| Author |
Message
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
 #1
 21 Jul 2010 10:47 LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam serdecznie!!!
Po latach przerwy postanowiłem wrócić troszkę do zabawy elektroniką. Sam się zdziwiłem jak dużo informacji mi z głowy uciekło :(
Właśnie zajmuję się optoizolacją portu LPT. Wykonałem schemat jak pokazano na rysunku:
Kiedy na wyjściu D0 podaję stan wysoki, dioda LED zapala się. Jednak kiedy ustawia się stan niski dioda nie gaśnie, tylko świeci nadal słabym/mrugającym światłem. Zmierzyłem, że podczas tego stanu między kolektorem a emiterem BD242C pojawia się napiecie ~3V.
Ponadto po odłączeniu GND LPT dioda zapala się całkowicie, a po odłączeniu tylko D0 dioda świeci słabiej i znów mruga.
Jak można wyjaśnić taką sytuację i jak temu zaradzić?
PS. Wiem że na sieci jest pełno tego typu rozwiązań, jednak wolałbym zrozumieć jak to działa niż bezmyślnie kopiować.
Dziękuję bardzo za odpowiedzi.
|
|
| Back to top |
|
 |
mkpl
Poziom 23
Joined: 11 Mar 2004
Posts: 3282
Location: Mysłowice
|
#2
21 Jul 2010 11:44 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Podłącz tą wyprowadzoną baze darlingtona przez 100n do masy. Prawdopodobnie zbiera ci szumy z komputera
|
|
| Back to top |
|
|
jdubowski
Poziom 24
Joined: 16 May 2003
Posts: 4653
Location: Bytom, Górny Śląsk
|
#3
21 Jul 2010 12:56 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
| mkpl wrote: |
| Podłącz tą wyprowadzoną baze darlingtona przez 100n do masy. Prawdopodobnie zbiera ci szumy z komputera |
I jeszcze wypadałoby między masę a bazę BD242C zasadzić oporek rzędu paru- lub kilkudziesięciu kiloomów (tak z 10 razy więcej niż R440.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#4
21 Jul 2010 13:01 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Dzięki za odpowiedź! Mam prośbę. Czy możecie uzupełnić ten mój schemat wg Waszej myśli? Wg mojego laickiego rozumowania, jeśli podłączę bazę do masy, to na bazie będzie zawsze 0 i tranzystor nie będzie w ogóle się otwierał. Dobrze myślę? Co masz na myśli pisząc przez 100n? Przez kondensator elektrolityczny 100nF?
Jaki jest cel tego rezystora między masę a bazę BD242C?
|
|
| Back to top |
|
|
mkpl
Poziom 23
Joined: 11 Mar 2004
Posts: 3282
Location: Mysłowice
|
#5
21 Jul 2010 13:12 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Hmm chwilowo nie mam jak więc nie narysuję. Kondensator do masy zwiera tylko zakłócenia w.cz dla prądów stałych jest on pomijalny. Może mieć tylko wpływ na max szybkość transmisji to zastosujesz go odpowiednio mniejszy.
Bocznikowanie bazy na masę rezystorem stabilizuje działanie układu przed jakimiś niechcianymi prądami i stanami nieustalonymi
|
|
| Back to top |
|
|
Google
|
| #
21 Jul 2010 13:12 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#6
21 Jul 2010 13:34 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Hmmm... Połączyłem tę bazę kondensatorem 25u (tylko taki miałem pod ręką) z masą i układ w ogóle przestał reagować... Chyba go odłączę :P. Teraz czas na rezystory...
|
|
| Back to top |
|
|
Mariusz Ch.
Poziom 25
Joined: 09 May 2003
Posts: 7631
Location: Szczecin
|
#7
21 Jul 2010 15:45 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam.
Jakoś nikt nie podpowiedział o zmianie BD 242 na jakiś BC oraz nie zwrócił uwagi na błędnie zaznaczoną polaryzację (ma być PNP). Tranzystory mocy mają stosunkowo małą betę. Zmień też sposób sterowania tranzystorem wyjściowym. Transoptor od strony masy, a rezystory ( dwa szeregowo np. po 10kΩ, a środkowy punkt ich połączenia do kolektora 4N33) w bazie do Ucc. ;)
Pzdr.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#8
21 Jul 2010 17:53 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Jeśli mogę prosić o jakiś schemacik, jak to powinno wyglądać. Co do oznaczenia tranzystora chyba z tego upału mi się pomyliło. Chodziło o BD241C. Jeżeli zamiast 241 dałem 242 to wydaje mi się, że już mnie konkretnie przygrzało.
Zakładając jednak, że tranzystor jest NPN to schemat jest chyba poprawny tak? Mam rację?
Tranzystor mocy niech zostanie. Zależy mi na dużym prądzie. Wzmocnienie nie jest aż tak ważne dla mnie.
Ostatnie zdanie Mariuszu Ch. koniecznie proszę zilustrować schematem. Byłbym wdzięczny jakbyś narysował mi sterowanie w dwóch wersjach.
1. Jak na wyjściu jest tranzystor NPN.
2. Na wyjściu tranzystor PNP.
Niestety nie mam przy sobie tego układu, więc nie mogę zweryfikować jaki tranzystor właściwie dałem :|.
PS.
Wg porad do wypowiedzi Mariusza Ch. schamat powinien wyglądać tak:
Czy zgadza się?
|
|
| Back to top |
|
|
Mariusz Ch.
Poziom 25
Joined: 09 May 2003
Posts: 7631
Location: Szczecin
|
#9
21 Jul 2010 18:19 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam.
| brajan1984 wrote: |
| ..... Zakładając jednak, że tranzystor jest NPN to schemat jest chyba poprawny tak? Mam rację? ... Zależy mi na dużym prądzie. Wzmocnienie nie jest aż tak ważne dla mnie.... |
To jest jeszcze gorzej. Z tego, co widzę, chcesz, aby tranzystor załączał większe obciążenie. W takim wypadku musi wejść w nasycenie i prąd bazy musi być większy od β • Ic (prąd kolektora). I tu zaczyna odgrywać rolę wzmocnienie. Im większe, tym mniejszy wymagany prąd bazy. Tranzystor NPN "nie lubi" obciążenia w obwodzie emitera z prostego względu. Napięcie na bazie musi być wyższe od sumy spadku napięcia na obciążeniu oraz napięcia przewodzenia złącza baza - emiter. I jeszcze jedno. Chociaż czasami spotyka się w notach taki układ pracy transoptora ( jak na twoim schemacie), to on też przeważnie tego "nie lubi". Tu odgrywa kluczową rolę współczynnik CTR (strona 4, pierwszy w tabeli).
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/4N35.pdf
Do schematów musisz określić, jak ma się zachowywać wyjście przy świecącej diodzie transoptora.
Pzdr.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#10
21 Jul 2010 18:45 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Rozumiem zatem, że diodę LED wraz z rezystorem muszę połączyć w obwód kolektora BD241C.
Co do wzmocnienia to wydaje mi się, że w tym względzie wszystko dobrałem poprawnie. Wg dokumentacji prąd 53mA na bazie wystarczy, aby tranzystor można było obciążyć troszkę poniżej 2A. To wystarczy.
Natomiast co do transoptora. Przyjąłem, że aby załączyć tranzystor BD241C muszę podać na bazę napięcie. Jeżeli pobrałbym sygnał z obwodu kolektora, to miałbym cały czas napięcie na bazie BD241C, czyli byłby cały czas otwarty, więc musiałem podać napięcie z emitera transoptora, tak aby dopiero po zapaleniu diody transoptora, otworzył się tranzystor transoptora i pojawiło się napięcie na bramce BD241C.
Czy moje rozumowanie jest poprawne?
|
|
| Back to top |
|
|
Google
|
| #
21 Jul 2010 18:45 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#11
27 Jul 2010 07:41 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam ponownie!
Zmontowałem taki układzik:
Jak na razie jest zupełnie "oderwany" od LPT. Po prostu chciałem go uruchomić. Tranzystor BD139 działa poprawnie, gdyż podłączałem i rozłączałem go najpierw osobno bez transoptora i było ok.
Wydaje mi się, że coś źle robię przy 4N33. Czy ktoś mógłby poświęcić troszkę swojego cennego czasu i zerknął w dokumentację 4N33, czy czasem w tym układzie nie palę go notorycznie. Będę bardzo wdzięczny, gdyż kończą mi się pomysły.
|
|
| Back to top |
|
|
Mariusz Ch.
Poziom 25
Joined: 09 May 2003
Posts: 7631
Location: Szczecin
|
#12
27 Jul 2010 08:41 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam.
Domyślam się, że LED w kolektorze BD zawsze świeci (brak wyłączenia). ;) Jest to wynikiem zastosowania 4N33. Zauważ, że wyjściem transoptora jest darlington. Tu zaczyna nam "przeszkadzać" niedoceniany parametr "Uce sat". Napięcie kolektor - emiter nigdy nie będzie niższe od 1,1 V, a to jest "trochę" więcej niż 0,7V na przewodzącym złączu b - e BD 139 (brakuje jeszcze rezystora pomiędzy kolektorem 4N, a bazą BD). Gdyby prąd obciążenia był większy ( obecnie to tylko LED), tranzystor wyszedłby z nasycenia i pracował w obszarze aktywnym. Znacznie wzrosłaby moc tracona.
Pzdr.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#13
27 Jul 2010 11:13 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Tak. Dioda cały czas jest zapalona :). Chyba już rozumiem... jeżeli w takim układzie Uce_sat (4N33) > Ube (BD139) wtedy tranzystor sterowany będzie zawsze w stanie nasycenia, ponieważ zawsze będzie pojawiało się napięcie na złączu BE (nie nastąpi zwarcie bazy z emiterem). Zatem przy Uce_sat <= Ube, wtedy tranzystor BD139 wejdzie w stan zatkania. Mam nadzieję, że ma to jakiś sens :P.
Jeżeli takie stwierdzenie jest prawdziwe, to w tym przypadku, zastosowanie układu np. 4N27, gdzie na wyjściu jest tranzystor z Uce_sat = 0.5V wydaje się być sensowniejsze.
Co do strat mocy na BD139. Zdaję sobie sprawę, że jeżeli Ic będzie większe niż k*Ib, to gdzieś ten nadmiar musi się odłożyć... pewnie w postaci ciepła na tranzystorze. Na razie chciałbym, żeby się wszystko załączyło. Potem będę się zastanawiał jak redukować straty.
Czy zamiana układu 4N33 na 4N27 załatwi sprawę? I tak pójdę, kupię 4N27 i sprawdzę, ale jak ktoś chce mnie uchronić przed stratą gotówki to proszę się nie krępować :P.
Jeszcze jedna rzecz mnie zastanawia. W 4N33 jest podane, że P_diss = 100mW na wejściu. Czy jest to moc, jaką układ jest w stanie przenieść, a jeśli będzie większa to się spali? Jeśli tak to podłączając 12V i dając rezystor 500Ohm mam P = 288mW, co prawie trzykrotnie przekracza P_diss...
|
|
| Back to top |
|
|
Google
|
| #
27 Jul 2010 11:13 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#14
29 Jul 2010 08:20 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Kontynuuję rozmowę z samym sobą i podaję rozwiązanie :P:
Schemat wygląda następująco:
U1 = 12V
R1 = 300Ohm
R2 = 220Ohm (I2 = 23mA, P = 113mW, P_max = 120mW)
R3 = 2k (I3 = 6mA, P = 72mW, P_max = 150mW)
R4 = 300Ohm (I4 = 40mA, P = 480mW, P_max = 1W)
Układ działa. Jak widać zrobiłem tutaj małą kaskadę tranzystorów. Dobrałem wszystko tak, aby moc jaką może przenieść dany element (P_max) była większa od mocy jaką przepuszczam przez niego. Dzięki takiemu rozwiązaniu mam na wyjściu moc ~12W, czyli przy 12V mogę puścić ok 1A.
Wcześniej nie zwróciłem uwagi na maksymalną moc i prawdopodobnie za każdym razem elementy ulegały uszkodzeniu :/.
Oczywiście to co napisał Mariusz Ch. też ma wpływ. Napięcie na złączu kolektor - emiter "darlingtona" wynosi ~1.1V. Po sprawdzeniu układu jak na rysunku wymieniłem 4N25 na 4N33 i układ nie działał. Zawsze na złączu baza-emiter tranzystora było powyżej 0.5V, czyli powyżej napięcia jakie jest wymagane, aby tranzystor wszedł w stan aktywny.
Jeszcze nie podłączyłem tego do LPT. Oczywiście wtedy bez R1, ale jestem dobrej myśli :). Dziękuję bardzo wszystkim za pomoc!!! Dobrze, że jeszcze są ludzie, którzy dzielą się swoją wiedzą :)
|
|
| Back to top |
|
|
Mariusz Ch.
Poziom 25
Joined: 09 May 2003
Posts: 7631
Location: Szczecin
|
#15
29 Jul 2010 10:08 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam.
Jesteś "zbyt oszczędny" w ilości i wartości dobieranych rezystorów. Powoduje to niepotrzebne straty mocy. Ogólnie prąd kolektora wyrażony jest zależnością
Ic = β • Ib
W stanie nasycenia przyjmujesz dodatkowo współczynnik "k", który odzwierciedla "głębokość' tego efektu.
R1 i R2 są dobrze, chociaż może to być jeden rezystor. Taki podział mocy strat jest konieczny przy rezystorach SMD 1206 lub miniaturowych 1/6W.
R3 stanowczo za mały. Po co wymuszać tak wielki prąd w bazie BC 237. Zakładasz β = 50 i liczysz "od tyłu". Przykładowo: prąd kolektora 100mA, to minimalny prąd bazy 2mA. To mnożymy przez współczynnik "k" (np. k = 1,5) i już wiemy, ile musi popłynąć przez bazę. Z tego obliczysz wartość rezystora, pamiętając o odjęciu od napięcia zasilania wartości spadku Ube (z założenia 0,7V).
Pzdr.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#16
29 Jul 2010 11:56 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
No właśnie... z tym wzmocnieniem mam troszkę problem. Skąd wziąłeś te β = 50? Z doświadczenia? W dokumentacji widać, że wzmocnienie się zmienia zarówno w zależności od napięcia na kolektorze, jak i prądu jaki przez niego płynie. Strasznie zawile jest to opisane. Ja po prostu popatrzyłem sobie ile maksymalnie u nich w dokumentacji BC237 w testach puszczali prądu na bazę i tak też dobrałem rezystor. Prąd to ok. 5mA - wtedy wiem, że tranzystor będzie całkowicie otwarty.
|
|
| Back to top |
|
|
Mariusz Ch.
Poziom 25
Joined: 09 May 2003
Posts: 7631
Location: Szczecin
|
#17
29 Jul 2010 12:22 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam.
Podczas projektowania układów korzystasz z metody MNO (metoda najgorszych okoliczności). Współczesne tranzystory małej mocy charakteryzują się dużymi wzmocnieniami i założenie jego na poziomie 50 zapewni poprawną pracę dowolnego egzemplarza. To oczywiście nie dotyczy układów, w których istotny jest punkt pracy tranzystora.
| Quote: |
| ... Prąd to ok. 5mA - wtedy wiem, że tranzystor będzie całkowicie otwarty. ... |
Tu może spotkać niemiła niespodzianka. Im tranzystor wchodzi głębiej w nasycenie, tym wolniej z niego wychodzi.
Pzdr.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#18
29 Jul 2010 18:59 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
W sumie podczas projektowania wszystkiego pod względem wytrzymałościowym używa się tej reguły :P.
A czy jest również jakiś złoty środek na tranzystory mocy? Szczerze to bardziej się obawiałem, że prąd na bazę BD139 będzie za duży...
Jeszcze jedno pytanie, które mnie zastanawia. Czy mogę na bazę BD139 podawać 12V, a na kolektor 24V? Gdzieś wyczytałem, że mogę, ale nie wiem jaka może być maksymalna różnica między tymi napięciami.
|
|
| Back to top |
|
|
brajan1984
Poziom 6
Joined: 21 Jul 2010
Posts: 17
Location: Poznań
|
#19
31 Jul 2010 10:09 Re: LPT optoizolacja z diody LED - na początek |
|
|
|
Witam serdecznie!!!
Zmieniłem rezystor na bazie BC237 na 4k.
Co do innego napięcia na bazie i kolektorze to mogą być różne. Podłączyłem i działa.
Wszystkiego dowiedziałem się ze strony tej.
Jest na niej dużo ciekawych informacji dla początkujących o komponentach, doborze rezystorów i ciekawych projektach itp.
Jako początkujący osobiście polecam!!!
Dziękuję za pomoc!!!
PS. Znalazła się tam nawet informacja o napięciu U_be i Uce_sat na "darlingtonie", co, jak się okazało, jest jakimś tematem tabu we wszystkich artykułach, czy poradnikach :)
|
|
| Back to top |
|
|
