Optokopplare mellan in/utgångar raspberry pi och PLC

[zwanzig]

Vill kunna skicka och ta emot en handfull logiska långsamma (av/på med sekunders mellanrum) signaler mellan en raspberry pi och ett PLC. Önskar ha dem isolerade från varandra med separat jordning.
Har läst mig till att optokopplare verkar vara en bra lösning på problemet, men har aldrig använt sådana förr.
Har försökt rita ett schema för ingång och ett för utgång. Enligt google verkar ett PLC vilja ha 24V upp till 15mA på sina ingångar, och raspberry pi 3,3V 5mA.
Hur långt är jag ute och cyklar här?:

[prototypen]

D1 är lite onödig, men gör ingen skada, räddar lysdioden på optokopplaren om du vänder polariteten fel.
Om du sätter +3,3 volt till pinne 5 på 4N35 och tar signalen på 4 med pull down får du samma polaritet på signalerna (logisk hög insignal ger logisk hög utsignal)

Ung samma sak på den nedre.
+24 V på pinne 5
Signal till PLC på 4.
Pulldown behövs inte

Du får kolla lite på strömmarna och läs vad 4N35 har för CTR (Current Transfer Ratio), dvs hur stor ström transistorn orkar driva för en viss ström genom lysdioden. Anges i %

Protte

[Icecap]

Det känns omedelbart saftigt med 15mA genom LED'n på optokopplaren i 24V fallet och drygt 8mA i 3,3V fallet.

Med en CTR på 50% blir det ganska mycket ström som ingångarna kan drivas med - och det skulle inte behövas.

En GPIO på en Paj som är ställd till ingång ska dra något i närheten av µA för att drivas rätt...

[prototypen]

Pull down måste ta hand om läckströmmen men 10 - 100 kΩ är lite bättre ä 6 kΩ.

Protte

[zwanzig]

Datablad jag utgår från är https://www.elfa.se/Web/Downloads/_t/ds ... ng_tds.pdf
Har jag förstått databladet rätt att CTR är 100% och att det innebär att jag får ut lika många mA på transistorsidan som jag skickar in på led-sidan?
Om det skulle räcka med +24V, 2,4mA till PLC:ts ingångar ska jag alltså försöka ge led:en 1,3V 2,4mA.
Och åt andra hållet:
Om det räcker med +3,3V 0,05mA till pajens ingångar ska jag alltså försöka ge led:en 1,3V 0,05mA.

[Icecap]

Nja - det innebär att du KAN få ut lika mycket ström som du petar in.

Och liksom att det är bra att inte köra på överkanten av vad komponenterna tål kan det vara bra att inte köra på underkanten av vad ingångarna behöver.

En mikroprocessorpinne ställt till input har en impedans (DC) i storleksordningen 10MΩ eller (oftast) mycket mer - men att signalstyrkaanpassa då blir ju löjligt - så kanske runt 0,5mA är helt OK.

Då växlar den distinkt men det kastas inte speciellt mycket onödig energi runt.

Även om CTR är 100% vill jag föreslå att du räknar med 50%, det finns nämligen variationer.

[zwanzig]

Har ändrat till logisk hög = logisk hög på in och ut-signal.
Räknar med CTR = 50%.
Ström jag vill ha till PLC = 2,4mA
Ström jag vill ha till rpaj = 0,5mA

från PLC (A) -> rpaj (B):
R1 = (24-1,3)/(0,0005/(50/100)) = 22,7 kΩ (24 kΩ blir stdvärde i närheten)

från rpaj (A) -> PLC (B):
R1 = (3,3-1,3)/(0,0024/(50/100)) = 417 Ω (430 Ω blir stdvärde i närheten)

Skulle R2 = 10 kΩ vara rimligt för båda fallen?

[prototypen]

R2 = 10kΩ på PLC sidan kräver ytterligare 2,4 mA så du får räkna med 4,8 mA totalt.

R2 = 10 kΩ på pajsidan blir HELT dominerand så då får du räkna med 0,33 mA

Protte

R1 på pajsidan med R2=10 kΩ ska då bli hälften av din uträkning, 208 Ω. Nu står det i databladet CTRmin 100 % så då kan man nog öka till 220 Ω.
R1 på PLC sidan med R2=10kΩ ska då bli 34,39 kΩ och lämpligt värde är ju 33kΩ

Protte

[ghu]

Observera att CTRmin=100% gäller för VCE=10 V och IF=10 mA.
I de flesta applikationer kommer CTRmin att vara mindre än detta.

I Fig.2- Fig.5 i databladet kan man se vilken faktor man ska multiplicera med vid olika strömmar och temperaturer med VCE=0,4 V (I de flesta fall ett mer realistiskt värde då transistorn leder än 10 V)

Antag 50 graders omgivningstemperatur och IF=1mA.
Då ska man enligt Fig.3 multiplicera med 0,2.
Alltså fås CTRmin = 100%*0,2 = 20% !!!!!