Montag, 20. Juli 2015

Optokoppler

In diesem Artikel geht es um Optokoppler und deren Verwendung mit dem Arduino. Ein Optokoppler ist ein Bauteil, über welches man ein Signal zwischen zwei getrennten Stromkreisen übertragen kann.

(Optokoppler 4N35)

Die Funktionsweise eines Optokopplers 

Es gibt verschiedene Arten von Optokoppler , wobei sie immer auf demselben Prinzip beruhen. Ein Steuerungsstromkreislauf wird an- beziehungsweise ausgeschaltet. Dieser Stromkreis steuert eine LED(oft Infrarot) im Optokoppler. Zusätzlich befindet sich im IC ein "Sensor", welcher das Licht misst. Da das Gehäuse des Optokopplers lichtundurchlässig ist, registriert der Sensor nur etwas, wenn die LED angeschaltet wurde. Sollte der Sensor etwas registrieren, wird der zweite Stromkreis geschaltet. Es gibt Optokoppler, die analog Signale unterstützen, wobei Optokoppler, die nur digitale Signale unterstützen billiger sind. 

Optokoppler mit dem Arduino

Ich besitze den Optokoppler 4N35. Das ist ein häufiger Optokoppler, der einfach mit dem Arduino zu verwenden ist. Er ist in einem DIL 6 Gehäuse, was bedeutet, dass er 6 Pins/Beinchen hat.
Für eine einfach Steuerung sind jedoch nur 4 Beinchen relevant. Den Pluspol der Infrarot LED bildet der mit Anode markierte Pin(1). Pin 2(Kathode) ist der Minuspol der LED. Pin 4 ist der Minuspol und Pin 5 der Pluspol des Lichtsensors. Um das Signal zu erhalten schließt man an Pin 5 zusätzlich eine Datenleitung an. Zu beachten ist außerdem, dass man zwei Widerstände benötigt. Eine relativ Kleinen (100 bis 200 Ohm) und einen Großen(10kOhm). Ein 100Ohm Widerstand hat die Farben Braun-Schwarz-Braun-Gold, und ein 10kOhm Widerstand die Farben Braun-Schwarz-Orange-Gold. Der 100 Ohm Widerstand muss zwischen Pin 1 und der Spannung geschaltet werden, der 10kOhm Widerstand zwischen Pin 5 und der positiven Spannung. Um das ganze leichter verstehen zu können, habe ich eine Schaltung gebaut, über die ein 5V Netzteil eine LED am Arduino steuert.
Wenn jetzt die LED im Optokoppler leuchtet, also Strom im ersten Stromkreis fließt, ist die Datenleitung auf LOW. Wenn im ersten Stromkreis kein Strom fließt, ist die Datenleitung auf HIGH. Mit diesem Wissen kann man jetzt eine LED schalten:
Jetzt weist du, wie man Signale zwischen zwei, voneinander getrennten, Stromkreisen überträgt. Eine coole Anwendung von diesem Wissen, ist den Vibrationsmotor eines Handys auszubauen und, über einen Optokoppler , das Handy mit dem Arduino zu verbinden. Dadurch kann man dann sein Projekt anrufen. 

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