Optokoppler => Mikrocontrollereingang mit Inputfilter

hummer87

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11. Apr. 2011
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Hallo Forum,

wieder einmal bitte ich um eure Hilfe,
ich habe eine kleine Schaltung, welche den Mikrocontroller galvanisch trennen soll.
Dazu nehme man einfach einen Optokoppler, soweit so gut.

Nun möchte ich ggf. Prellen auf der Eingngsseite des OK von Taster, Schwingungen, Störungen, unsauberes Signal etc. gern filtern.

Dazu habe ich mir zwei Varianten ausgedacht un bitte um eure Meinung und ggf. Hilfestellung und Verbesserungen.

Variante 1.
OhneC2.JPG

Variante 2.
MitC2.JPG

Der Unterschied der beiden Varianten ist der Kondensator C2.

Meine Frage, ist es sinnvoll diesen Kondensator einzubauen oder nicht.
Bei eingebauten C2 wird der Spannungspegel bei ca. 1/2 Betriebsspannung gehalten.
Kann der µC dies als logisches 0-Signal werten.

Kann an der Schaltung noch weitere Verbesserung vorgenommen werden.
Ziel ist es ca. 10 -20ms Inputfilter zu haben, um ein Signal sauber auswerten zu können.

Über Hilfe wäre ich sehr dankbar.

Viele Grüße
 
Schau mal in das (komplette) Datenblatt des geplanten/verwendeten Controllers - unter Electrical Characteristics...
Dort steht der garantierte maximale Anteil der Versorgungsspanung, der als Low erkannt wird - meist 0,2 bis 0,3 * Vcc (je nach Versorgungsspannung)
Deine Schaltung ist doch irgendwie sowas ähnliches wie ein Hochpaßfilter, mit dem Du Gleichspannungsanteile herausfiltern könntest (auf die Berechnung der Grenzfrequenz hab ich jetzt (insbesondere wegen C1) keine Lust) oder??

Zum Unterdrücken von (hochfrequentem) Tasterprellen etc brauchst Du doch eher 'n Tiefpaß, oder?

Ich würde den Emitter des Optokopplers direkt auf Gnd legen, den Kollektor mit Pullup auf den Controller-Eingang.
Wenn man keinen Tiefpaß braucht (zumindest keinen Hardware-Tiefpaß), kann das möglicherweise der interne Pullup sein - wenn man einen Hardware-Tiefpaß braucht, eben einen externen Pullup am Kollektor, dann einen Widerstand in Serie, und am Controller-Eingang einen Abblockkondensator gegen Gnd.
 
Hallo,

C2 ist ziemlich blödsinnig weil er dir grade die hohen Frequenzanteile (Prellen) an den Mikrocontroller liefert.

Die Konstruktion von R1 und R2 ist auch etwas "komisch".
R2 soll wohl ein PullDown wür den OK sein und R1 zusammen mit C1 den Tiefpaß bilden.
Mach mal aus dem C1 irgendwas mit 0,1µF und paß den Widerstand entsprechend an.

Ich würde auch eher die Vorgehensweise von LotadaC vorschlagen.

Leider sieht man auf dem Screenshot nicht ob der Collector des Fototransistors weiter an Vcc geht oder ob da noch ein Widerstand im verdeckten Bereich ist.

Stell man den kompletten Schaltplan rein damit man sich ein etwas besseres Bild machen kann.

Gruß
Dino
 
Hallo,

vielen Dank für die Antwort.

anbei der Schaltplan.
Schaltplan.JPG

Sinn und Zweck der Schaltung ist es, Prellungen, Störungen zu vermeiden.
Die Widerstände(R1+R2) in Kombination mit Kondensator C1 wirken ja wie eine kleine Anschaltverzögerung. (siehe Simulation im ersten Beitrag)
Mit dem C2 hebe ich das anfangsniveu der Spannung an, die Zeit bleibt jedoch gleich.
OK, dass C2 weg kann ist möglich.

Mit dem Filter, welchen Ihr vorgeschlagen habt, ist der Spannungspegel sofort da. der unterschied der beiden Varianten ist doch nur die Einschaltverzögerung bei meiner Variante, und der Entstörung bei eurer Variante.

Welche ist denn Vorteilhafter?
Simulationsmäßig filtert meine Schaltung auch störungen heraus, und hat noch den Vorteil, das bei Flankenabfall innerhalb der Anschaltverzögerung, kein Signal anliegt.

sinnloses Beispiel:
Ich schalte einen Lichtschalter ein, und innerhalb von 10ms wieder aus, dann würde bei mir das licht erst nicht schalten, bei euch aber schon.

Vielleicht habe ich mih auch etwas falsch ausgedrückt, aber ist ein solche Anschaltverzögerung nicht sinnvoller als ein Tiefpass?

viele Grüße
 
Das kommt darauf an, was konkret Du unterdrücken willst, und was nicht unterdrückt werden darf (also die Reaktionszeit auf ein Eingangssignal)
Du hast hier zwei Sachen zusammen:
  • Prellen, also ein falsch-wiederholtes Auslösen eines regulären, korrekten Signals
  • Störungen (Spikes), die ohne Signal (ggf wiederholt) auslösen
Beidem kann man mittels RC-Tiefpaß entgegentreten, indem man das Laden und/oder Entladen eines Kondensators direkt am Controllerpin "bremst".
Insofern war meine Formulierung da oben ungenau
...Ich würde den Emitter des Optokopplers direkt auf Gnd legen, den Kollektor mit Pullup auf den Controller-Eingang.
Wenn man keinen Tiefpaß braucht (zumindest keinen Hardware-Tiefpaß), kann das möglicherweise der interne Pullup sein - wenn man einen Hardware-Tiefpaß braucht, eben einen externen Pullup am Kollektor, dann einen Widerstand in Serie, und am Controller-Eingang einen Abblockkondensator gegen Gnd.
Schließt man den Kondensator über den OK kurz, ist die Reaktionszeit auf Signale (und Spikes) sehr schnell. der geringe Ladestrom durch den Pullup verhindert, daß die Spannung des Kondensators während des Prellens high wird. Logischerweise begrenzt das die mögliche Auslösefrequenz des Einganges.
Sollen Störungen ignoriert werden, muß der Entladestrom des Kondensators (mittels Serienwiderstand zwischen Pullup und Kollektor) begrenzt werden. Eine Kombination aus beidem muß dann halt beide Pegel innerhalb der geforderten Zeiten erreichen (können).
 

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