Schalter satt
Aus den lichten Höhen der Mnemonics im letzten Heft geht es auf diesen beiden Seiten in die Niederungen ordinärer Schalter - die Brot-und-Butter-Technik beim Messen, Steuern und Regeln. Auf zwei Steckkarten haben wir je acht Schalter für Gleichspannung und 230-V-Netzspannung untergebracht.
- Carsten Meyer
- Peter Röbke-Doerr
Ein elektrischer Schaltkontakt ist im einfachsten Fall natürlich ein Relais, und da es sich um einen mechanischen Kontakt handelt, ist es ihm egal, ob er Gleich- oder Wechselstrom weiterleitet. In der Regel sind diese Bauteile aber groß und teuer und benötigen außerdem eine hohe Ansteuerleistung. Halbleiterbauelemente zum Schalten dagegen sind kleiner, billiger und begnügen sich mit dem Steuerstrom aus einem Optokoppler, den eine Fotodiode oder ein Fototransistor zur Verfügung stellt. Nachteilig ist, dass nicht jeder Halbleiterschalter auch 230 V Wechselspannung verträgt. Aus diesem Grund haben wir verschiedene Platinen mit unterschiedlichen Schaltstufen entwickelt.
Beiden gemeinsam ist die Ansteuerung ĂĽber eine LED zur optischen Kontrolle des Eingangssignals und der nachfolgende Optokoppler zur galvanischen Trennung zwischen Steuerschaltung und geschalteter Last. Brummen und Stromverkopplung braucht man damit nicht zu befĂĽrchten.
| StĂĽckliste Optoschaltstufe | |
| Halbleiter | |
| LED1...LED8 | rot |
| U1, U2 | TIL 196 |
| Q1...Q8 | BDX53 o.Ă„. |
| D1...D8 | 1N4007 |
| Widerstände | |
| R1...R8 | 10k |
| R9...R16 | 120R |
| Sonstiges | |
| Platine | + |
| Pfostenleiste | + |
| Flachbandkabel | + |
| Klemmleiste | + |
| + vorhanden | |
Bei der Optoschaltstufe reicht das Signal des Fototransistors zum Durchschalten des nachfolgenden Darlington-Transistors; dessen Typ ist unkritisch, ab den Grenzdaten 4 A/60 V kann man nehmen, was sich gerade in der Bastelkiste findet. Verwendet haben wir den BDX53, der in dieser Applikation allerdings etwas ĂĽberdimensioniert ist. Nachteilig ist der etwas hohe Spannungsabfall von 1,5 V ĂĽber der Schaltstrecke. Die Diode parallel zu den Ausgangskontakten dient zum Schutz des Darlingtons beim Abschalten induktiver Lasten vor den dabei auftretenden Spannungsspitzen.
| StĂĽckliste Optoschaltstufe | |
| Halbleiter | |
| LED1...LED8 | rot |
| U1...U8 | S202S02, S216S02 |
| Widerstände | |
| R1...R8 | 100R |
| Sonstiges | |
| Platine | + |
| Pfostenleiste | + |
| Flachbandkabel | + |
| Klemmleiste | + |
| + vorhanden | |
Die Netz-Optoschaltstufe ist noch einfacher aufgebaut: Der Opto-Triac bildet mit der integrierten Leuchtdiode zusammen einen Optokoppler. Dieses Bauteil von Sharp schaltet die Netzspannung direkt. Mit dem Typ S202S02 lassen sich 8 A, mit dem S216S02 16 A schalten; beide dürfen aber ungekühlt nicht mit mehr als 500 W belastet werden. Sobald die Platine bestückt ist, muss man mit einem Streifen Klebeband oder einem geeigneten Lack den 230-V-Bereich auf der Unterseite der Platine gegen unbeabsichtigte Berührung abdecken: Hier besteht nämlich im Betrieb Lebensgefahr.
Wenn man beide Schaltertypen benötigt, kann man zwei Platinen mit einem Flachbandkabel anschließen, darf dabei aber jedes Bit nur einmal bestücken.
