Optokoppler schaltet, obwohl keine Spannung anliegt

[rachedamer]

Ich stehe vor einem Rätsel, das meine Elektrikanfängerfertigkeiten sehr herausfordert und bei dem ich für Hilfe sehr dankbar bin.

Mittels einer Optokopplerschaltung (s. Anhang) möchte ich an einem Raspberry-GPIO-Port eine 12 V-AC-Klingelspannung entdecken. Im Grunde läuft auch alles wie gewünscht: Wenn ich die Spannung anlege (bzw. den Schalter umlege) und damit den ersten Stromkreis schließe, detektiert mein Python-Script am Raspi-Port ein Event.

Allerdings wird dieses Event auch ausgelöst, wenn gar keine Spannung anliegt. So etwa, wenn ich den 12V-Trafo ein- und ausstecke (bei geöffnetem Schalter!). Gerade eben auch, als ich ein völlig anderes Gerät in die Steckdosenleiste daneben eingesteckt habe (der Trafo war dabei überhaupt nicht am Netz, der Schalter ebenfalls geöffnet).

Wie kann das sein? Registriert der Optokoppler hier Spannungsschwankungen über die Luft? Und sollten die zwei 200 Ohm-Vorwiderstände das nicht eigentlich verhindern?

Danke im Voraus für die Aufklärung!

 

[elo22]

Bei Wechselspannung gibt es kein +-, die Widerstände sind auch zu klein. Ich würde es mit Gleichrichtung testen.

Lutz

 

[eFuchsi]

ordentlich Pull up/down Beschaltung. Der Eingang liegt, wenn der Optokoppler nicht durchgeschaltet hat, eigentlich komplett in der Luft, und ist deswegen nicht stabil.

Pullup - GPIO Falling
Optokoppler 3 auf Masse.
Optokoppler 4 auf GPIO IN und gleichzeitig über den Pullupwiderstand auf +3.3V


Pulldown - GPIO Rising
Optokoppler 3 auf GPIO Input und über Pulldownwiderstand an Groung
Optokoppler 4 auf +3.3V

 

[rachedamer]

ordentlich Pull up/down Beschaltung. Der Eingang liegt, wenn der Optokoppler nicht durchgeschaltet hat, eigentlich komplett in der Luft, und ist deswegen nicht stabil.

Besten Dank für die Antwort! Kurze Verständnisfrage: Von welchem Eingang sprichst Du? Dem des 3,3V- oder dem 12VAC-Stromkreises? Und wie kommt diese Instabilität zustande? Ich kann mir noch nicht so richtig erklären, warum offenbar externe Impulse „über die Luft“ die Schaltung auslösen.

Und wie groß soll R1 sein? Weiterhin 4,7k?

 

[patois]

Offene Eingänge an Elektronik-Bauteilen wirken gemeinsam mit den "Anschlußdrähten" wie Antennen.
Daher kann man Beeinflussungen bekommen "über die Luft" !
Alles klar ?

 

[Octavian1977]

In der Elektronik lässt man niemals Eingänge in der Luft hängen da sie damit kein definiertes Potential aufweisen.
Insbesondere bei Wechselspannungen ergeben dann die Leitungskapazitäten zusätzlich Ströme und Spannungen die als Signale gewertet werden können.

Die gegenüberliegenden Kontakte des Schalters bilden schon einen Kondensator der dann einen winzigen Strom fließen lässt.
Insbesondere wenn beim Einschalten des Trafos eine Spannungsspitze entsteht hat das dann Auswirkungen.

 

[eFuchsi]

Von welchem Eingang sprichst Du?

Natürlich vom GPIO Eingang. Der linke Teil dse optokopplers interessiert bei dem Thema nicht wirklich.

GPIO Eingänge IMMER mittels Pullup oder Pulldown Widerstände im unbetätgitem zustand euf definiertes Potential holen.


PS: der linke Teil dse Optokopplers ist merkwürdig. Was sollen die 12V AC?
Willst Du den GPIO Input Port mit 50Hz takten? Oder meinst Du 12V DC, wobei dann das + - wieder stimmen würde.

 

[rachedamer]

Vielen Dank, das hilft sehr für mein Verständnis!
@eFuchsi: Wie verhält sich das mit dem Widerstand in Deinem Schaltplan? Ist das ein physischer Widerstand oder reicht da der Pull-Widerstand am GPIO-Port? Den hatte ich ja bereits aktiviert.

 

[rachedamer]

PS: der linke Teil dse Optokopplers ist merkwürdig. Was sollen die 12V AC?
Willst Du den GPIO Input Port mit 50Hz takten? Oder meinst Du 12V DC, wobei dann das + - wieder stimmen würde.

Das Signal, das ich ermitteln möchte, ist einfach ein 12 V Wechselstrom-Signal. Deshalb habe ich den HCPL814-Optokoppler gewählt, weil der eben auch mit Wechselspannung zurechtkommt.

Dass es bei Wechselstrom kein + und - gibt, ist mir klar – ich habe nur auf die Schnelle kein passendes Spannungsquellensymbol gefunden.

 

[Octavian1977]

Du benötigst anstelle deines Schalters einen Wechselschalter der den Optokoppler von den 12VAC auf 0V umschaltet.
Wenn der Wechsler nicht sicher genug umschaltet kann man da auch einen Widerstand gegen 0V einsetzen.

 

[rachedamer]

Du benötigst anstelle deines Schalters einen Wechselschalter der den Optokoppler von den 12VAC auf 0V umschaltet.
Wenn der Wechsler nicht sicher genug umschaltet kann man da auch einen Widerstand gegen 0V einsetzen.

Auf den Schalter habe ich keinen Einfluss, da es sich tatsächlich um den Klingeltaster unten an der Haustür handelt. Der 12V-Wechselstromkreis ist der des Klingeltrafos, an dem Klingel und Türöffner hängen.

 

[eFuchsi]

Soweit ich sehe, sind da 2 LED antiparellel verschaltet.

Jetzt kenn ich den Optokopller nicht. Es kann Dir passieren, dass Du solange der Klingelkonpf gedrückt wird, nicht eine einzigen andauernde Schaltflanke am GPIO Input erhälst, sondern alle 10mSek eine Schaltflanke. Muss man halt in der Programmierung berücksichtigen.

 

[patois]

Soweit ich sehe, sind da 2 LED antiparellel verschaltet.

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Vielleicht hat der TE da nur eine Schaltungsvorlage falsch interpretiert,
also eine normalerweise außen liegende antiparallele Diode mit in das Gehäuse hinein gezeichnet.

Wie [B]@Fuchsi[/B] schon schrieb, sollte man aber nicht spekulieren, sondern sich das Datenblatt besorgen.

Interessant wäre, ob ein Konsdensator parallel zu den Dioden eine Verbesserung darstellen würde.
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[eFuchsi]

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Vielleicht hat der TE da nur eine Schaltungsvorlage falsch interpretiert,
also eine normalerweise außen liegende antiparallele Diode mit in das Gehäuse hinein gezeichnet..

Nö, das habe ich am Datenblatt gesehen. Laut dem kann der Optokoppler auch AC Input.
Was der GPIO Port dann daraus erhält ist eine andere Frage.

 

[rachedamer]

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Vielleicht hat der TE da nur eine Schaltungsvorlage falsch interpretiert,
also eine normalerweise außen liegende antiparallele Diode mit in das Gehäuse hinein gezeichnet.

Wie [B]@fuchsi[[/B]/USER] schon schrieb, sollte man aber nicht spekulieren, sondern sich das Datenblatt besorgen.

Sicher nicht. :-D Die Optokoppler-Schaltung habe ich aus dem Datenblatt des Optokopplers herauskopiert. Die antiparallele Schaltung ist sinnvoll, damit der Optokoppler auch bei Wechselspannung funktioniert, denke ich.

 

[rachedamer]

Vielen Dank, das hilft sehr für mein Verständnis!
@eFuchsi: Wie verhält sich das mit dem Widerstand in Deinem Schaltplan? Ist das ein physischer Widerstand (4,7k?) oder reicht da der Pull-Widerstand am GPIO-Port? Den hatte ich ja bereits aktiviert.

@eFuchsi: Hast Du hier noch einen Tipp für mich? Danke vorab!

 

[patois]

Ist das ein physischer Widerstand

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Bitte informiere dich über den Unterschid zwischen den Ausdrücken "physisch" und "physikalisch";
der letztere wäre für deinen Text der richtige gewesen !

 

[rachedamer]

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Bitte informiere dich über den Unterschid zwischen den Ausdrücken "physisch" und "physikalisch";
der letztere wäre für deinen Text der richtige gewesen !

Nö, s. auch: Das IT-Blog - "Physisch", und nicht "physikalisch"

 

[patois]

Meines Erachtens hast du den Unterschied nicht verstanden.
In deinem Text wird nicht etwas physisches beschrieben, sondern ein physikalischen Phänomen, ganz im Gegensatz zu dem von dir verlingten "Blog".
Spielt für dieses Forum eh keine Rolle, also basta così.

 

[OldIron]

Moin,
schau Dir mal genau die Testschaltung im Datenblatt an, sie entspricht dem Vorschlag in #3. In Deiner Schaltung existiert kein definierter Pullupwiderstand. Der eingezeichnete Widerstand wirkt in dieser Form nur als Vorwiderstand zur Strombegrenzung. Die genaue Wirkungsweise kann nur der interne Schaltplan des Raspi darlegen.
MfG