Übertragungsfunktionen von Optokopplern messen

markus5766h · December 16, 2015 at 20:11

Moin.

Da ich einige Meßschaltungen gerne mit Optokopplern aufbauen möchte (muss)

habe ich mit zwei Bricklets und einigen Kleinteilen eine Prüfschaltung aufgebaut, welche die Kennlinie von Optokopplern (die leider meist alles Andere als gerade ist) misst und diese dann Graphisch darstellt und abspeichert.

So kann die Übertragungsfunktion in anderer Software benutzt werden.

Zur Schaltung :

Mit dem OP07 und 20K Ohm Trimmer kann der Offset besser 5µV eingestellt werden.

Die Messwiderstände sollten min. 1W-Typen sein (Eigenerwärmung).

Die niederohmigen Widerstände in der Gleichrichtung

kommen ebenfalls mit 1W aus.

Die Spannungsregler LM317T und LM337T bekommen kleine Kühlkörper.

Zur Messung :

Soll bis z.B. 20mA Emitterstrom gemessen werden, muss der Optokoppler

entweder gekühlt oder "aufgewärmt" (einige Minuten bei 20mA betrieben) werden,

da sonst durch die Erwärmung bei der Messreihe (beim 4N25 sind's bis 20mA immerhin knapp 6000 Messungen) die Übertragungskurve verzerrt wird.

Schaltung und Screenshots im Anhang.

Die Messung ist von einem 4N25.

Falls jemand Interesse an der Software hat, kann ich diese mailen.

Die Notwendigkeit dieser Maßnahme offenbart sich

in folgender Tabelle

4N25 Nr.:1 Nr.:2 Nr.:3

I(out)[mA] I(in)[mA] I(in)[mA] I(in)[mA]
0,750 1,2773 1,3141 1,30189
1,0 1,5475 1,6089 1,54622
5,0 5,09703 5,2704 5,06018
10,0 9,2852 9,6527 9,19924
15,0 13,9277 14,3944 13,79268
16,5 16,16316 16,48241 15,78323

4N28 Nr.:1 Nr.:2 Nr.:3

I(out)[mA] I(in)[mA] I(in)[mA] I(in)[mA]
0,750 1,621223 2,292733 1,65807
1,0 1,965119 2,7266 2,014247
2,0 3,279293 4,593466 3,3287
5,0 6,730533 9,260624 6,804225
7,5 9,6102 12,90838 9,690494
10,0 12,404815 16,568411 12,478507
12,5 14,68927 19,614345 14,732252

Die erste Messreihe mit 3 St. 4N25 (Fairchlid) zeigt nur die

üblichen Exemplarstreuungen (alle drei Optokoppler sind aus der gleichen Charge).

Bei den 3 St. 4N28 - auch alle aus der gleichen Charge - sieht's

schon ganz anders aus :

Der Prüfling 2 zeigt eine erheblich abweichende Übertragungsfunktion von bis zu 35% !!!

Wenn ich nun diesen Optokoppler als Ersatz einsetzen würde,

darf ich mich nicht wundern, wenn die entspr. Schaltung nicht

so funktioniert, wie sie soll.

Mit zunehmender Produktion aus Fern-Ost kommen solche "Exemplar-

Streunungen" leider immer häufiger vor - dies bezieht sich auf

nahezu alle Halbleiter !

Nic · December 17, 2015 at 08:21

Hört sich interessant an, mir fehlt etwas der deutliche Bezug zu den Tinkerforge-Komponenten, welche Teile und wie zusammengesteckt wurden. Dann wird das sicher auch nicht nur für mich klarer und u.a. ein Inspiration für andere Projekte.

FlyingDoc · December 17, 2015 at 08:45

Die verwendeten Komponenten sind doch im Schaltplan ersichtlich.

StepDown, Master Brick, Industrial Dual AnalogIn und AnalogOut Bricklet

markus5766h · December 17, 2015 at 10:28

Hört sich interessant an, mir fehlt etwas der deutliche Bezug zu den Tinkerforge-Komponenten, welche Teile und wie zusammengesteckt wurden. Dann wird das sicher auch nicht nur für mich klarer und u.a. ein Inspiration für andere Projekte.

Moin.

Ich werde die Schaltung noch erweitern, um Ströme bis ca. 35mA zu generieren.

Dann wird auch eine Anpassung der Schaltung notwendig, hierbei werde ich dann auch die Anschlussbelegung an den Bricklets mit aufnehmen.

Nic · December 17, 2015 at 11:40

Die verwendeten Komponenten sind doch im Schaltplan ersichtlich

Wo ? In Schaltplänen bin ich nicht so der "Überflieger!" wie etwa bei Prog.code, und ev. viele User in diesem Forum auch nicht. Je leichter und genauer die Inhalte der Beiträge aufbereitet sind, desto eher gibt es hier im Forum Traffic.

FlyingDoc · December 17, 2015 at 11:51

Schaltplan oben rechts in blau.

markus5766h · December 17, 2015 at 17:44

Moin.

Schaltplan ist geändert :

die Anschlüsse an den Bricks / Bricklets sind bezeichnet.

Damit sollte eigentlich jeder zurecht kommen.

Nic · December 18, 2015 at 09:05

Ah, das war bei mir ein Blindflug . Der Browser hatte den rechten Teil abgeschnitten

Ja, jetzt sieht das sehr gut aus. Besten Dank. Jetzt weiß ich wie man die TF-Componenten schematisch in einem Schaltplan darstellt.

markus5766h · December 18, 2015 at 10:44

Ah, das war bei mir ein Blindflug . Der Browser hatte den rechten Teil abgeschnitten
Ja, jetzt sieht das sehr gut aus. Besten Dank. Jetzt weiß ich wie man die TF-Componenten schematisch in einem Schaltplan darstellt.

Moin

Für die Darstellung der TF Komponenten gibt es keine Vorgaben, wie z.B. bei einer Diode oder einem Widerstand.

In Übersichten der Hardware in Programmen benutze ich skizzierte 3D-Modelle,

um die Übersicht darzustellen.

Erster Testaufbau im Anhang.