Technikfrage Blocksteuerung + Weichenrückmeldung

[Andre1980]

Da das alles nur Theorie ist, werde ich mal warten bis die Bauteile da sind und dann testen was der Arduino erkennt. Bin nur ins stutzen gekommen, weil ich den Schaltplan nochmal durchgegangen bin. Und dachte mir, hä, das geht doch gar nicht. Vielleicht klappt es ja auch. (dann frag ich mich aber auch warum


Edit: Jetzt hab ich auch die entsprechende Filterfunktion beim Shop gefunden Ist natürlich schwierig nach etwas zu filtern wenn gar nicht weiß was man braucht

Aber wenigstens wieder etwas gelernt. Das es direkt für Wechselspannung Optokoppler gibt

 

[amazist]

Hab einfach mal mit >Qwant< gesucht und bin im >Stummiforum< fündig geworden.
Thema: Optokoppler an Wechselstrom

Theorie ist, wenn man alles weiß und nichts geht.
Praxis ist, wenn alles geht und niemand weiß weshalb.

 

[Lutz61]

Gut - alternativ mal den Optokoppler LTV-814, LTV-824 oder LTV-844 probieren - ist mit Doppel-LED (entgegengesetzt Parallel so das egal wierum der Strom läuft eine LED leuchtet).
Könnte vielleicht auch funktionieren. Zumindest würden die LEDs nicht mehr an und ausgehen weil ja eine immer leuchtet.

Mit freundlichen Grüßen aus Sachsen
Lutz

 

[amazist]

Könnte vielleicht auch funktionieren. Zumindest würden die LEDs nicht mehr an und ausgehen weil ja eine immer leuchtet.
Lutz

Schon spät heute - freilich gehen die an und aus, nur wechselseitig im 50Hz Rhytmus, somit bleibt das Licht an. Und ich mach mal langsam das Licht aus. Lasst mich wissen, ob's funktioniert.

Aber wenigstens wieder etwas gelernt. Das es direkt für Wechselspannung Optokoppler gibt

Da wäre noch die Möglichkeit vor die Sendediode des Optokopplers einen Brückengleichrichter für wenige Cent zu schalten. Somit kannst Du die mit Wechselspannung ansteuern.

Also anstelle des Lämpchens in der Tilly Schaltung den Wechselspannungsanschluss ~ ~ des Gleichrichters und an + und - den Optokoppler mit passendem Vorwiderstand und wenn es komfortabel werden soll kann ja auch eine externe Led noch mit eingeschleift weren. Somit siehst Du den Zustand auch noch.

 

[krokodil]

Hmm, es gibt doch aber keinen Schwellwert. Es gibt ja nur 5V oder 0V. Und dies in der Frequenz von 50Hz auf der Ausgangseite.

Edit:
Wenn ich das richtig erkenne, dann nutze ich die rechte Schaltungsmöglichkeit in folgendem link: https://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler


Wenn ich die Linke Schaltung nutze, sollte es funktionieren. Die I/O Pins liegen dann Standard mäßig auf LOW. Der Elko kommt vom I/O Pin zum GND. Wenn der Optokoppler jetzt in 50Hz schaltet puffert der Elko das und hält das Signal auf HIGH. Solange bis der Optokoppler nicht mehr schaltet, dann geht das Signal wieder auf LOW

Nimm einen Voltmeter und wenn der LED leuchtet miss die Spannung auf dem Kondensator. Das ist dein LOW (aktiv) Wert. Damit muss Du arbeiten, oder ausbessern.

 

[Andre1980]

Ja, wenn die Bauteile da sind werde ich mal ein Test Aufstecken und messen. Vielleicht sinkt der Wert unter die Schwelle des Digitalen IOPins. Den analogen Eingang könnte man auch noch ansteuern, weis nur nicht ob noch genügend Frei sind.

Das mit dem BrückenGleichrichter ist auch eine gute Idee.

Vielleicht sinkt der Wert in ateshci vorgeschlagener Schaltung unter den IOPin LOW Wert.

Mir war gestern Abend nur nicht klar wie es funktionieren soll. Die Praxis wird es demnächst zeigen.

...
Werde mal schauen, ob ich da etwas brauchbares komplett aufmalen kann - wird aber nicht mehr heute - falls Du magst.
Mehraufwad (Preis) - geschätzt 50/60 Cent pro Stellrichtung. ...

Gern. Aber die 50/60 Cent wären teurer als ein Brückengleichrichter oder ein neuenrpassender Optokoppler. Aber rein aus Interesse würde ich gern mir so eine Schaltung anschauen und versuchen zu verstehen.

...
PS: kurzer Technikhinweis - positive Halbwelle = HIGH, negative Halbwelle = LOW, Die Spannung schwillt zwischen -12 und +12 hin und her - so auch der Optokoppler

Da nur die Positive Halbwellen den Optokoppler schalten, und die ausgangsseitige Versorgung aus 5V besteht, sollte die Ausgangsspannung auch nur zwischen 0 und 5V schwanken, oder?

Und genau jetzt wo ich es schreibe fällt es mir was auf. Der Optokoppler schaltet ja nur bei einer positiv anliegenden Halbwelle. Durch die benötigte Eingangsspannung schaltet er also nicht zu 50/50% in 50Hz. Die Zeit wo er Schaltet sollte also geringer sein, als die Zeit wo er nicht schaltet. Immer erst wenn die Positive Halbwelle genügend Spannung für die interne IRLED liefert. Kann ja auch sein das die Interne IRLED auch zu träge reagiert und Ausgangsseitig doch 50/50% raus kommt.

Erstmal Danke an euch.

 

[krokodil]

Wenn die Spannung auf dem Kondensator nicht unter dem Schwellwert sinkt, muss Du größere Widerstände verwenden. ( bis 10 kOhm).

Kannst Du bei alter Schaltung bleiben, also brauchst Du keine neue Bauteile.

 

[krokodil]

Ja, wenn die Bauteile da sind werde ich mal ein Test Aufstecken und messen. Vielleicht sinkt der Wert unter die Schwelle des Digitalen IOPins. Den analogen Eingang könnte man auch noch ansteuern, weis nur nicht ob noch genügend Frei sind.

Das mit dem BrückenGleichrichter ist auch eine gute Idee.

Vielleicht sinkt der Wert in ateshci vorgeschlagener Schaltung unter den IOPin LOW Wert.

Mir war gestern Abend nur nicht klar wie es funktionieren soll. Die Praxis wird es demnächst zeigen.


Gern. Aber die 50/60 Cent wären teurer als ein Brückengleichrichter oder ein neuenrpassender Optokoppler. Aber rein aus Interesse würde ich gern mir so eine Schaltung anschauen und versuchen zu verstehen.

Da nur die Positive Halbwellen den Optokoppler schalten, und die ausgangsseitige Versorgung aus 5V besteht, sollte die Ausgangsspannung auch nur zwischen 0 und 5V schwanken, oder?

Und genau jetzt wo ich es schreibe fällt es mir was auf. Der Optokoppler schaltet ja nur bei einer positiv anliegenden Halbwelle. Durch die benötigte Eingangsspannung schaltet er also nicht zu 50/50% in 50Hz. Die Zeit wo er Schaltet sollte also geringer sein, als die Zeit wo er nicht schaltet. Immer erst wenn die Positive Halbwelle genügend Spannung für die interne IRLED liefert. Kann ja auch sein das die Interne IRLED auch zu träge reagiert und Ausgangsseitig doch 50/50% raus kommt.

Erstmal Danke an euch.

Falsch. Der Optokoppler Ausgang muss den Kondensator entladen. Das tut er 50x/Sekunde. Du musst verhindern, das der Kondensator in der Zwischenzeit aufladet, also die Zeitkonstante muss größer sein. (RC Wert auf deiner ursprünglichen Schaltung). Wie schon geschrieben der Widerstandwert kann bis 10 kOhm sein, den Kondensatorwert kannst du bis etwa 50-100uF erhöhen, (wieviel Ladung der Optokoppler noch entladen kann). Solche Optokopplers funktionieren bis über 1000 Hz, also mit Verzögerung oder Träge brauchst Du nicht beschäftigen.
Wie schon gesagt, mit einem primitiven Voltmeter kannst du es spielend einmessen.

 

[Andre1980]

Ok. Die 22k und 4,7uF hat ateshci errechnet.

Späteres dann im Test.

Edit: Und jetzt hat es Klick gemacht, Danke krokodil.
Der Kondensator kann sich dank dem Widerstand gar nicht mehr aufladen, zumindest nur etwas, und daher sind dort keine 5V mehr. Sondern eher etwas Richtung 0-1V was der Arduino als LOW erkennt.

 

[krokodil]

22kOhm kann schon zu viel sein, den der interne Widerstand von uP ist etwa 10 kOhm. Also du musst größeren Kondenstaror verwenden. Das alles siehst du auch mit einem Voltmeter.

Zusammenfassung für die Messungen.

Wenn die LED nicht leuchtet auf dem Kondensator muss du etwa 5 V messen ( unbedingt mehr als 3V).
Wenn die LED leuchtet auf dem Kondensator muss <1V sein. ( auch wenn die LED nur 50x/Sek leuchtet. Das muss du erreichen.
Schreibe was hast du gemessen.

 

[Per]

Warum verlegst du das "Entprellen" nicht in den Arduino? Du hast doch pro Lage einen OK/Eingang, verriegle die doch einfach (FlipFlop) gegeneinander. Und schon ist Ruhe.

 

[Andre1980]

Warum verlegst du das "Entprellen" nicht in den Arduino? Du hast doch pro Lage einen OK/Eingang, verriegle die doch einfach (FlipFlop) gegeneinander. Und schon ist Ruhe.

Da kann ich nicht ganz folgen. Kannst du das Ausführlicher Erklären?

 

[Andre1980]

22kOhm kann schon zu viel sein, den der interne Widerstand von uP ist etwa 10 kOhm. Also du musst größeren Kondenstaror verwenden. Das alles siehst du auch mit einem Voltmeter.

Zusammenfassung für die Messungen.

Wenn die LED nicht leuchtet auf dem Kondensator muss du etwa 5 V messen ( unbedingt mehr als 3V).
Wenn die LED leuchtet auf dem Kondensator muss <1V sein. ( auch wenn die LED nur 50x/Sek leuchtet. Das muss du erreichen.
Schreibe was hast du gemessen.

Test mit 22k und 4u7F wie im ersten Schaltplan.

0,35V bei LOW am Kondensator und 4,94V bei HIGH am Kondensator.

Bin begeistert. Wie konnte ich auch nur daran zweifeln

Danke

 

[krokodil]

Jetzt sollte schon auch mit Arduino funtionieren. Kann sein, wenn der pull-up Widerstand eingeschaltet ist, die LOW Spannung höher wird- messen! Wenn über 1V, der C-Wert soll verdoppelt werden.

 

[Andre1980]

Arduino (UNO zum Test) ist doch schon dran und ja der interne Pullup ist auf den Eingängen aktiviert.

Dadurch dass das Signal negiert am Arduino ankommt, hat man sozusagen nur ein Signal wenn die Endlagen erreicht sind. Dazwischen, also wenn keine Endlage erreicht ist, gibt es kein Signal.

Funzt super.

 

[Andre1980]

Ich habe mir das ganze als kleine PCB fertigen lassen. Entstanden sind kleine Module für jede Weiche.

Anschlüsse auf der Weichenseite:
* Einzeln die drei Anschlüsse für die Weiche
* Vier Anschlüsse für die zwei Trafo Pole und die Zwei vom Taster kommenden.
* das Modul kann in der Nähe des Weichenantriebs montiert werden. Somit müssen die Kabel vom Weichenantrieb nicht verlängert werden. Der Weichenantrieb kann jederzeit Problemlos entnommen werden. (Die von uns verwendeten von Tillig sind ziemlich Störanfällig, Wartung, Reparatur oder Austausch somit leicht möglich)

Anschlüsse für 5V Signalauswertung:
* V In
* Out1 und Out2
* GND

Der Ausgang kann auch mithilfe zusätzlicher Mosfets invertiert werden (Bauteil 8). Beim nicht benutzen kommt eine Brücke zwischen Gate und Drain.
Der 5V Spannungsregler kann auch einfach gebrückt werden, falls man das Modul direkt mit 5V betreiben will.
Kondensatoren, Widerstände, Dioden und Optokoppler lassen sich als THT oder SMD montieren. Somit deckt es weite Bereiche evtl. schon vorhandener Bauteile in der Krabbelkiste.

Es lassen sich als Anschlüsse Stiftleisten, Federkraftklemmen oder Schraubklemmen im 2,54mm Rastermaß montieren. Ich habe mich für die Ferderkraftklemmen KF141R entschieden. Diese lassen sich Prima erweitern bzw. verkleinern.

Mit Standoffs lassen sich die gewöhnlichen Stapelspiele unter der Platte realisieren. Mit den KF141R ist der Zugriff von der Seite gewährleistet.

Ich habe für 50 PCB €9.79 + Versand €6.37 bezahlt.

Ich habe die Pads in der Zweiten Version etwas für die Optokoppler angepasst, da man die Füße der Optokoppler als SMD bei der jetzigen Version leicht biegen muss. Und für die SMD Dioden waren die Pads ein Tick zu weit auseinander. Leiterbahnen so verändert, das sich die meisten Verbingungen auch nach dem Bestücken noch gut verfolgen lassen.

Im Anhang Schaltplan, Gerberfiles und Fotos.

Vielleicht inspiriert es den ein oder anderen für seine Projekte oder will es einfach nachbauen.

Und natürlich Danke an alle die damals geholfen haben das zu entwickeln.