TTL verstärken und pegelwandeln

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,

ich habe hier eine digitale I/O Karte von National Instruments (USB-6501 http://www.ni.com/pdf/products/us/20054920301101dlr.pdf).
In der Anleitung steht dass man die Ausgänge als open-drain digital output oder als push-pull digital output beschalten kann.
Ist es richtig, dass ich, wenn ich open-drain verwenden will einfach eine 5V Quelle nehme, dahinter meinen Verbraucher schalte, dann einen Widerstand und dann direkt auf den Ausgang der Karte gehen kann?
Die Anleitung sagt auch dass pro Ausgang nur 8,5mA zur Verfügung stehen, aber das ist in diesem Fall doch egal oder?

Vielen Dank schonmal für eure Antworten.

Christian

#2

Hallo Christian,

egal ist es bestimmt nicht, denn wenn du das nicht beachtest, ist deine Karte hin. Du willst das so beschalten:

 | + 5 V
 -
 | |
 | |
 -
 |
 |-----(=-\*--------(-----Last
----|
 |-\>---.
 |
 - GND

Dann wird der Open Drain Ausgang mit dem Strom durch den Widerstand belastet und ev. mit Strom aus der Last heraus, der ist aber meistens vernachlässigbar. Bei 1 kOhm fliessen 5 mA, das ist also ok, aber weniger als 5 / 0,085 = 590 Ohm darf der Widerstand nicht haben.

Gruss Reinhard

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#3

Hallo,

hi,

ich habe hier eine digitale I/O Karte von National Instruments
(USB-6501
http://www.ni.com/pdf/products/us/20054920301101dlr.pdf).
In der Anleitung steht dass man die Ausgänge als open-drain
digital output oder als push-pull digital output beschalten
kann.
Ist es richtig, dass ich, wenn ich open-drain verwenden will
einfach eine 5V Quelle nehme, dahinter meinen Verbraucher
schalte, dann einen Widerstand und dann direkt auf den Ausgang
der Karte gehen kann?
Die Anleitung sagt auch dass pro Ausgang nur 8,5mA zur
Verfügung stehen, aber das ist in diesem Fall doch egal oder?

jain, wenn dein verbraucher (incl vorwiderstand) nicht mehr als 8,5 ma stromfluss zustande bringen, kannst du deine idee so verwirklichen.
ansonsten solltest du noch einen „dampfhammer“ als steuertransistor verwenden.

gruss wgn

Vielen Dank schonmal für eure Antworten.

Christian

#4

Hallo Christian,

Die Anleitung sagt auch dass pro Ausgang nur 8,5mA zur
Verfügung stehen, aber das ist in diesem Fall doch egal oder?

In der Ausgangsstufe sitzt ein Transistor, welcher den Strom nach Masse leitet und dieser ist halt nur für 8.5mA ausgelegt.
Die maximale Spannung welche du Anlegen darfst ist auch begrenzt, muss da auch irgendwo stehen.

MfG Peter(TOO)

#5

Da bereits mehrere geantwortet haben fasse ich mal zusammen:
Ich kann nur max. 8mA bei 5V über den in der Karte eingebauten Transistor fließen lassen.
Dann muss ich das Signal verstärken, damit ich damit ein Relais oder ein Schütz schalten kann.
Müsste die Schaltung dann so aussehen?

+5V
|
| |
| | Widerstand zur Strombegrenzung
| | auf 8mA
|
|
(x) Etwas zum verstärken
__________ |
|_______|
Karte |
|_______
_________| |
|
_|_ Masse

Was nehme ich zum verstärken?
Am ende sollte 24V und 100mA rauskommen, damit ich nen Schütz schalten kann (100mA sollte reichen, oder?).
Nehme ich da einen Optokoppler? Reicht da einer, oder muss ich mehrere hintereinander schalten, damit ich die benötigte Verstärkung bekomme? Welchen nehm ich da am besten?

Danke nochmal für Eure Hilfe!

Christian

#6

Hallo auch,

naja du kannst mit diesen 8 mA einen Bipolartransistor ansteuern und damit die 24V schalten. 100 mA könnten für einen Schütz etwas knapp werden, für ein Relais reicht das aus. Optokoppler ist eigentlich nicht nötig (da der Schütz ja galavanisch trennt), es sei denn es besteht die Möglichkeit dass man ausser dem SChütz irgendetwas anderes anschließt (z.B. bei Steckverbindungen bitten sich Optokoppler an).

Gruss
Bernhard

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#7

Hallo,

erstmal danke!

Könntest du mir noch verraten wie das dann konkret auszusehen hat, bzw welche Bauteile ich genau nehmen muss?
Die galvanische trennung ist nicht wirklich erforderlich, aber vielleicht nicht ganz schlecht.
Hast du ne vielleicht ne Lösung für mich?

Grüße,
Christian

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#8

Hi,

nur mal so als Grobgedanke. Schau Dir die Antwort von Reinhard an, speziell die Zeichnung. Dort wo er die Last hat gehst Du mit einem Widerstand an die Basis eines NPN Transistor (Typ ist eigentlich egal, hängt von Deiner Leistung hab die drüber fliest, für Relais tut auch ein Kleinleistungstransistor evtl. BC 546 - sofern der NPN ist, meine aber ja). Den Emitter klemmst Du auf Masse. Den Collector legst du über die Relaisspule an 24V - damit hast Du einen LowSide Treiber. Die Dimensionierung des Widerstands ist nicht sonderlich kritisch, es sollte halt ein ausreichender Basisstrom fließen.

Alternativ kannst Du auch, wenn Du mehrere Ausgänge so schalten willst einen ULN2803 als Treiberbaustein verwenden. Oder statt einem Bipolartransisotr kannst du auch einen N-Kanal Mosfet nehmen (aber einen mit Logic Level) - hier könnte es sein dass der FET bei 5V nicht ganz durchschaltet also bei höhren Strömen nicht geeignet. Eine dritte Möglichkeit sind sog. Treiber z.B. ITS4140 oder BPS76 diese sind ziemlich simple zu verwenden - kosten aber mehr Geld.

Zum Optokoppler: eigenlich auch nicht schwierig. Nimm einen Industrieoptokoppler Typ TLP124 o.ä. klemme die Diode direkt an den Pin (mit Pull up). Auf der Sekundären Seite (nennt man das so?) kommt halt dann die Transistorstufe hin.

Gruss
Brombär

#9

Hallo,

vielen Dank für deine Antwort.

Ich hab leider deine Zeichnung nicht ganz verstanden.

Der Transistor ist sicher der, der in der Karte eingebaut ist.
Aber aus folgender Zeile werde ich nicht schlau:
|-----(=-*--------(-----Last
Ich soll die Last also parallel zum Transistor in der Karte anschließen?
Und was bedeuten die (=-* und die ( ?

Tut mir leid, aber ich hoffe ich stelle keine zu dummen fragen…

Grüße
Christian

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#10

Hallo,

vielen Dank für deine Antwort.

Ich hab leider deine Zeichnung nicht ganz verstanden.

Der Transistor ist sicher der, der in der Karte eingebaut ist.
Aber aus folgender Zeile werde ich nicht schlau:
|-----(=-*--------(-----Last
Ich soll die Last also parallel zum Transistor in der Karte
anschließen?
Und was bedeuten die (=-* und die ( ?

Tut mir leid, aber ich hoffe ich stelle keine zu dummen
fragen…

Grüße
Christian

Hallo Christian,

die frage ist nicht dumm, meine Bezeichnung „Last“ ist etwas missverständlich.

Ich bin davon ausgegangen, dass du ein Signal von 0 / +5V erzeugen willst, das macht die Schaltung - die „Last“ ist der Eingang der nachfolgenden Schaltung, dafür ist mir bloss kein besserer Begriff eingefallen. Eine wirkliche Last kannst du gernicht mehr dranhängen, das gibt der Ausgang deiner Karte nicht her.

Das folgende ist die Zeichnung ergänzt um einen Leistungs-MOSFET und eine reale Last wie z.B. ein 24 V - Motor. Der MOSFET muss mit 5V am Gate zufrieden sein (logikkompatibel) und möglichst gesichert gegen Kurzschluss, Übertemperatur usw. (intelligent FET).

 | + 5 V ^ + 24 V
 - |
 | | |
 | | (X) Last
 - |
 | |----------(=----'
 |-----(=-\*------------|
----| |-\>--.
 |-\>---. | 
 | |
 - GND - GND

Gruss Reinhard