4N35

Häufig arbeitet man mit Stromkreisen, dessen Spannung vom +5V-Level abweichen. Manchmal müssen Motoren gesteuert werden, die auf sehr hoher Spannung arbeiten. Analoge Sensordaten können in einer beliebigen Spannung vorliegen und dürfen nicht durch die Steuersignale des Raspberry Pi gestört werden. Es wurden sogenannte Optokoppler entwickelt, mit denen es möglich ist Signale zwischen zwei galvanisch getrennten Stromkreisen zu übertragen. Es handelt sich bei Optokopplern sozusagen um elektrische Schalter, mit denen man Stromkreise auf einem beliebigen Spannungslevel schließen kann.
In diesem sehr kurzen Tutorial dreht es sich um das Modell 4N35. Der 4N35 kann mit einem +5V-Signal einen Stromkreis schließen, dessen Spannung laut Datenblatt bis zu 30V betragen kann. Damit können sogar Motoren betrieben werden.
Es wird qualitativ gezeigt, wie man mit einem +5V-Signal eine LED in einem +3V3-Stromkreis zum leuchten gebracht wird. Es wird kein Programmcode benötigt. Die Aktivierung erfolgt über einen Schalter.

Inhalt


Material

  • 4N35
  • Eine LED
  • Einen Schalter
  • Diverse Kabel
  • Steckbrett

Aufbau

Mit nur 5 Anschlüssen gehört der 4N35 zu den kleinsten Bausteinen:

4N35
Eine Spannung an VCC und GND aktiviert den Schalter. Nach Aktivierung ist der Stromkreis an COL und EMI geschlossen. Alternativ kann auch eine Spannung an BASE den Schalter aktivieren.

Im Inneren des Bausteins sehen wir ein Konstrukt aus einer Leuchtdiode und einem NPN-Transistor:

Übertragung durch Lichtsignale
Die Spannung an VCC und GND aktiviert die Leuchtdiode. Der Transistor ist ein Phototransistor und damit lichtempfindlich. Durch den photoelektrischen Effekt wird der Transistor entsperrt und es fließt ein Strom vom Collector zum Emitter.

Folgender Aufbau zeigt, wie man zwischen zwei getrennten Stromkreisen ein Signal überträgt:

Gesamtaufbau
Es gibt nicht viel zu erklären. Die Funktionsweise ist offensichtlich. Man kann mit Hilfe eines Optokopplers ein Signal mit einer +5V-Spannung erzeugen, beispielsweise mit einem Schalter oder mit dem Raspberry Pi, und damit einen anderen Stromkreis schließen. Dadurch ist es möglich Geräte zu steuern, die auf anderen Spannungsleveln arbeiten.

Ich hoffe dieses Tutorial hat euch bei der Verwendung des 4N35 weitergeholfen oder euch seinen Nutzen näher gebracht und euch zum Kauf angeregt. Für weitere Informationen zum 4N35 siehe:

1 Kommentar:

  1. Die Spannungspegel am GPIO-Eingang und -Ausgang liegen für "High" bei +3,3V und für "Low" bei 0V, und nicht bei 5V!

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