Neulich im Repair-Cafe kam ein LCD-Fernseher rein, der fast nix mehr tut. D.h. eine LED blinkt noch irgendeinen Fehlercode, aber es gibt kein Bild mehr. Also haben wir ihn aufgemacht und uns umgeschaut. Dabei haben wir drei Testpunkte gefunden: 5V, 16V und 64V. Der erste und der letzte hatten die erwartete Spannung, aber die 16V fehlten komplett. Also haben wir uns weiter umgesehen und so dies und das durchgemessen. Letztlich fanden wir drei Optokoppler, die wohl das Feedback für die drei Spannungen sein dürften.

Also Optokoppler testen. Aber wie macht man das eigentlich? Das wollen wir heute mal als kleine Trockenübung durchprobieren, denn im Repair-Cafe habe ich keine Photos gemacht.

Prüflinge

Zunächst tauchen wir mal in die Bauteilekiste ab und ziehen zwei Optokoppler hervor: Einen PC817 und einen 4N35. So ein Optokoppler besteht ja aus zwei Bauteilen in einem gemeinsamen Gehäuse: einer LED (meist infrarot) und einem Phototransistor. Hier das Schema aus dem Datenblatt des PC817:

Wie versprochen: LED und NPN-Transistor.

Also stecken wir die beiden mal auf ein Breadboard und machen Leitungen dran, damit wir da was messen können.

LED

Als erstes messen wir die LED, wie wir es mit jeder anderen Diode auch machen würden: Dioden-Test-Modus an und in beiden Richtungen messen. In beiden Optokopplern ist die LED auf Pins 1 und 2. In Sperrrichtung bekommen wir open circuit aber in der Durchlassrichtung finden wir den Spannungsabfall der Diode:

Da es eine Leuchtdiode ist, sind 1.1V völlig in Ordnung. D.h. die LED in diesem Optokoppler ist ok. Und auch der zweite (4N35) sieht genauso aus.

Phototransistor

Als nächstes ist der Phototransistor dran. Beim 4N35 ist die Basis auf Pin 6 herausgeführt, so dass man den messen könnte, wie jeden anderen Transistor auch, aber der PC817 hat nur vier Pins und so kommen wir nicht an die Basis ran. Also messen wir einfach mal den Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke in beiden Richtungen. Da der Optokoppler nicht angesteuert wird, ist sie hochohmig:

Das ist schonmal was – also kein Kurzschluss, aber noch wissen wir nicht wirklich, ob der Optokoppler wirklich funktioniert. Nun könnte man eine Testschaltung bauen und z.B. über ein Netzteil und einen Vorwiderstand Strom auf die LED geben, aber wenn wir ein zweites Multimeter zur Hand haben, brauchen wir das garnicht. Wir messen einfach so:

Also Multimeter 1 im diodentest-Modus auf die LED und Multimeter 2 im Widerstandsmodus über Kollektor und Emitter des NPN-Transistors. Ein paarmal mit Multimeter 1 hin und wieder weg vom Pin und schon sieht man, ob und wie der Transistor schaltet.

Mein Handmultimeter bringt LEDs beim Diodentest typischerweise zum leuchten. Das können wir in diesem Fall nicht sehen, denn es ist eine Infrarot-LED und sie steckt in einem lichtundurchlässigen Gehäuse, aber das ist egal. Wenn wir mal schnell nachmessen, welche Spannung mein Multimeter für den Diodentest anlegt, finden wir 7.3V:

Das sollte genügen, um eine Reaktion im Phototransistor zu erzeugen. Also Diodentest nochmal an und an PIN 1 und 2 ran. Dann den Widerstand des Transistors messen (achtung, Polung beachten).

170Ω beim PC817:

und 533Ω beim 4N35:

Aber auch wenn man das mit der Polung verbaselt, sieht man zumindest eine kleine Veränderung:

PC817:

4N35:

Perfekt! Beide sind eindeutig in Ordnung.

Fazit

Wenn man zwei Multimeter hat, kann man so einen Optokoppler vollständig auf Funktion prüfen. In der Regel klappt das auch ohne Auslöten gut. Und so haben wir bei obigem Fernseher entdeckt, dass einer der Optokoppler im Eimer ist. Nun heißt es einen neuen besorgen und dann schauen, ob das der einzige Fehler war, denn eigentlich sind Optokoppler keine der üblichen Verdächtigen, die einfach so sterben. Wir werden sehen...