Eingang und Ausgang eines Mega2560 schützen

[df01 (Gast)]

Hallo,
ich möchte mit einem AVR Mega2560 digitale Signal senden und erfassen. 
Diese sollen aber nicht die 5 Volt Betriebsspannung sondern variabel im 
Bereich von 3 bis ca 50 Volt sein. Die Ausgänge habe ich jetzt schon mit 
einzelnen Transistoren aufgebaut... das funktioniert soweit. Da ich aber 
Probleme mit der der Schaltung an den Eingängen habe, frage ich hiermit 
wie Eingänge und Ausgänge dafür am einfachsten und billigsten zu bauen 
sind?
(Im Augenblick verwende ich die angehängte Schaltung für die Eingänge. 
Die galvanische Trennung ist bei der neuen Schaltung nicht unbedingt 
erforderlich)

[Peter Diener (Gast)]

Hallo,

ich setze für sowas gerne einen Schmitt-Trigger ein, wobei die 
unbekannte Spannung mit einem hinreichend größen Widerstand auf den 
Eingang des Schmitt-Triggers eingekoppelt wird. Der Widerstand muss groß 
genug sein, dass bei maximaler Spannung der maximale Strom der 
Eingangsclampingdioden nicht überschritten wird.

Peter

[Michael L. (Gast)]

Hallo,

> Da ich aber
> Probleme mit der der Schaltung an den Eingängen habe, frage ich hiermit
> wie Eingänge und Ausgänge dafür am einfachsten und billigsten zu bauen
> sind?
Ich gehe davon aus, daß Du die Eingangsspannung auf den Bereich 0...5V 
begrenzen willst. Wenn der AVR mit 3,3V versorgt wird, mußt Du die 
Bauteilwerte entsprechend anpassen.

Am einfachsten geht es denke ich mit einem Vorwiderstand und einer 
Diode:

       47k
o-----|||||||------*--------o AVR-Eingang
                   |
                   |
                 -----\
                   /\
                  /  \    Zener-Diode 4,7V
                 ------
                   |
                   |
                   |
                  --- GND

Als Diode würde ich an sowas denken:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A425;GROUPID=2996;ARTICLE=18913;START=16;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=250FlFuKwQARkAAGv4UIc4c0f76e158ada203a1d72c56e36f2e82


Alternativ kannst Du auch Schottkydioden verwenden; die schalten etwas 
schneller.

                  --- 5V
                   |
                   |
                 -----
                   .
                  / \
                 /   \    Schottky-Diode
                 -----
                   |
                   |
       47k         |
o-----|||||||------*--------o AVR-Eingang
                   |
                   |
                 ------
                   /\
                  /  \    Schottky-Diode
                 ------
                   |
                   |
                   |
                  --- GND

Solche Dioden gibt es als Doppeldioden, beispielsweise BAT54S:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A412;GROUPID=2988;ARTICLE=41905;START=0;OFFSET=16;SID=250FlFuKwQARkAAGv4UIc4c0f76e158ada203a1d72c56e36f2e82

Wenn der AVR schon Dioden integriert hat (kannst Du im Datenblatt 
nachschauen), umso besser.


Gruß,
  Michael

[Tobias P. (hubertus)]

Für solche Schutzschaltungen sind auch TVS-Dioden immer schön (TGL41-xx 
Typen). Das sind spezielle Überspannungs-Ableitdioden, die auch noch 
sehr schnell sind. Dann vlt. noch nen Varistor, und sicher noch einen 
Seriewiderstand. Wenn man will, kann man auch noch eine kleine 
Ferritperle einbauen.

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Beim AVR reichen in dem Fall Serienwiderstände mit 100kOhm. Wenn 
besonders viele Eingänge vorhanden sind, an denen zeitgleich hohe 
Spannungen anliegen, würde ich die Z- oder Transildioden zusätzlich als 
Spannungsbegrenzung nehmen, da sonst der über die Clampdioden 
abfließende Strom die Betriebsspannung des Controllers unzulässig 
anheben könnte.