Ich benutze einen LTV 847 kompatiblen Optokoppler um aus einem 24 Volt Eingangs-Signal ein 3,3 Volt Signal zu machen, das ich dann direkt auf einen GPIO eines STM32 gebe. Die Schaltvorgänge sind laaaaaaangsam, vermutlich wird sich das Signal genau 1 x am Tag beim Einschalten der Maschine ändern, von aus auf ein. Wenn die Maschine eine Störung signalisiert, dann geht das Signal auf Low. Die Info dient aber nur zum besseren Verständnis. Jetzt will der Kunde von mir wissen, ob so ein Eingang auch ein "falsches HIGH" Signal liefern kann. Und da mache ich dicke Backen. Für mich war bisher gesetzt, dass ein Optokoppler entweder das Signal durch-"schaltet", wenn er ordnungsgemäß funktioniert, oder aber dauerhaft "aus" ist (nicht mehr leitend, egal, was am Eingang anliegt), wenn er defekt ist. Meine Vorstellung war bisher: ok, da schlägt der Blitz ins Gebäude ein, es kommt eine große Überspannung, der Vorwiderstand reicht nicht, die LED im OK brennt durch. Eine durchgebrannte LED "leuchtet" nicht mehr, also schaltet die Photo-Diode auch nicht mehr durch => einmal kaputt, immer AUS. Weiß da jemand was genaueres, wie sich so ein OK verhält, wenn der beschädigt wird? Ist vorstellbar, dass er so beschädigt wird, dass er die 3V3 dauerhaft durchschaltet? Wenn das vorstellbar ist (ja, ich kann mir auch viel vorstellen ...) mit welcher Chance tritt so ein Ereignis ein? eine Chance von 1:1 wär schlecht. Wenn die Chance kleiner als 1:1 Mio ist dass der OK beschädigt wird und durch die Beschädigung dauerhaft leitet, dann wäre das tragbar. Tante Google liefert mir da leider nicht viele Informationen. Die meisten Links verweisen auf dieses Forum hier, aber die bringen mich auch nicht weiter. Vielen Dank!
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Ich denk da würd ich ne Versuchsreihe fahren und dokumentieren
Peter M. schrieb: > Tante Google liefert mir da leider nicht viele Informationen. Die > meisten Links verweisen auf dieses Forum hier, aber die bringen mich > auch nicht weiter. Dann wirste wohl selbst einige optocoppler kaputt machen müssen, um die typischen Ausfallerscheinungen zu ermitteln. https://ieeexplore.ieee.org/document/7583348 https://forum.allaboutcircuits.com/threads/optocoupler-what-are-the-possible-affects-when-they-fail.184037/ https://www.ti.com/lit/wp/slyy081a/slyy081a.pdf
> Weiß da jemand was genaueres, wie sich so ein OK verhält, wenn der > beschädigt wird? Ist vorstellbar, dass er so beschädigt wird, dass er > die 3V3 dauerhaft durchschaltet? Ueblichweise altert ein Optokoppler so das die LED weniger Licht abgibt oder das transparente Trennmaterial eintruebt. Es kommt also weniger Licht am Transistor an und der schaltet nicht mehr. Das heisst aber nicht das du den eine Sonderfall haben kannst wo er einen Dauerkurzschluss macht. Vielleicht lockert sich bei dir der Bonddraht wegen zuviel Vibrationen oder es gab einen Fehler bei der Dotierung. > Wenn das vorstellbar ist (ja, ich kann mir auch viel vorstellen ...) > mit welcher Chance tritt so ein Ereignis ein? eine Chance von 1:1 wär > schlecht. Es gibt da schon Untersuchungen zu. Ist aber vermutlich NDA oder sowas. Ausserdem hatte ich immer den Eindruck das einiges an Kaffesatzlesen drin ist. Wenn so ein Fehler fuer dich nicht akzeptabel ist dann musst du was dagegen tun, gehe also zu SIL und denke kompliziert und mit viel Papier. :) > Die meisten Links verweisen auf dieses Forum hier, aber die bringen > mich auch nicht weiter. Wenn dir jetzt sagen der Fehler 1:42000000, zitiert du uns dann beim Kunden? :-D Wenn einer diese Frage beantworten kann dann ist das der Hersteller deines speziellen Optokopplers. Das verhalten koennte ja schliesslich auch bei unterschiedlichen Optokopplern anders sein. Also frag doch einfach deinen FAE. Die Verkaeufer von Optokopplers sind solche Fragen gewoehnt.... Olaf
okidoki, ich hab's befürchtet. Aber danke für eure Antworten ...
> Wenn dir jetzt sagen der Fehler 1:42000000, zitiert du uns dann beim > Kunden? :-D Jupp. Ich sag dem Projektleiter einfach: "der Olaf vom Microcontroller Forum hat gesagt 1:42 Melonen!" und dann sagt der PL sicher "ok, steht im Internet, muss also stimmen!" - case closed ;-D
Servus, mal davon ab, daß es hier statt eines teuren Optokopplers auch ein Pegelwandler mit Transistor (oder sogar per Widerstands-Spannungsteiler) ausreichen würde, kann ich ein bisschen was zu Optokopplern sagen. (gewöhnliche, zugelassene) Optokoppler bieten einen Schutz, daß zwischen LED-Eingang und Transistor-Eingang eine sichere Isolation herrscht, solange diese innerhalb der Spezifikation (z.B. Spannung über die Isolation, Temperatur, Verschmutzungsgrad, maximaler LED-Strom etc.) verwendet werden. Dies ist in der hier gezeigten Schaltung jedoch hinfällig, weil die Isolation ist ja sowieso aufgehoben. Wenn der "Blitz" einschlägt dürfte die geprüfte Isolationsspannung sowieso überschritten werden, und sich das Bauteil in ein undefiniertes Stück Kohle verwandeln, dann ist ein definiertes Verhalten ist nicht mehr zu erwarten. Wenn man aber statt über die Isolation die beiden Seiten des Optokopplers nachdenkt kann es schon zu Einzelfehlern kommen, welche die Funktion stören: z.B. kann es im Empfängertransistor zu Leckströmen kommen, welche eine leuchtende LED "vorgaukeln". Zudem sind die optischen Empfängerflächen recht empfindlich gegen Überspannung über die max. spezifizierte Spannung hinaus. Zudem ist die Alterung nicht zu unterschätzen. Die LED wird über die Lebenszeit schwächer ("dunkler"), die optische Strecke (meist eine Silikonpampe) trübe etc. Fazit: Bei einem Optokoppler kann man sich auf die galvanische Trennung verlassen, auf die Funktion jedoch weniger. Jedoch führen die meisten Fehler zu "Ausgang schaltet nicht", jedoch ist auch ein durchgeschalteter Ausgang als Fehler denkbar. Über die Wahrscheinlichkeit kann ich nichts sagen. Gruß
Warum nicht mal den FAE vom Optocoupler/Distri anrufen ... ?
Peter M. schrieb: > das Signal durch-"schaltet", wenn er ordnungsgemäß funktioniert, oder > aber dauerhaft "aus" ist (nicht mehr leitend, egal, was am Eingang > anliegt), wenn er defekt ist. Ich kenne Halbleiter gerne als niederohmig, wenn sie durchlegiert sind. Aber Sicherheit gibt's nur durch Redundanz. Das Problem hier ist systematisch: weil beide Zustände (hoch- und niederohmig) fehlerhafterweise auftreten können, müsstest du als Fehlerfall eigentlich den Zustsnd definieren, wo einer der beiden dauerhaft auftritt. In der Sicherheitstechnik nennt man das dann "dynamisieren": ein statischer Pegel ist ein Fehler.
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Ich kenne das auch nur so, daß ein defekter Optokoppler am Ausgang dauerhaft hochohmig bleibt.
Peter D. schrieb: > Ich kenne das auch nur so, daß ein defekter Optokoppler am Ausgang > dauerhaft hochohmig bleibt. Stimmt für gealterte OCs, bei denen die LED nicht mehr genug Leistung bringt. Denkbar ist ein ESD-Fehler am Phototransistor der zum Durchlegieren führt. Unwahrscheinlich aber nicht unmöglich. Das kann man nur überprüfen, indem man entweder in regelmäßigen Abständen einen Prüfimpuls aufmoduliert (über die LED) und nachprüft, ob der Transistor noch schaltet, oder, wie von Lothar richtig beschrieben, die Signalstrecke dynamisiert. Der Sichere Zustand wird dabei dynamisch umgeschaltet, nach dem Phototransistor z.B. über einen Kondensator ausgekoppelt. Wenn das dynamische Signal nicht mehr ankommt, ist entweder der unsichere Zustand erreicht oder der Koppler kaputt. Alles eine Frage der Risikobewertung.
Peter M. schrieb: > Weiß da jemand was genaueres, wie sich so ein OK verhält, wenn der > beschädigt wird? Die IEC-TR62380 meint, 50% Unterbrechung (LED leuchtet nicht, Drahtbruch), 10% Kurzschluß (Transistor durchlegiert), 40% Drift (LED leuchtet dunkler, Transistor hat Leckstrom).
Peter M. schrieb: > Weiß da jemand was genaueres, wie sich so ein OK verhält, wenn der > beschädigt wird? Natürlich kann alles auf jede erdenkbare Art beschädigt werden (aufgesprengt, C und E Pins ragen in die Luft und berühren sich). Aber dass Optokoppler entweder gar nicht oder nur noch sehr schlecht durchschalten wird zu 99% der Fälle passen, wenn nicht 99.9. Bei dir sehe ich keinen Schutz vor Verpolung der LED. Und da GND der 24V mit GND des 'Gpio' verbunden sind, ist der Optokoppler überflüssig, ausser einer weiteren Fehlerquelle bringt er nichts. ,
Soul E. schrieb: > Die IEC-TR62380 meint, 50% Unterbrechung (LED leuchtet nicht, > Drahtbruch), 10% Kurzschluß (Transistor durchlegiert), 40% Drift (LED > leuchtet dunkler, Transistor hat Leckstrom). Genau. Alles ist möglich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit. Und die weiß der Hersteller und sollte für das BE eine FIT-Rate angeben. Also: fragen!
Beitrag #7325862 wurde vom Autor gelöscht.
Michael B. schrieb: > Und da GND der 24V mit GND des 'Gpio' verbunden sind, ist der > Optokoppler überflüssig, ausser einer weiteren Fehlerquelle bringt er > nichts. So wie du das auffasst, hast du recht. Die galvanische Trennung ist hier futsch aber auch nicht nötig. Ich will aber auch den Ausgang mit etwas Strom belasten. Und das schaffe ich auf dem Weg recht einfach, mit günstigen Bauteilen. Aber der Hinweis ist richtig und berechtigt, ich denke nochmal drüber nach, ob das so wirklich sinnvoll ist. Danke.
Musst Du vielleicht ASIL D erfüllen mit über zehntausend Jahren?
Peter M. schrieb: > Und das schaffe ich auf dem Weg recht einfach, mit günstigen Bauteilen. Das nennt sich aber "Schönsaufen", denn eigentlich reicht dafür ein Widerstand. Viel einfacher und günstiger geht es kaum.
Lothar M. schrieb: > Peter M. schrieb: >> Und das schaffe ich auf dem Weg recht einfach, mit günstigen Bauteilen. > Das nennt sich aber "Schönsaufen", denn eigentlich reicht dafür ein > Widerstand. Viel einfacher und günstiger geht es kaum. ja, du und Michael B habt recht. Ich hab das viel zu kompliziert designet. Ich schmeiss die OKs raus. Sind unnötig und sind im Zweifel nur zusätzliche Fehlerquellen.
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