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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vorwiderstand UART von 3V3 ==> 3V


Autor: Timo P. (latissimo)
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Hallo!

Mein Controller läuft auf 3V Batteriespannung .(Nichts mehr dran zu 
rütteln)

Der X-Port hat eine UART mit 3V3 CMOS-Pegeln. Welchen Vorwiderstand 
nehme ich nun, um die UART-Pegel die den Controller erreichen, auf ca 3V 
runterzubringen? (Wird ja nur der RX-Pin Controllerseitig zu schützen 
sein oder)

Nehme ich da einfach PI * Daumen 200R oder ist es hier sinnvoll, einen 
anderen Wert zu nehmen?

Danke im Voraus

Autor: HildeK (Gast)
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>Nehme ich da einfach PI * Daumen 200R
Ja. Auch 100R sind ok. Wobei die 0.3V eigentlich nichts ausmachen, denn 
da sprechen die Eingangsschutzdioden gerade so an und gleichzeitig kann 
der Treiber bei voller Ausgangsspannung auch fast keinen Strom treiben 
und gibt nach.
Also unkritisch.

Autor: Sascha (Gast)
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Ich denke du brauchst garkeinen, da die 0,3V nicht stören.

Autor: Jörg B. (manos)
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Ich habe grade mal beim Mega644 und Tiny45 nachgesehen... 
Input-High-Voltage ist Vcc+0,5V - sollte also (zumindest bei AVR's) 
innerhalb der Toleranz sein.

Autor: sam (Gast)
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pack doch 2 schottkydioden mit einer durchgangsspannung von ca. 0.3V 
antiparallel dazwischen :)

Autor: gast (Gast)
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da er seine anderen thread s ja immer vergisst

mach einen Projektthread und aktualisiere diesen
sonst muss man sich vlt doch noch alleszusammensuchen

der Xport soll glaube mit einem stepup laufen
der MSP mit batterie
wenn diese nun lehrgeht kommt man doch nah an die 0,5v ran ..

schutzwiederstände schaden nicht und fallen darin nicht auf
selbst wenn man 1K dazwischenwirft

wenn nicht siehst du einfach  im layout welche vor und setzt 
0ohmwiderstände rein

Autor: Gast (Gast)
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Also eins muss mal klar gestellt werden.
An einem Widerstand fällt nur dann eine Spannung ab, wenn auch ein Strom 
fließt. Bei einem uC sind Input pins aber immer hochohmig, d.h. es 
fließt nur ein sehr kleiner (bis gar kein) Strom.
Ergo kann man mit einem einfachen Widerstand keine Pegelanpassung 
erreichen! (Das war dieses "banale" Ding mit U=R*I aus deinem anderen 
Thread!)
Trotzdem ist ein Reihenwiderstand sinnvoll.
Um den gewünschten Spannungsdrop von 0,3V zu erreichen, ist die oben 
genannte Diodenlösung ein pragmatischer Ansatz.
Aber - wie auch schon geschrieben - gibt es destruktive Ereignisse, wenn 
die Spannungsversorgung des uC seinem Ende zugeht.

Gruß

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Gast (Gast)

>Ergo kann man mit einem einfachen Widerstand keine Pegelanpassung
>erreichen!

Wenn das mal kein Irrtum ist. Siehe Artikel Pegelwandler.

>Trotzdem ist ein Reihenwiderstand sinnvoll.

Nöö.

>Um den gewünschten Spannungsdrop von 0,3V zu erreichen, ist die oben
>genannte Diodenlösung ein pragmatischer Ansatz.

Käse^2. Denn auch an einer Diode fällt nur Spannung ab, wenn ein Strom 
fliesst ;-)

MfG
Falk

Autor: Gast (Gast)
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@Falk
Ich kann dir leider nicht ganz zustimmen.

>>Ergo kann man mit einem einfachen Widerstand keine Pegelanpassung
>>erreichen!

>Wenn das mal kein Irrtum ist. Siehe Artikel Pegelwandler.

Die Pegelwandlung wird nicht durch den Widerstand erreicht, sondern 
durch ein zusätzliches Gatter (Ausnutzung der Schutzdioden). Würde man 
also einen 5V Treiber über einen Reihenwiderstand an 3,3V uC Input 
legen, hat das immer ungewünschte Effekte ( uC geht kaputt oder es 
fließt Strom über die Schutzdioden)
=> Ich spreche aus Erfahrung. Habe schon eine Schaltung gesehen die so 
aufgebaut war. Anfangs war alles super aber nach einigen Betriebsstunden 
sind die uC sporadisch gestorben.

>>Trotzdem ist ein Reihenwiderstand sinnvoll.

>Nöö.

Doch, wenn die Leitung z.B. über Steckkontakte geführt wird und man mit 
versehentlichen Kurzschlüssen rechnen muss. Es gibt noch mehr Gründe 
dafür (aber auch dagegen :-)).

>>Um den gewünschten Spannungsdrop von 0,3V zu erreichen, ist die oben
>>genannte Diodenlösung ein pragmatischer Ansatz.

>Käse^2. Denn auch an einer Diode fällt nur Spannung ab, wenn ein Strom
>fliesst ;-)

Richtig, aber wenn ein Strom durch die Diode fließt, dann ist die 
Spannung über der Diode praktisch Strom unabhängig und damit konstant.
Und jetzt die Frage. Welche Spannungen liegen vor und hinter der Diode, 
wenn kein Strom fließt? Oder anders herum welcher Strom fließt durch die 
Diode, wenn die Durchbruchspannung gerade noch nicht erreicht ist?

Gruß

Autor: Timo P. (latissimo)
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Also noch mal die Frage: Soll ich irgendeine Art von Pegelwandlung 
einbringen, ja oder nein?

Fakten:
Controller läuft mit 3V aus Litium-Zellen Entladekurve im Anhang!!!!
X-Port läuft mit 3V3 aus Step Up.

Angenommen ich würde eine Pegelwandlung wünschen, auch wenn die 
Versorgungsspannung von den 3V auf 2,6V absinkt, bevor ich abschalte.


Reicht nicht eine einzige Diode?

Warum 2 Stück antiparallel bei EINER Signalrichtung?

Es geht um die UART u dann ist doch nur der RX vom µC zu schützen oder?

Autor: noch ein Gast (Gast)
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Hi,

ich halte es für ungünstig mit unterschiedlichen (aber ähnlichen) 
Spannungen in deiner Schaltung zu arbeiten. Ich würde versuchen alle auf 
ein Level zu bringen, weil jede Pegelwandlung immer Verluste hat.

Aber am Spannungskonzept ist ja nicht mehr zu rütteln. ;-)

Andernfalls sind warscheinlich entsprechende Gatter vor dem Mikro eine 
Lösung.

Trotzdem viel Spaß beim basteln.

Autor: Johnny (Gast)
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Wenn ich Batteriebetrieben höre, dann taugt die "Pegelwandlung" nur mit 
einem Widerstand definitiv nicht. Da wird hauffenweise Energie für 
nichts verbraten und die Batteriemüllberge wachsen weiter...

Autor: Ich bin ein (Gast)
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Hallo Johnny (Gast)!

Dann mach doch mal einen konstruktiven Vorschlag!!

Autor: HildeK (Gast)
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>Also noch mal die Frage: Soll ich irgendeine Art von Pegelwandlung
>einbringen, ja oder nein?
Ich wiederhole mich gerne: der Serienwiderstand reicht - damit wären ev. 
Überschwinger auf jeden Fall strombegrenzt. Wenn du langsame Signale 
hast, kannst du ihn auch auf 1k erhöhen. Und wenn du viel tun willst für 
den Schutz, dann mach an dem Teil, das mit kleinerer Spannung versorgt 
wird, noch eine Schottky-Diode vom Pin nach VCC. Die würde dann die 
eingebaute Diode entlasten - wobei diese Entlastung wirklich nicht 
notwendig ist.

Sollte das Argument

>Wenn ich Batteriebetrieben höre, dann taugt die "Pegelwandlung" nur mit
>einem Widerstand definitiv nicht. Da wird hauffenweise Energie für
>nichts verbraten ...

für dich tatsächlich zählen (haufenweise? : ich halte es für an den 
Haaren herbeigezogen ...), dann suche dir einen Buffer, der 
übersteuerungsfeste Eingänge hat und schalte den dazwischen. Versoge ihn 
mit der kleineren Spannung. Fange die Suche bei einem 74LVC125 an - 
gibts auch als 74LVC1G125 (single Gate). Der braucht aber auch Strom.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Gast schrieb:
> @Falk
> Ich kann dir leider nicht ganz zustimmen.
>
>>>Ergo kann man mit einem einfachen Widerstand keine Pegelanpassung
>>>erreichen!
>
>>Wenn das mal kein Irrtum ist. Siehe Artikel Pegelwandler.
>
> Die Pegelwandlung wird nicht durch den Widerstand erreicht, sondern
> durch ein zusätzliches Gatter (Ausnutzung der Schutzdioden). Würde man
> also einen 5V Treiber über einen Reihenwiderstand an 3,3V uC Input
> legen, hat das immer ungewünschte Effekte ( uC geht kaputt oder es
> fließt Strom über die Schutzdioden)

Das ist doch der Sinn. Durch den Widerstand wird der Strom, der durch 
die Schutzdioden fließt in Grenzen gehalten.
Wenn jetzt 3,5V vs. 3,0V anliegen, beträgt die Differenz 0,5V. Wenn 
davon vielleicht 0,3V an der internen Schottkydiode sich einstellen, 
dann fallen 0,2V über dem Reihenwiderstand ab. Bei 1K beläuft sich der 
Strom somit auf 0,2mA. Also völlig unschädlich für die Schutzdioden!

> => Ich spreche aus Erfahrung. Habe schon eine Schaltung gesehen die so
> aufgebaut war.

Super Argument.

>>>Trotzdem ist ein Reihenwiderstand sinnvoll.
>
>>Nöö.
>
> Doch, wenn die Leitung z.B. über Steckkontakte geführt wird und man mit
> versehentlichen Kurzschlüssen rechnen muss. Es gibt noch mehr Gründe
> dafür (aber auch dagegen :-)).

In diesem Fall ist es aber nicht so. Obwohl ich persönlich hier trotzdem 
einen Reihenwiderstand einfügen würde.

>>>Um den gewünschten Spannungsdrop von 0,3V zu erreichen, ist die oben
>>>genannte Diodenlösung ein pragmatischer Ansatz.
>
>>Käse^2. Denn auch an einer Diode fällt nur Spannung ab, wenn ein Strom
>>fliesst ;-)
>
> Richtig, aber wenn ein Strom durch die Diode fließt, dann ist die
> Spannung über der Diode praktisch Strom unabhängig und damit konstant.

Das stimmt nicht. In den kleinen Strombereichen auf den 
Signalleitungen geht die Vorwärtsspannung fast jeder Diode gegen 0V.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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HildeK schrieb:
>>Wenn ich Batteriebetrieben höre, dann taugt die "Pegelwandlung" nur mit
>>einem Widerstand definitiv nicht. Da wird hauffenweise Energie für
>>nichts verbraten ...
>
> für dich tatsächlich zählen (haufenweise? : ich halte es für an den
> Haaren herbeigezogen ...), dann suche dir einen Buffer, der
> übersteuerungsfeste Eingänge hat und schalte den dazwischen. Versoge ihn
> mit der kleineren Spannung. Fange die Suche bei einem 74LVC125 an -
> gibts auch als 74LVC1G125 (single Gate). Der braucht aber auch Strom.

Wir reden hier über Signalleitungen. Die Energie, die da beim 
sporadischen Schalten verbraten wird, lässt sich wahrscheinlich nicht 
mal messen ;)

Autor: HildeK (Gast)
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@Simon K. (simon)
Ja. Aber von nix kommt nix :-)

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