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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eure Anregungen zu meiner Schaltung (Messen mit PIC)


Autor: Henryk Müller (henryk)
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Hallo Experten,

ich hab mein Elektronik-Wissen die letzten Tage zusammen-gegoogelt, um 
eine Platine zu erstellen. Mein Testaufbau funktioniert auch soweit. 
Bevor ich jetzt aber eine richtige Platine in Auftrag gebe, würde ich 
gern um Eure Kritik und Anregung bitten.

Zur Schaltung:

Sinn ist es, im KFZ diverse Signale (analog, digital, Frequenzen) loggen 
zu können. Die Schahltung gibt die aktuellen Messwerte über die RS232 
aus, wo entweder ein Notebook für Live-Daten dran hängt oder eine 
"Datenaufzeichnungseinheit".

Die Spannungsversorgung erfolgt direkt übers KFZ-Netz. Da hat man ja mit 
diversen Schwankungen und Störungen zu kämpfen, weshalb ich ein paar 
Kondensatoren zur Glättung eingebaut habe. Reicht das oder sollte man da 
noch mehr machen?

Alle Mess-Spannungen werden über Spannungsteiler (100kOhm + 47kOhm) von 
12V auf den PIC-Bereich von 0..5 V gewandelt. Bei 13.4V würden 4,3V 
anliegen. Ist also noch Luft bis 5V. Außerdem hab ich zum Schutz noch 
Z-Dioden vorgesehen.

Da der Eingangswiderstand des PIC ja den Spannungsteiler beeinflussen 
würde, hab ich bei den analogen Messeingängen jeweils eine OP-Schaltung 
(Spannungsfolger) dazwischen geschaltet, um PIC und Spannungsteiler zu 
entkoppeln.

Wie sieht es eigentlich mit Quartzen und Erschütterungen aus. Können da 
praxisrelevante Fehler auftreten?

Vielen Dank für Eure Anregungen

Autor: Hmmmm (Gast)
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Ja. die 100k an den Analogen eingaengen bilden einen 1/3 
Spannungsteiler. Scheinen mir zu hochohmig.
Die NPN am ausgang wirste nie durchsteuern koennen. Da sollten PNP hin, 
aber die benoetigen noch eine Ansteuerung. Direkt vom Port weg geht 
nicht.

Autor: A. K. (prx)
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Wenn du einen Maxe mit 100nF einsetzt, dann pass auf dass es ein 
Exemplar ist bei dem das ausreicht. Der Klassiker will mindestens 1µF.

Wie gedenkst du den PIC zu programmieren? Mit althergebrachter 
raus/rein/raus/rein/... Methode? ISP scheint mir zeitgemässer zu sein.

Wozu der Uhrenquarz? Ein ggf. per software getrimmter Haupttakt ist grad 
so genau. Einen separaten Uhrenquarz nimmt man meist nur, wenn entweder 
keine quarzgenauer Haupttakt existiert, oder der Uhrenquarz bei 
Stromausfall gepuffert weiterläuft.

Deine Alarmausgänge liefern wenn eingeschaltet ca. 4,3V. Reicht das? 
Einfacher: UDN2981. Wieviel Strom müssen die eigentlich schalten? Denk 
an die arme 1N4148, das ist keine Leistungsdiode.

Autor: A. K. (prx)
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Autor: A. K. (prx)
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Hmmmm wrote:

> Ja. die 100k an den Analogen eingaengen bilden einen 1/3
> Spannungsteiler. Scheinen mir zu hochohmig.

Ergibt einen Offset von ein paar Millivolt. Je nach Anwendung ist das 
erträglich.

Autor: A. K. (prx)
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Allerdings könnte sich ein Kondensator am Spannungsteiler nützlich 
machen, um Störungen zu filtern.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Auch ist ein OP am Eingang des ADC der mit einer hoeheren Versorgung 
gespeisst wird nicht besonders gut. Der koennte dir eventuelle deine ADC 
Eingaenge zerstoeren.

Gruss Helmi

Autor: A. K. (prx)
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Wenn die Z-Diode sauber dimensioniert ist (steht kein Wert drin), dann 
kann das eigentlich kaum schief gehen, denn warum sollte der OPV mehr 
liefern als Diode+Spannungsteiler vorgeben?

Ärger verursacht eher die Diode selbst. Denn um meine Offsetrechung oben 
zu korrigieren: der Leckstrom einer solcherart dimensionierten Z-Diode 
wird den Spannungsteiler deutlich belasten.

Folglich müsste die Diode vor den Spannungsteiler, d.h. vor den 
hochohmigen Teil davon. Z-Dioden im Bereich um 15V gibt es mit sehr 
kleinem Leckstrom. 5V Typen hingegen... Aber einfache Ableitdioden tun 
es natürlich auch.

Autor: Henryk Müller (henryk)
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Vielen Dank für die vielen Hinweise!!!

@hmmmm(Gast):

Was ist schlimm an der Hochohmigkeit? In der Theorie ist ja beim 
Spannungsteiler nur die Verhältnis wichtig? Was wäre für die Praxis 
besser und warum?

Das Schalten der Ausgänge mit einem Transistor hab ich von www.sprut.de. 
Da soll z.B. eine 12V Cockpit-Lampe dran für Schaltpunkt oder Alarm. 
Warum sollte der Transistor nicht schalten? Muss die Last "vor" den 
Transistor anstatt wie bei mir "nach" den Transistor? Ich wollte halt 
einfach Am JP4 Pin Alarm 1 (Pin1) zu ner Lampe oder auch Relais und von 
da auf GND (Pin5).

@A.K:

Mein MAXIM232 is der MAX 232 CPE von Reichelt. Beim Testaufbau tut er es 
mit 100nF. Die 1µF-Elkos nehmen so viel Platz weg und die kleinen 
Keramik-Kondensatoren gehen nicht bis 1µF. Ich hab nochmal in die Spec 
geschaut, weil da was mit 0,1µF stand und gesehen, dass sich das auf 
einen MAX202 bezieht. Na mehm ich halt den ... :o)

Den Uhrenquartz hab ich für Timer1, umm damit eine Frequenz auszumessen 
(z.B. 700 - 7000 Hz für Drehzahl oder bis ca. 600 Hz für 
Geschwindigkeitssignal). Mit 10 MHz läuft der Timer zu schnell über und 
ich muss in der Software den Überlauf noch mitzählen.

Die Alarm-Ausgänge reichen im Test zum Schalten des Transistors, aber 
ich hab im Aufbau die Last "vor" dem Transistor. Das werd ich in der 
Schaltung korrigieren.

Der Hinweis mit der 1N4148-Diode ist sehr gut. Die 3 Ausgänge müssen 
z.B. 3 KFZ-Relais schalten können. Die Schaltung selbst geht ja auch 
noch über die Diode. Bei Reichelt gibt es sooo viele Dioden und man kann 
nicht vernünftig suchen.

UDN2981 schau ich mir mal an.

Das Programm für den PIC hab ich schon geschrieben. Bei sowas kenn ich 
mich im Vergleich zur Elektronik besser aus. Im ersten Test ist es recht 
simpel gehalten. Die Analog- und Digitaleingänge werden sequentiell 
abgefragt und das Ergebnis gespeichert. Die Frequenzen werden per 
Interrupt gemessen und das Ergebnis ebenfalls gespeichert. In der Summe 
sind das 10 16bit-Werte (die digitalen Werte sind zwar nur 0x0000 oder 
0x0001, aber so ist das Ausgabe-"Protokoll" flexibler. Über RS232 wird 
dann STX-Byte + 10 x Hexwerte (4-Byte Ascii-Format) + ETX-Byte 
ausgegeben. Danach beginnt Messung + Ausgabe von vorn. Die Ausgabe 
erfolgt per polling ohne Interrupt, aber das kann man ja ausbauen.

@ Helmut Lenzen:
Ist eine ZF4.7 Diode. Die soll dafür sorgen, dass am OP nicht mehr als 
5V anliegen und damit auch nicht mehr als 5V rauskommen. Ich hatte sie 
erst hinter dem OP eingebaut. Für die Anordnung auf der Platine war es 
aber vor dem OP besser.

Aber wie A.K. schrieb ist die Anordung vor dem Spannungsteiler 
sinnvoller.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Da der OP seine Versorgungspannung vor dem Spannungsregler bekommt liegt 
die auch eher an als die Versorgungsspannung vom ADC. Folglich koennte 
sich so ein nicht erlaubter Zustand ergeben die den ADC zerstoeren 
koennte (Latch UP)

Gruss Helmi

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Die D11 1N4148 (150mA) ist im Verhältnis zum Spannungsregler (1A) zu 
klein dimensioniert, besonders falls mal über T1 ... T3 etwas mehr Strom 
fließen sollte. Ein 1N4007 z.B. hält 1A aus.

Der C1 mit 100nF ist zu klein, in den meisten Datenblättern wird als 
Minimum 330nF verlangt. Bei 100 nF schwingt es häufig.

Der 32kHz Quarz ist ok, kostet ja nur ein paar Cent. Einem Quarz machen 
die Erschütterungen möglicherweise was aus, wenn die Platine direkt auf 
den Motor geschraubt wird. Falls er runterfällt auf Steinboden, ist er 
kaputt.

Die 100nF beim Max sind zwar nicht ganz nach Datenblatt, bei mir hat das 
aber immer funktioniert.

Dem OP würde ich eine negative Versorgung spendieren, damit der PIC bis 
Null runtermessen kann. Eventuell könnte man die Versorgung vom Max232 
Pin 6 und Pin 2 holen.

Ich empfinde die Spannungsteiler auch als etwas hochohmig, es sei denn, 
die Schaltung läuft auch bei ausgeschalteter Zündung weiter. Bei 
hochohmigen Spannungsteilern droht z.B. Einstreuung von Störungen. Mit 
10k und 4,7k könntest Du eventuell auf die OPs verzichten. Abhängig von 
den zu messenden Frequenzen würde ich Keramikkondensatoren von den 
Eingängen auf GND schalten.

Sollen mit T1 bis T3 nur LEDs geschaltet werden? Mit deiner Schaltung 
liefern die Transistoren an den Ausgängen nur ca. 4 Volt. Ansonsten die 
Emitter auf Masse und die Last zwischen den Kollektor und 12 Volt legen. 
Falls mal eine induktive Last dran soll, die Freilaufdioden nicht 
vergessen.

Der C2 gehört zum Spannungsregler, der PIC benötigt einen eigenen 
Blockkondensator von Pin 20 auf Pin 19, möglichst dicht am PIC.

Wie sieht denn deine tool chain aus? Ich würde auf jeden Fall mit ISP 
arbeiten.

Gruss, Bernd

Autor: Chris S. (schris)
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Der Pic mag keine negative Spannungen, sprich die ADC-Werte sind 
teilweise falsch, wenn negative Spannung, gleich an welchen Pin, im 
Spiel sind.
Das ist warscheinlich anders, wenn eine negative VREF gegeben wird.
Eine positive Vref würde ich dir dringenst empfehlen, kann auch nur eine
Led sein, welche dann Kalibriert wird. Zudem gibt dir das eine doppelte 
Sicherheit/Range.  Wenn du eine Led mit 2.3 V nimmst, und die 12V
mittels Spannungsteiler hat, kleinen cap wegen Transienten sowie 
Filterung,
dann hast du einen sicheren Range von ca 29V. Zener würde ich da keine 
nehmen, auch kein OP. Bei den 10K von MCLR da musst du wegen Transienten
aufpassen, sonst geht dir der Baustein in den Programmiermodus.
Würde eine Diode sowie Cap zusätzlich Spendieren, um das Problem zu
beseitigen. Die unbeschalteten Pins musst du als Ausgänge setzten, sonst
hast du größeres Rauschen im ADC. Was auch fehlt, ist eine Diode von VCC
nach Vin, damit höhere Spannungen, welche ev. von den Ports reinkommen,
abfliesen können. Andere PSU haben so eine integriert. Auf jeden Fall 2 
Kondensatoren für den Pic, 10nF sowie 0.1uF als Beispiel. Beim Max232 
hast du einen Kondensator vergessen, wie auch beim Pic.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Henryk Müller wrote:
> Vielen Dank für die vielen Hinweise!!!
>
> @hmmmm(Gast):
>
> Was ist schlimm an der Hochohmigkeit? In der Theorie ist ja beim
> Spannungsteiler nur die Verhältnis wichtig? Was wäre für die Praxis
> besser und warum?

Du hast eine Last an Deinem Spannungsteiler und somit einen 
"droop"-Effekt, der Dir Dein Messergebnis verfaelschen wird. Haengt dann 
von der Impedanz der Last (in diesem Fall von dem OP) ab. Bei einem sehr 
hochohmigen Spannungsteiler muss die Impedanz Deiner Last sehr hoch 
sein um keinen nennenswerten droop zu erzeugen.

Bau mal so einen Spannungsteiler auf und geh mit nem Digitalmultimeter 
dran. Dann schau mal, wieviel Du misst und wieviel Du rechnerisch 
haettest messen muessen.

Michael

Autor: A. K. (prx)
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Henryk Müller wrote:

> Das Schalten der Ausgänge mit einem Transistor hab ich von www.sprut.de.
> Da soll z.B. eine 12V Cockpit-Lampe dran für Schaltpunkt oder Alarm.
> Warum sollte der Transistor nicht schalten?

Weil die Basis eines eingeschalteten NPN-Transistors um ca. 0,7V über 
dem Emitter liegt. Bei Basis=5V... Kann man mit NPN+PNP und ein paar 
Widerständen deichseln, aber der UDN ist einfacher.

Autor: A. K. (prx)
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Michael G. wrote:

> Du hast eine Last an Deinem Spannungsteiler und somit einen
> "droop"-Effekt, der Dir Dein Messergebnis verfaelschen wird. Haengt dann
> von der Impedanz der Last (in diesem Fall von dem OP) ab.

Beim LM324 kommt Strom raus nicht rein. Trotzdem verfälscht das 
natürlich. Allerdings sind das max. 100nA, was bei 47K zu max. 5mV 
Offset führt. Bei 10 Bit ADC und Messbereich 5V ist das nicht mehr als 
+1, also nicht arg schlimm.

Der Fehler durch den Leckstrom einer üblichen 4,7V-Z-Diode dürfte um 
Grössenordnungen darüber liegen.

Autor: A. K. (prx)
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B e r n d W. wrote:

> Dem OP würde ich eine negative Versorgung spendieren, damit der PIC bis
> Null runtermessen kann.

Der Eingang eines LM324 kann problemlos bis 0V runter, und auch der 
Ausgang kommt lastfrei bis auf wenige mV an GND ran. Ist halt die Frage, 
wie weit runter überhaupt gemessen werden muss.

Autor: Chris S. (schris)
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Will nochmals sagen, wenn er keine HW-Vref nimmt, am besten beide,
ist die Messung eh nicht genau.

Autor: Henryk Müller (henryk)
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Nochmals vielen Dank für die vielen Anregungen! Ich muss die Antworten 
aber nochmals in Ruhe lesen, um sie alle zu verstehen :o)

Ich werde dem PIC und dem MAX noch jeweils einen Bypass-Kondensator 
spendieren. Die Last an den Ausgangstransistoren werde ich "über" den 
Transistor legen. Das war ein Fehler im Schaltplan. Dann sollten auch 
12V an der Last anliegen. Freilauf-Dioden, wie von Bernd vorgeschlagen, 
kommen auch noch rein.

Die Spannunsgteiler wollte ich so hochohmig machen, um die originalen 
Signale nicht zu verfälschen. Ich will eine Breitband-Lambdasonde und 
Signale vom Steuergerät aufzeichnen und will vermeiden, dass z.B. Werte 
wie Drosselklappenstellung oder Luftmengenmesser verfälscht werden und 
sich das irgendwie auf die Leistung des Motors auswirkt.

Ihr schreibt immer von positiven und negativen Referenzspannungen für 
den PIC und den LM324. Nur woher soll ich die nehmen? Hab ja nur 0 V und 
12 ... 13.4 V im Auto. Der IC7805 liefert mir die 5V für den PIC. Soll 
da noch ein unbelasteter IC7805 für die Referenz rein oder wie meint ihr 
das?

Die Messwerte müssen übrigens nicht super genau sein. Mir reicht eine 
Auflösung von einigen 10 mV.

@ Helmut
Wie könnte man das Latchup-Problem lösen? Den OP vielleicht erst vom PIC 
aus einschalten? Mir gehen aber langsam die IO-Pins aus.

@ Chris S.
Im Datenblatt zum PIC ist eine MCLR-Schaltung mit 2 Widerständen 
(<40kOhm + >1kOhm) und nem Kondensator drin. Bei Sprut war im 
Lernbeispiel einfach ein 10kOhm dran. Ich hatte einen 100kOhm genommen, 
weil ich den nun schon hatte. Ich werd wohl den Vorschlag aus dem 
Datenblatt nehmen.

@Bernd:
Warum und welchen ISP? Was geht damit besser als mit nem PIC? Der PIC 
ist doch recht billig, den Assembler-Code relativ einfach und es gibt 
www.sprut.de als super Einstieg.

Das mit der Erschütterungsstabilität des Quartz macht mir Sorgen. 
Eingesetzt wird die Schaltung in nem verdammt harten Rallyefahrzeug. Da 
haut's teilweise ganz ordentlich. Was wären Alternativen? Die Box wird 
aber auf alle Fälle gummigelagert im Innenraum Nähe Steuergerät 
eingebaut.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Widerstand von OP nach ADC Eingang und eine Schottkydiode nach Vcc 
(Kathode an +)

Autor: Chris S. (schris)
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Reset:
http://www.voti.nl/wisp628/index_1.html#compatibility

10mV, das schafft du nur mit 2 Vref, neg + pos.
Ein weiterer Vreg wird dir nicht helfen.
Als Beispiel Zener reference diode.
Gerne Verwende ich ein Led, also GND, LED, Vref-PIN, Wiederstand, VCC.
Um 10bit zu haben, muß die Vref >= 2.2V sein.
Damit hast du dann aber auch einen anderen Range, und gleichzeitig auch
mehr gültigen Spannungsrange, 5.5+0.3=5.7V einem Spannungsteiler mit
Teilung 5.2 29.64 Volt.  Deshalb sprach ich auch, daß ich keine OVP 
sowie
Zener verwenden würde, sondern einfach noch einen Kondensator rein, um
die Spikes an Spannung zu reduzieren, und gleichzeitig um einen low-pass
zu realisieren, aber ich wiederhole mich nur unnötig.

Autor: Henryk Müller (henryk)
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ich habe Eure Anregungen in die Schaltung eingebracht.

Die Eingangsbereich bis zum 7805 hab ich "KFZ-sicher" gemacht.

An den MCLR-Pin hängt nun ein 33kOhm-Widerstand (die einfache Variante 
laut Link von Chris S.)

Der MAX232 ist nun ein MAX202 der auch laut Spec mit 0,1µF arbeitet.

PIC und MAX haben einen 100nF Kondensator in direkter Nähe bekommen.

Die Zehner-Dioden sind nun vorm Spannungsteiler. Brutzeln die eigentlich 
nicht weg, wenn da zu lang eine Überspannung anliegt und die den Strom 
abführen müssen?

Die Ausgängssignale schalten nun über die Transistoren einen Verbraucher 
gegen Masse. Freilauf-Dioden hab ich nicht vorgesehen. Die müssen in die 
externe Schaltung, wenn erforderlich. Aber da kommen erstmal nur 
Lämpchen dran.

Am PIC hab ich an Vref+ eine Referenzdiode ohne Kalibriermöglichkeit 
dran. Die Kalibrierung erfolgt eh in der PC Auswertesoftware über 
entsprechende Faktoren. Die Diode hängt an 13.4V. An Vref- hab ich nix 
dran, da ich nicht verstehe, wie ich mir eine 0V-Referenz machen soll. 
Vref+ scheint auch entscheidender zu sein.



Die größten Fragezeichen sind nun noch die Messeingänge:

Sollte ich allen Messeingängen noch eine 10nF-Kapazität gegen GND 
spendieren gegen Spannungsspitzen?

Ich versteh die Geschichte mit der LED von Chris S. noch nicht richtig 
(ich google mich noch durch), aber wenn ich den OP loswerden könnte, wär 
das nicht schlecht - auch wegen der Einschaltproblematik.

Nur laut Spec darf der Widerstand am Messeingang des PIC nicht 
sonderlich hoch sein und auf der anderen Seite will ich die originalen 
Messsignale so wenig wie möglich verfälschen. Deswegen hatte ich mir den 
recht hochohmigen Spannungsteiler überlegt, der dann aber den OP als 
Spannungsfolger notwendig machte.

@Helmut: Wie gross sollte der Widerstand zwischen OP und ADC sein? So um 
die 200Ohm wie laut Spec der Maximalwiderstand am Eingang sein darf? 
Welche Aufgabe hat die Schottky-Diode? Soll sie Spannungen über 5V 
ableiten? Warum keine Zehner-Diode?

Autor: A. K. (prx)
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Wenn da eine Platine draus wird, wär's besser, wenn Verbindungen auch 
welche sind und die Striche nicht nur rein zufällig aufeinander enden 
(C13,C14 beispielsweise).

Autor: A. K. (prx)
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Henryk Müller wrote:

> Die Zehner-Dioden sind nun vorm Spannungsteiler. Brutzeln die eigentlich
> nicht weg, wenn da zu lang eine Überspannung anliegt und die den Strom
> abführen müssen?

Tun sie. Deshalb würde ich raten, vor die Diode einen Widerstand zu 
packen, maximal 1K. Der ist dann Bestandteil des Spannungsteilers, wird 
aber durch die Z-Diode nicht nennenswert belastet.

> Sollte ich allen Messeingängen noch eine 10nF-Kapazität gegen GND
> spendieren gegen Spannungsspitzen?

Wie schnell müssen die Messeingänge reagieren? Am besten kriegt man 
Störungen mit einem Kondensator hinter dem Teiler weg, zumal der 
Kondensator dann auch die externe Beschaltung da dran nicht behindert. 
Nur hat der dann Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit des 
Messeingangs.

NB: Zehner-Dioden gibt's nicht (und 15V Zener-Dioden genau genommen auch 
nicht).

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wie gross sollte der Widerstand zwischen OP und ADC sein? So um
>die 200Ohm wie laut Spec der Maximalwiderstand am Eingang sein darf?
>Welche Aufgabe hat die Schottky-Diode? Soll sie Spannungen über 5V
>ableiten? Warum keine Zehner-Diode?

Zum Widerstand:

Die 200 Ohm sind schon richtig. Der dient in erster Linie ja zum 
Begrenzen des Stromes aus dem OP bis sich die Betriebsspannungen 
eingestellt haben. Also die Zeitverzoegerung bei der Versorgung des ADC.

Zur Diode:

Die Schottky-Diode hat die Aufgabe die Spannung am Eingang des ADC auf 
die Versorgungsspannung zu begrenzen. Deshalb auch Kathode an +5V Anode 
an den ADC Eingang. Damit wird die Spannung am ADC Eingang auf ca. 0.3V 
mehr als die Versorgungsspannung begrenzt damit duerfte dann kein 
Latch-Up auftreten. Eine Z-Diode ist hier unguenstig weil deren 
Spannungsknick nicht so exakt waere wie die Begenzung mit der 
Schottkydiode.

Gruss Helmi

Autor: Henryk Müller (henryk)
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A. K. wrote:
> Wie schnell müssen die Messeingänge reagieren? Am besten kriegt man
> Störungen mit einem Kondensator hinter dem Teiler weg, zumal der
> Kondensator dann auch die externe Beschaltung da dran nicht behindert.
> Nur hat der dann Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit des
> Messeingangs.

Also ich würde gern alle 10 Signale mit 10 Hz samplen (inklusive 
Datenübertragung). Aber da sollten pro AD-Wandlung rund 10ms Zeit 
bleiben.

Das Problem ist eher, dass mir mit Lastwiederstand für die Z-Diode + 
Kondensator so langsam der Platz im Layout ausgeht. Das wären ja noch 
mal 20 Bauteile dazu. Ich versuch es trotzdem mal.

Grüsse Henryk

Autor: Henryk Müller (henryk)
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Helmut Lenzen wrote:

> Die Schottky-Diode hat die Aufgabe die Spannung am Eingang des ADC auf
> die Versorgungsspannung zu begrenzen. Deshalb auch Kathode an +5V Anode
> an den ADC Eingang. Damit wird die Spannung am ADC Eingang auf ca. 0.3V
> mehr als die Versorgungsspannung begrenzt damit duerfte dann kein
> Latch-Up auftreten. Eine Z-Diode ist hier unguenstig weil deren
> Spannungsknick nicht so exakt waere wie die Begenzung mit der
> Schottkydiode.

Ah, ich verstehe, die Diode geht ja nicht gegen GND, sondern gegen +5V. 
Hab schon gelesen, dass die bei 0.4V oder so durchschalten. Da fliesst 
dann die Überspannung Richtung +5V ab.

... aber, was ich mich gerade frage, fliesst damit nicht die 
Spannungsspitze in meinen kompletten +5V Stromkreis hinter den 7805. 
Kann es mir da nicht den PIC und den MAX durchhauen, wenn deren 
Eingangsspannung kurz oder lang über 5V geht?

Sind sicher Laienfragen, aber bis vor paar Tagen wusste ich nicht mal, 
was Zener- und Schottky-Dioden sind ... :o)

Grüsse Henryk

Autor: Chris S. (Gast)
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>An den MCLR-Pin hängt nun ein 33kOhm-Widerstand (die einfache Variante
>laut Link von Chris S.)
Das hattest du schon. Da sehe ich 2 Probleme. Deshalb die andere 
Variante.
Sollte ein Transient von >4V zu VCC, welche immer noch von den 
Kondensatoren gespeist werden, auftreten, dann kann es passieren, daß
sich deine Schaltung Verabschieded, in den ICSP Modus wechselt, und
da nützt der WDT auch nichts. Weiters, sollte die Batterie zur Neige 
gehen,
dann kann die Spannung zu weit sinken, und eine zu langsam ansteigen.
Das passiert im Bordnetz, und du machst entweder sowas, oder ne teurere 
Lösung mit einem Resetgenerator.

>PIC und MAX haben einen 100nF Kondensator in direkter Nähe bekommen.
Laut Microchip braucht er 2 Kondensatoren, 0.1uF sowie 0.1nf glaube ich.
Laut deren Aussagen kann der kleinere auch weggelassen werden, nicht 
aber
in "Verseuchten" VCC Netzen.

>Die Zehner-Dioden sind nun vorm Spannungsteiler. Brutzeln die eigentlich
Hast du nicht Angst, daß die mit den Sensoren interagieren können?

>Am PIC hab ich an Vref+ eine Referenzdiode ohne Kalibriermöglichkeit
>dran. Die Kalibrierung erfolgt eh in der PC Auswertesoftware über
>entsprechende Faktoren. Die Diode hängt an 13.4V.

>Ich versteh die Geschichte mit der LED von Chris S. noch nicht richtig
>(ich google mich noch durch), aber wenn ich den OP loswerden könnte, wär
>das nicht schlecht - auch wegen der Einschaltproblematik.
Stell dir vor, anstelle des lm336 eine einfache gelbe Led oder rote Led,
nicht an 13.4V sondern and 5V. Du musst nur eine Led >=2.2V auswählen.
Led ist günstiger als lm336. Weiters, da du jetzt nicht die 5V sondern
die 2.3V, als Beispiel als Vref hast, und mit dem Spannungsteiler dann
max auf 2.3V runterteilst, darf die zulässige Eingangspannung vor den
Spannungsteilern nun ca 30V haben (5.5+0.3 diode forward), wenn du das
rückrechnest. Einen Kondensator rein, der macht dir auch eine Low-pass
filterung, was nützlich ist, und zugleich eventuelle Spikes, welche ev.
noch größer als 30V sind, zu eliminieren.

>An Vref- hab ich nix
>dran, da ich nicht verstehe, wie ich mir eine 0V-Referenz machen soll.
>Vref+ scheint auch entscheidender zu sein.
Wenn am Pic negative Spannungen an irgendeinem Pin auftauchen, dann geht
das durch die internen Dioden gleich auf VSS, und stört den ADC 
gewaltig.
Die messungen sind dann Mist.

Autor: Henryk Müller (henryk)
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Hallo Chris,

ich glaub, ich hab das jetzt verstanden.

Ich nehme einen LM336-Z2,5 für die Vref+. Die paar Cents zur LED sind 
egal. Den kann man ja sicher direkt an die 12V hängen, um den 7805 nicht 
unnötig zu belasten.

Dann dimensioniere ich den Spannungsteiler so, dass er mir im Normalfall 
die 14V in 2,5V teilt - also z.B. 100kOhm und 21,5kOhm. Nun hab ich 
Reserven bis 30V auf der Eingangsseite, ohne das es den PIC gefährdet. 
Werte über Vref+ werden dann sicher als 0x03FF bei 10bit gelesen.

Wenn das so ist, könnte ich ja die Zener-Dioden am Eingang auf < 30V 
dimensionieren (z.B. Reichelt ZF27), womit sie ja dann definitiv keine 
Auswirkung auf die zu messenden Signale mehr haben sollten. Oder könnte 
ich sie ganz weg lassen und eventuelle Spannungsspitzen über 30V nur mit 
10nF-Kondensatoren wegglätten? Kenne die typischen Störungen im KFZ-Netz 
nicht so genau.

Wenn der OP als Spannungsfolger nur noch 2,5V am Ausgang liefern muss, 
könnte ich ihn ja mit 5V speisen, was mir die Gefahr von Latch Ups über 
5V vermeidet und ich mir da die Schottky-Dioden zum Schutz des PIC 
sparen kann. Der LM324 ist zwar eine Last mehr am 7805, aber die Ströme 
der 4 Analog-Signale zu den PIC ADC-Eingängen sollten ja gering sein. 
Die 200 Ohm mach ich aber trotzdem zwischen OP und ADC, um 
Einschaltströme zu begrenzen.

Das bringt mich dann gleich zu den digitalen Eingangssignalen. Laut Spec 
wird alles über 2,0V als 1 interpretiert. Ab 9V würde ich gern als 1 
lesen. Also könnte ich z.B. 100kOhm und 30kOhm als Teiler nehmen. Ab 22V 
Eingangsspannung wäre ich dann bei > 5V. Also müsste ich hier z.B. eine 
ZF20 von Reichelt nehmen.

Machen meine Überlegungen irgendeinen Sinn? :o)


Ach noch eine Sache: Wie macht man eine 0V Referenzspannung für Vref-? 
Da bin ich echt ratlos.

Grüsse

Henryk

Autor: Chris S. (schris)
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> Ich nehme einen LM336-Z2,5 für die Vref+. Die paar Cents zur LED sind
> egal. Den kann man ja sicher direkt an die 12V hängen, um den 7805 nicht
> unnötig zu belasten.
Ich würde die Vref auf 5V anschließen, wegen Vorfilterung.
Vref braucht einen Kondensator.
Einen Punkt solltest du im Auge behalten, minimale Last der PSU.
Bei Farchild sind es 5mA, bei ST 8mA, teilweise auch 10mA, also 
Datenblatt
lesen. Wenn nähmlich der uC im Reset ist, kann es Passieren, daß die 
Minimallast nicht gegeben ist, und der Spannungsregler dann einfach die 
10-12V durchschaltet. Wegen OPV, sowie MAX202 warscheinlich nicht, kommt
aber auf die verwendete PSU an, habe auch schon 20mA gesehen.

Ich weiß nicht, mit welcher Frequenz du messen willst. Auch ist kein
externer Speicher vorgesehen, i2c oder SPI. Also vermute ich mal sehr
niedrig.  Würde dir aber einen LP-Filter empfehlen, ich würde einen
10 K Eingangswiederstand des Spannungsteiler verwenden, sowie einen 
0.1uF
Kondensator für Messungen > 10 HZ bis max 150 Hz, sonst ev auch größer,
z.B. 1uF, keinen OP, keine Zener. Das soll aber nichts heissen.
Achja, Eingänge kalibrieren wegen Toleranzen der Wiederstände.

> Das bringt mich dann gleich zu den digitalen Eingangssignalen. Laut Spec
> wird alles über 2,0V als 1 interpretiert.
Welche Specs, Microchip anderer uC sind sie bei 5V sowie 25 Grad 1.4V
Das verändert sich mit Eingangspannung sowie Temperatur + Tolleranz
Teiler.

10K, 1K5 auf Masse, 0.1uF müsste Passen, aber nicht Nachgerechnet sowie
nicht in Datasheet nachgeschaut. Sicher DC bis 38V, Spikes noch mehr.

>
> Ach noch eine Sache: Wie macht man eine 0V Referenzspannung für Vref-?
> Da bin ich echt ratlos.

Angefangen mit Kondensator, aber stimmt, du hast keine Filterung auf der
Gnd-Seite. Ferrit-Bed, Wiederstand, ... .

>
> Grüsse
>
> Henryk

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