut ist)).

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von jodurino » Do 26. Mär 2020, 21:39

ferdimh hat geschrieben:
Do 26. Mär 2020, 11:58
Dazu braucht es schon ordentlich Strom, mithin mehrere mA (die kopplerinterne LED muss dazu leuchten)
Nein. Wenn der Optokoppler ein Current Transfer Ratio >1 hat (das ist nicht für alle Optokoppler garantiert!), reicht ein beliebig kleiner Strom, um etwas mehr Strom durch den Fototransistor fließen zu lassen, der etwas mehr Strom durch die LED verursacht usw...

Ich sehe da aber noch ein paar ganz andere Probleme:
- der PNP sollte durchschalten, wenn die Basis gegen Masse gezogen wird. Du schreibst hier aber mehrfach das Gegenteil.
- Die Basis-Emitter-Strecke eines jeden Transistors enthält eine versteckte Zenerdiode zu ca. 10V, die Strom vom positiven Eingang E2 über die Diode in die LED des Optokopplers fließen lassen kann.
- Das ganze Ding hat keinerlei Ableitwiderstände und Abblockkondensatoren, die Zicken durch kurze Spitzen oder Leckströme verhindern könnten.
Jeder Zweig sollte einen Widerstand enthalten, dass an längeren Drähten mindestens mal 1mA fließen muss, bevor irgendwas passiert. Innerhalb der Schaltung kann man auch ein paar µA akzeptieren, aber "nichts" ist zu wenig. Eingänge zu längeren Leitungen sollten außerdem mindestens mit 100nF beruhigt werden (Die müssen evtl teilweise gegen + geschaltet werden, wenn sich der Eingang auf + bezieht (z.B. weil ein PNP-Transistor verbaut ist)).
Hallo
aha also mal nicht so trivial die Geschichte wie ich es da gebastelt habe.
Jetzt habe ich heute mal die Steuerung von der 12V Leitung genommen und es funktioniert perfekt, keine 250mV mehr auf der 12V Leitung.
Am Türkontakt liegen +8,3 Volt an wenn er schaltet, so wohl mit als auch ohne Steuerung, möglich das dem PNP die gut 4V Unterschied reichen ?
Schnelle Schaltzustände habe ich da nicht, Türkontakt und 2 Kontakte die auf Hydraulikzylinder reagieren.

Da muss ich echt noch mal die Schulbank drücken und besser werden, war irgendwie vor 40 Jahren mit Philippskästen alles einfacher.

EDIT MEINT:
Ach du meine Güte, hier steht ja auch ganz klar, habe nur Bildchen geguckt und nicht weiter gelesen:
[url][https://www.mikrocontroller.net/article ... ast.3F/url]
PNP AN = GND
NPN AN = VCC


cu
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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von ferdimh » Do 26. Mär 2020, 22:12

Dem Transistor reichen 0,7V...

Bzgl schneller Schalterei: Deine Mechanik ist schnarchlangsam, das ist klar. Das Problem ist, dass der Transistor schnell ist (der Optokoppler auch, aber nicht ganz so schnell). Da reicht schon ein Impuls von 1µs Länge, um das Ding in die Selbsthaltung zu treten.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von j.o.e » Do 26. Mär 2020, 22:15

@ fermdimh :good_post:
ferdimh hat geschrieben:
Do 26. Mär 2020, 11:58
Dazu braucht es schon ordentlich Strom, mithin mehrere mA (die kopplerinterne LED muss dazu leuchten)
Nein. Wenn der Optokoppler ein Current Transfer Ratio >1 hat (das ist nicht für alle Optokoppler garantiert!), reicht ein beliebig kleiner Strom, um etwas mehr Strom durch den Fototransistor fließen zu lassen, der etwas mehr Strom durch die LED verursacht usw...
Wo Du recht hats, hast Du recht!

Das Datenblatt zum 4N28 macht es sich da einfach, spezifiziert für Ströme If < 0.5mA kein CTR (Current Transfer Ration). Dazu ist das CTR stromabhängig, d.h. noch mit einem Faktor zwischen 0,3 (@ If=0.5mA) und 1,3 (@ If=60mA) zu bewerten ...

Für den 4N28 ist ein CTR von 0,3 typ, 0,1 min gelistet. Damit funktioniert die Schaltung nicht mal ansatzweise.

Eine Spice-Simulation bestätigt dies.
Das CTR auf ~ 30 vergrößert (den Opto-Transistor um einen externen npn in Darlingtonschaltung erweitert), verlangt die Schaltung immer noch einen Einangsstrom an E1 von 0.9mA um getriggert zu werden.

mea culpa, mea maxima culpa - hatte die prinzipielle Funktion nie in Frage gestellt. Bastelschaltung eben - drum hab ich mich da auch frühzeitig, unter Angabe von Alternativen, ausgeklinkt.

Grüße
-joe

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von j.o.e » Do 26. Mär 2020, 22:22

Tipp:

Um einzelne, kurze Impulse nachzuweisen, reicht ein normales Scope (selbst ein Einkanaler tut es ..., kein Speicherscope notwendig).

Eingang anklemmen, langsame Ablenkung (100ms/div), Trigger auf DC, Triggerpegel einstellen.
Sieht das Scope einen Puls, läuft der Strahl los.

Der Impuls lässt sich zwar nicht darstellen, aber immerhin weiß man, dass einer da war.

Grüße
-joe

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von jodurino » Do 26. Mär 2020, 22:26

ferdimh hat geschrieben:
Do 26. Mär 2020, 22:12
Dem Transistor reichen 0,7V...

Bzgl schneller Schalterei: Deine Mechanik ist schnarchlangsam, das ist klar. Das Problem ist, dass der Transistor schnell ist (der Optokoppler auch, aber nicht ganz so schnell). Da reicht schon ein Impuls von 1µs Länge, um das Ding in die Selbsthaltung zu treten.
Kondensatoren liegen schon bereit werden morgen eingelötet.
Ja erst mal Bastellösung auf die Schnelle, aber mit viel Lerneffekt, bzw in meinem Fall Erinnerungseffekt weil man das ja mal gelernt hat.
Im Endstadium wird wohl ein weiterer Summer eingesetzt und diese Schaltung wandert dann in die Restekiste

Erst mal Dank für Eure Hilfe und vor allem Eure Geduld
cu
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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Roehricht » Fr 27. Mär 2020, 01:20

Hallo,
warum so aufwendig?

Eine einfache Relais Selbsthalte Schaltung.
kann gegen minus, Masse , Null geschaltet werden .
Halteglied-1.JPG
oder so, nur mit Transen.
Halteglied-Transistor-1.JPG
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Wolfgang
Zuletzt geändert von Roehricht am Fr 27. Mär 2020, 15:30, insgesamt 2-mal geändert.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von inse » Fr 27. Mär 2020, 07:34

Ich dachte immer TUN wäre Transistor Universal NPN und TUP PNP.
Nicht?
Bei der ersten Schaltung sind die Transistoren vertauscht, oben ein PNP unten ein NPN, so sollte es funktionieren.

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von winnman » Fr 27. Mär 2020, 11:44

Würde da nicht auch eine einfache Relaisschaltung wesentlich unkomplizierter gehen?

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Roehricht » Fr 27. Mär 2020, 15:25

Hallo,
Ich dachte immer TUN wäre Transistor Universal NPN und TUP PNP.
Nicht?
Bei der ersten Schaltung sind die Transistoren vertauscht, oben ein PNP unten ein NPN, so sollte es funktionieren.

Hab ich gesehen und geändert. ja manchmal ist man etwas ramdösig.

73
Wolfgang

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Re: Selbsthalteschaltung mit Optokoppler macht nicht was sie soll

Beitrag von Roehricht » Fr 27. Mär 2020, 15:30

Hallo,
Würde da nicht auch eine einfache Relaisschaltung wesentlich unkomplizierter gehen?
Klar geht das.

Aber nicht wenn man gegen ein gemeinsames Potential schalten will , also entweder Taster gegen UB oder gegen Erde. Und das mit nur Arbeitskontakten. Allerdings könnte man dafür auch noch ein Relais verwursten.

Geht auch mit einem Flip-Flop und ne Transe als Bleeptone Treiber

73
Wolfgang

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