Schakeling 5V/24V slaat door

[Pizza_Boom]

Hoi medetweakers,

zoals ik een paar maanden terug al eens zei, long time, no see. Afijn, ik kom weer even buurten met een vraagje. Ik ben bezig met een testopstelling. Voor deze testopstelling heb ik een 5 volt sensor tot mijn beschikking die een 24 volt PLC een signaal moet geven. Gelukkig digitaal, dus lekker 1 of 0. So far, so good. Schakelingetje mag niet heel moeilijk heten: 5 volt regelaar met 2 Ctjes, optocouplertje, een weerstandje en een tNPN ransistor zijn toch wel de hoofdcomponenten. Toch slaat er ergens iets door en fikt mijn transistortje uit. Zie onderstaand schema:


LM7805 met 2 condensatoren aangesloten volgens de datasheet als spanningsregelaar.
Een sensor dat 5 volt pulsjes geeft en wordt gevoed vanuit de LM7805
DE K817P als octocoupler met aan de LED kant een voorschakelweerstand van 330 ohm en 1 watt.
Aan de transistorzijde schakelt de octocoupler ook weer een transistor, een SS8050, met voorschakelweerstand 330 ohm en 1 watt. Volgens de datasheet zou die moeten voldoen. Dit signaal gaat rechtstreeks naar de PLC.

Ik zie even niet wat er fout zit. Zal waarschijnlijk wel iets simpels zijn. Alvast bedankt voor de hulp

[Puch-Maxi]

Wb is je base weerstand wel hoog genoeg? Base voltage = 6V

[Pizza_Boom]

Emitter-Base is toch maximaal 6 volt? Dus een resulterende spanning? Of lees ik dat nou verkeerd?

[memphis]

Als je nu ipv de PLC gewoon een 24v lampje of een LED met weerstand plaatst?

Let ook op dat de pinbezetting van je gekozen transistor anders is dan bv. een standaard BC547

[sypie]

Jouw PLC werkt misschien op 24V maar moet het contact niet "gewoon" potentiaalvrij zijn?

[Pizza_Boom]

memphis schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 17:11:
Als je nu ipv de PLC gewoon een 24v lampje of een LED met weerstand plaatst?

Je bedoelt dat de PLC een mogelijk te hoge spanning teruggeeft?

Let ook op dat de pinbezetting van je gekozen transistor anders is dan bv. een standaard BC547

Hij is precies gespiegeld ja, dat had ik gezien.

sypie schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 17:28:
Jouw PLC werkt misschien op 24V maar moet het contact niet "gewoon" potentiaalvrij zijn?

Nouja, feitelijk is dat het ook. De PLC is niet de bron, maar hangt wel aan dezelfde bron. Dat kan echt niet anders.

Wat mij net nog te binnen schiet, maandag heeft ie op blank metaal gelegen (de tijdelijke houder wordt nog ge3Dprint) en randapparatuur gesloopt, vandaag ging na enkele minuten aan de 24 volt de LM7805 letterlijk in vlammen op Kans dat de tor ook gewoon een goede knauw heeft gekregen van die kortsluiting.

Dan blijft alleen nog de vraag: Is de tor wel geschikt? Of de weerstand niet groot genoeg, zoals Puch-Maxi oppert? Als we nu toch moeten gaan vervangen, dan meteen even goed doen.

[Oyster]

Pizza_Boom schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 16:21:

Ik zie even niet wat er fout zit. Zal waarschijnlijk wel iets simpels zijn. Alvast bedankt voor de hulp

Ik wel, en als je het even doorrekent zie je het zelf vast ook. Dus ik ben benieuwd naar de calculatie.

[Flake]

Emitter-basis spanning is 0.7V, dat is die diode die erin zit. Als je er 6V op zet, dan gaat 'ie kapot.

Je specificeert niet wat die plc ingang is en dat is in dit geval wel key. Ik ga er vanuit dat dit een spanningsingang is waar 24V in moet. Je schakelt aan de hoge zijde en dat moet je in die opstelling doen met PNP, niet NPN. Die emitter wil je aan de pluszijde hebben, dan zit je basis op 24V - 0.7V. Let ook op dat je de maximale collectorstroom (1,5A) niet overschrijdt. Ik had dit met een P-channel mosfet gedaan, die kunnen in de regel een grotere drainstroom laten lopen dan een transistor.

Als je een PNP in deze opstelling hebt, dan valt er 0.7V over die basisweerstand. Stroom is dan I = U/R = 0.7/300=2,3mA, da's wel erg weinig als je saturatie wil bereiken.

[ Voor 12% gewijzigd door Flake op 22-02-2017 19:02 ]

[Onbekend]

330 ohm is wel erg weinig voor een basisweerstand.
En daarnaast zou ik ook een weerstand tussen de basis en emitter zetten omdat anders de basis zweeft.

[memphis]

Onbekend schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 18:53:
330 ohm is wel erg weinig voor een basisweerstand.
En daarnaast zou ik ook een weerstand tussen de basis en emitter zetten omdat anders de basis zweeft.

De schakeling staat als een emittevolger, op dat moment doet de basisweerstand niet veel toe.
een weerstand tussen B en E zou ik niet doen, gewoon iets hoogohmigs tussen de B en de massa is beter.

[MewBie]

sypie schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 17:28:
Jouw PLC werkt misschien op 24V maar moet het contact niet "gewoon" potentiaalvrij zijn?

Potentiaalvrije contacten zijn vaak minder problematisch inderdaad, maar het hoeft niet perse.

Bij een potentiaalvrij contact maakt het niet uit waar de sensor zijn voeding vandaan haalt, op welke spanning het werkt, hoe het contact geschakelt wordt, etc. Je stuurt vanuit je PLC 24V (sommige PLC's hebben een 24V uitgang die bij een digitale ingang hoort, maar kan ook gewoon vanaf de PLC voeding) naar het contact en de andere kant prik je in een standaard digitale ingang en je bent klaar.

Met transistors moet je altijd goed kijken of de voeding van de sensor bij de PLC vandaan komt, hoe het hele zooitje werkt, hoe je alles aan moet sluiten.
Ik heb sensors met transistors op PLC's aan moeten sluiten die verwachten dat de digitale ingang sourced i.p.v. drained (en dus je signaal naar ground koppelen, sensor had alleen signaal en ground aansluiting ) maar wel meer stroom willen als je ingang kan sourcen.
Altijd leuk als de klant precies de sensors uitkiest waarvan jij aangeeft dat die niet werken.

[Pizza_Boom]

Oyster schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 18:23:
Ik wel, en als je het even doorrekent zie je het zelf vast ook. Dus ik ben benieuwd naar de calculatie.

Ik zie het nog steeds niet, mja.

EDIT: Ik zit nog eens te lezen en lees Vbe = max 1V, 10 mA. Moet dus 23V bij 10 mA wegstoken. U=I*R => 23/0,010 = 2300 ohm. Ja, daar zat bijna een factor 10 verschil in. Ik geef de griepverschijnselen maar de schuld.

Flake schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 18:49:
Emitter-basis spanning is 0.7V, dat is die diode die erin zit. Als je er 6V op zet, dan gaat 'ie kapot.

Je specificeert niet wat die plc ingang is en dat is in dit geval wel key. Ik ga er vanuit dat dit een spanningsingang is waar 24V in moet. Je schakelt aan de hoge zijde en dat moet je in die opstelling doen met PNP, niet NPN. Die emitter wil je aan de pluszijde hebben, dan zit je basis op 24V - 0.7V. Let ook op dat je de maximale collectorstroom (1,5A) niet overschrijdt. Ik had dit met een P-channel mosfet gedaan, die kunnen in de regel een grotere drainstroom laten lopen dan een transistor.

Als je een PNP in deze opstelling hebt, dan valt er 0.7V over die basisweerstand. Stroom is dan I = U/R = 0.7/300=2,3mA, da's wel erg weinig als je saturatie wil bereiken.

Het is gewoon een digitale ingang die graag 24v lust. "Kortsluiten" met draadje van plus naar ingang geeft een keurig leesbaar signaal. Voltage over emitter-basis moet dus nog omlaag. Ik heb voor een normale tor gekozen omdat er geen grote stromen lopen. Ik schakel een PLC ingang, thats it.

Misschien de schakeling maar gewoon ombouwen en de load aan de pluszijde hangen en de emitter direct aan de massa.

MewBie schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 20:13:
Potentiaalvrije contacten zijn vaak minder problematisch inderdaad, maar het hoeft niet perse.

Bij een potentiaalvrij contact maakt het niet uit waar de sensor zijn voeding vandaan haalt, op welke spanning het werkt, hoe het contact geschakelt wordt, etc. Je stuurt vanuit je PLC 24V (sommige PLC's hebben een 24V uitgang die bij een digitale ingang hoort, maar kan ook gewoon vanaf de PLC voeding) naar het contact en de andere kant prik je in een standaard digitale ingang en je bent klaar.

Met transistors moet je altijd goed kijken of de voeding van de sensor bij de PLC vandaan komt, hoe het hele zooitje werkt, hoe je alles aan moet sluiten.
Ik heb sensors met transistors op PLC's aan moeten sluiten die verwachten dat de digitale ingang sourced i.p.v. drained (en dus je signaal naar ground koppelen, sensor had alleen signaal en ground aansluiting ) maar wel meer stroom willen als je ingang kan sourcen.
Altijd leuk als de klant precies de sensors uitkiest waarvan jij aangeeft dat die niet werken.

Dit is tijdelijk en testopbouw. Definitief moet er wat anders komen, maar dan moeten we wel weten dat e.e.a. gewoon braaf werkt. Sensor heeft een eigen 5V source, dus dat gaat niet over die ingang.

We gaan nog eens even pielen.

[ Voor 3% gewijzigd door Pizza_Boom op 23-02-2017 11:31 . Reden: Licht gezien. ]

[jomas]

Pizza_Boom schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 10:51:
[...]

EDIT: Ik zit nog eens te lezen en lees Vbe = max 1V, 10 mA. Moet dus 23V bij 10 mA wegstoken.

De ingang van de PLC trekt toch geen 2 Ampere? Anders begrijp ik niet waarom je rekent met een basisstroom van 10mA (Waarbij je je de basis van je tor al bijna hebt opgeblazen)

[Pizza_Boom]

jomas schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 12:44:
[...]


De ingang van de PLC trekt toch geen 2 Ampere? Anders begrijp ik niet waarom je rekent met een basisstroom van 10mA (Waarbij je je de basis van je tor al bijna hebt opgeblazen)

Omdat dit in de datasheet staat bij Vbe MAX. En daar ga ik boven zitten qua weerstand, dus de veilige kant.

[ Voor 8% gewijzigd door Pizza_Boom op 23-02-2017 13:13 ]

[memphis]

Nogmaals, de schakeling staat in een emitter volger. De stroom door C-E zal via de Hfe factor automatisch de stroom door de Basis bepalen. Pas als de Emitter aan de massa hangt word je verplicht om de juiste basisweerstand te kiezen.

[Pizza_Boom]

Ik heb hem in een breadboard anders opgebouwd. Emitter aan de basis en V-out aan de Collector, vooraf gegaan door een 10k weerstand. Basis aan een 3k3.

[Cheezus]

Waarom hang je die optocoupler niet gewoon meteen aan de PLC?

[Pizza_Boom]

Cheezus schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 13:47:
Waarom hang je die optocoupler niet gewoon meteen aan de PLC?

Omdat ik niet exact de stroomconsumptie van de PLC weet en dus bang was dat ik er wat uit zou blazen... Wat alsnog gebeurde.

[Cheezus]

Dit zal doorgaans enkele mA zijn, en in ieder geval binnen de 50 mA blijven die je door de optocoupler mag trekken. Om het zeker te weten kun je de datasheet van de betreffende PLC natuurlijk even raadplegen.
Als je het toch graag moeilijker wil maken dan het is zou ik de post van Flake in "Schakeling 5V/24V slaat door" nog even doorlezen..

[Flake]

memphis schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 13:33:
Nogmaals, de schakeling staat in een emitter volger. De stroom door C-E zal via de Hfe factor automatisch de stroom door de Basis bepalen. Pas als de Emitter aan de massa hangt word je verplicht om de juiste basisweerstand te kiezen.

De emittervolger is een schakelingetje om wisselspanning te "versterken". Het gelijkspanningsniveau blijft in die schakeling stabiel en daar is hier geen sprake van, we weten niet wat er gebeurt met die input die naar de PLC gaat.

Maar, aangezien mijn aanname over voedingsspanning voor die PLC fout is, maakt Cheezus een prima punt. Signaalinputs zijn doorgaans hoogohmig omdat je voor een signaal geen noemenswaardige stroom nodig hebt. Heb je dat wel nodig, dan kun je een transistor of mosfet schakelen die die stroom wél kan leveren. Daar lijkt hier geen sprake van. Ik kan nog wat verder gaan door te zeggen dat een optocoupler galvanische isolatie biedt waar je niets aan hebt als de voeding voor de LM7805 door dezelfde 24V supply wordt gevoed, dus kun je het ook met twee torren doen, wat goedkoper zou zijn in volume.

In dit geval, aangezien je de spullen al hebt liggen en je waarschijnlijk niks geeft om optimaliseren, haal die tor eruit en schakel je PLC met die optocoupler.

[itcouldbeanyone]

MewBie schreef op woensdag 22 februari 2017 @ 20:13:
[...]

Potentiaalvrije contacten zijn vaak minder problematisch inderdaad, maar het hoeft niet perse.

Bij een potentiaalvrij contact maakt het niet uit waar de sensor zijn voeding vandaan haalt, op welke spanning het werkt, hoe het contact geschakelt wordt, etc. Je stuurt vanuit je PLC 24V (sommige PLC's hebben een 24V uitgang die bij een digitale ingang hoort, maar kan ook gewoon vanaf de PLC voeding) naar het contact en de andere kant prik je in een standaard digitale ingang en je bent klaar.

Met transistors moet je altijd goed kijken of de voeding van de sensor bij de PLC vandaan komt, hoe het hele zooitje werkt, hoe je alles aan moet sluiten.
Ik heb sensors met transistors op PLC's aan moeten sluiten die verwachten dat de digitale ingang sourced i.p.v. drained (en dus je signaal naar ground koppelen, sensor had alleen signaal en ground aansluiting ) maar wel meer stroom willen als je ingang kan sourcen.
Altijd leuk als de klant precies de sensors uitkiest waarvan jij aangeeft dat die niet werken.

In elektrische voertuigen is het bijvoorbeeld altijd sourced , en dat wordt binnenkort ook verplicht

[MewBie]

itcouldbeanyone schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 22:08:
[...]


In elektrische voertuigen is het bijvoorbeeld altijd sourced , en dat wordt binnenkort ook verplicht

In een elektrische auto is het wat makkelijker om alles op elkaar af te stemmen.
En heeft schakelen naar nul als voordeel dat je een alles gewoon aan het chassis kan koppelen, scheelt weer in bedrading.

Als een partij de plc levert en de sensoren door de klant ergens anders vandaan gehaald worden zijn dat soort dingen echt een PITA.
Om nog maar niet te spreken over de hoofdpijn die je krijgt om al dat soort uitzonderingen goed ingestelt te krijgen...
Potentiaalvrije contacten, digitale ingangen drainen en digitale uitgangen sourcen, dat houdt het gemakkelijk voor iedereen.

[ Voor 7% gewijzigd door MewBie op 23-02-2017 22:43 ]

[jomas]

Flake schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 18:02:
[...]

De emittervolger is een schakelingetje om wisselspanning te "versterken". Het gelijkspanningsniveau blijft in die schakeling stabiel en daar is hier geen sprake van, we weten niet wat er gebeurt met die input die naar de PLC gaat.

Dat is complete onzin. Bij een emittervolger volgt de emitter de ingangsspanning op de basis. Daarom heet het ook een emittervolger. Een emittervolger versterkt dus helemaal niet (of als je flauw wilt zijn versterkt hij 1x). Of je er nu wisselspanning of gelijkspanning op zet hij volgt het allemaal.

[itcouldbeanyone]

MewBie schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 22:41:
[...]

In een elektrische auto is het wat makkelijker om alles op elkaar af te stemmen.
En heeft schakelen naar nul als voordeel dat je een alles gewoon aan het chassis kan koppelen, scheelt weer in bedrading.

Als een partij de plc levert en de sensoren door de klant ergens anders vandaan gehaald worden zijn dat soort dingen echt een PITA.
Om nog maar niet te spreken over de hoofdpijn die je krijgt om al dat soort uitzonderingen goed ingestelt te krijgen...
Potentiaalvrije contacten, digitale ingangen drainen en digitale uitgangen sourcen, dat houdt het gemakkelijk voor iedereen.

Het leuke is mag ook niet meer aan de chassis
Vaak vanwege hogere voltages

Maar ik kan me herkennen met klanten die het anders doen dan hoe het zou horen
Plc wereld is over algemeen positief schakelend
Zo heb ik op negatief schakelend gebied meegemaakt dat de klant hier 96volt positief schakelend op probeerde.

[memphis]

Flake schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 18:02:
[...]

De emittervolger is een schakelingetje om wisselspanning te "versterken". Het gelijkspanningsniveau blijft in die schakeling stabiel en daar is hier geen sprake van, we weten niet wat er gebeurt met die input die naar de PLC gaat.

Zoek eerst maar even op wat een emittervolger is, het heeft niets met wisselspanning te maken....

Flake schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 18:02:
In dit geval, aangezien je de spullen al hebt liggen en je waarschijnlijk niks geeft om optimaliseren, haal die tor eruit en schakel je PLC met die optocoupler.

Als in deze schakeling de transistor kapot gaat zal zonder transistor zeker de optocoupler eruit fikken.

Of TS heeft een fout in de uitvoering van de schakeling zitten of de PLC doet iets raars.

[Pizza_Boom]

Cheezus schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 14:51:
Dit zal doorgaans enkele mA zijn, en in ieder geval binnen de 50 mA blijven die je door de optocoupler mag trekken. Om het zeker te weten kun je de datasheet van de betreffende PLC natuurlijk even raadplegen.
Als je het toch graag moeilijker wil maken dan het is zou ik de post van Flake in "Schakeling 5V/24V slaat door" nog even doorlezen..

Tik uit het UC programmeren, alles versterken dat over een ICtje komt.

Flake schreef op donderdag 23 februari 2017 @ 18:02:
De emittervolger is een schakelingetje om wisselspanning te "versterken". Het gelijkspanningsniveau blijft in die schakeling stabiel en daar is hier geen sprake van, we weten niet wat er gebeurt met die input die naar de PLC gaat.

Maar, aangezien mijn aanname over voedingsspanning voor die PLC fout is, maakt Cheezus een prima punt. Signaalinputs zijn doorgaans hoogohmig omdat je voor een signaal geen noemenswaardige stroom nodig hebt. Heb je dat wel nodig, dan kun je een transistor of mosfet schakelen die die stroom wél kan leveren. Daar lijkt hier geen sprake van. Ik kan nog wat verder gaan door te zeggen dat een optocoupler galvanische isolatie biedt waar je niets aan hebt als de voeding voor de LM7805 door dezelfde 24V supply wordt gevoed, dus kun je het ook met twee torren doen, wat goedkoper zou zijn in volume.

In dit geval, aangezien je de spullen al hebt liggen en je waarschijnlijk niks geeft om optimaliseren, haal die tor eruit en schakel je PLC met die optocoupler.

Thanks voor je feedback. Galvanisch gescheiden is inderdaad niet helemaal waar, maar bescherming van de sensor is wel nodig. En dat lukt wel zo. Randapparatuur is al heen gegaan door een kortsluiting in een ander punt (hele domme pech).

Optimaliseren heeft voor mij geen nut. Mocht dit een oplossing zijn die men gaat doorvoeren, dan zal dit bij mij weggehaald worden en ook nog eens in SMD worden opgebouwd. Nu zit het op een stukje experimenteerprint.

memphis schreef op vrijdag 24 februari 2017 @ 09:24:
Als in deze schakeling de transistor kapot gaat zal zonder transistor zeker de opto couper eruit fikken.

Of TS heeft een fout in de uitvoering van de schakeling zitten of de PLC doet iets raars.

Ik ga je vooralsnog daarin gelijk geven. Ik heb hem dubbel uitgevoerd. 2 optocouplers op 1 print, gevoed uit 1 LM7805. Maar 1 hiervan was eruit geklapt. Eens gaan doormeten en ik had tussen de een van 24V signaalpinnen en een van de voedingspinnen, 24V, een directe verbinding, maar tussen de andere niet. Waarschijnlijk een baantje dat niet goed is doorgehaald tussen de uitgaande 24V van de tor en de gnd van een statusLED die ik later bijgeplaatst heb. Ik heb de tor vervangen, maar we hebben het nog niet kunnen testen. LED doet het nog, was alleen eenzijdig zwartgeblakerd, net als de voorschakelweerstand ernaast. Rotzooi uit de tor.

[memphis]

Als een status LED en de bijbehorende weerstand zwart wordt, weet je wel zeker dat je 24v te pakken hebt?

[Pizza_Boom]

memphis schreef op vrijdag 24 februari 2017 @ 10:57:
Als een status LED en de bijbehorende weerstand zwart wordt, weet je wel zeker dat je 24v te pakken hebt?

Zwart geblakerd van de troep die uit de tor kwam, gok ik, die zat er namelijk naast en deed *plof*. Die doen het beide nog keurig (op het 5V circuit).

[memphis]

Aha, duidelijk......

Misschien moet het in een andere aard zoeken, en dan bedoel ik de randaarde van de verschillende voedingen. Zeker bij geschakelde voedingen zit er een netfilter in die aangesloten op een niet-geaard stopcontact een zwevende aarde cq massa opbouwt. het koppelen van 2 apparaten met een eigen zwevende aarde kan wel eens eindigen met een big bang zoals ik in het verleden vele printerporten op moederborden heb mogen vervangen.

[Pizza_Boom]

memphis schreef op vrijdag 24 februari 2017 @ 12:53:
Aha, duidelijk......

Misschien moet het in een andere aard zoeken, en dan bedoel ik de randaarde van de verschillende voedingen. Zeker bij geschakelde voedingen zit er een netfilter in die aangesloten op een niet-geaard stopcontact een zwevende aarde cq massa opbouwt. het koppelen van 2 apparaten met een eigen zwevende aarde kan wel eens eindigen met een big bang zoals ik in het verleden vele printerporten op moederborden heb mogen vervangen.

Daar dit een mobiele toepassing is, is een netspanning of randaarde niet van toepassing. Maar we gaan het zien en anders bouw ik hem om, zet ik de load voor de collector. Inverteert ie alleen, maar dat is in de PLC vrij eenvoudig om te programmeren, want digitaal.