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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Seriell-Port Programmer? Überspannungsschutz ?


Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

mal eine Frage zum RS232-Anschluß. Ich will mir folgenden Programmer
bauen habe aber keine 5,1V Z-Dioden da sondern nur 5,6V meint ihr das
reicht trotzdem.

Gegen was ist die Schnittstelle alles geschützz? Habe mal gelesen die
ist Kurzschlußfest, dann könnte man doch die Wiederstände etwas kleiner
Dimensionieren um stärkere Signale zu haben und alle Leitungen mittels
Z-Diode Schützen.

Autor: Michael (Gast)
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Ich meine mal gelernt zu haben, daß Z-Dioden zu langsam sind schnelle
Spannungsanstiege abzufangen. Varistoren sollen schneller sein.
Michael

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

sorry hatte den Programmer vergessen
http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-seriell.gif

ja aber leider kenne ich keine Varistoren für so niedrige
Spannungswerte kenne erst welche ab 15Volt fürs KFZ und dann erst
welche ab 30V.

Wie ist es mit dem BC547 der verträgt ja 45V habe nur nen BC548 da und
der macht nur bis 30V mit. Kan es sein da durch das Schalten so hohe
Spannungen entstehen oder brauch ich mit mit nem shnellen Kondensator
keine sorgen machen.

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Die Z-Dioden in obiger Schaltung dienen meiner Meinung nach nicht dem
"Überspannungschutz" im landläufigen Sinne, sondern sorgen für die
Pegelanpassund der bis zu 12 Volt aus der seriellen Schnittstelle auf
die 5 Volt Eingänge des uC.

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

ja das könnte sein da das mit Wiederständen nicht so genau sein wird.
Meinst du ich könnte die 5,6er nehmen oder wäre das für den µC zuviel.
Komisch ist für mich auch folgendes: Wenn die Z-Diode durchschaltet
dann liegt doch am µC ein Massepotential an also logisch 0 oder
schaltet die Z-Diode nur soweit durch das die Spannung nur auf 5,1Volt
abfällt?

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Ob Du nun die 5,6 Volt dem uC zumutest, mußt Du mit dem Datenblatt und
deinem Gewissen in einklang bringen :-)
Ich würde es nicht tun.

Weiterer Nachteil dieser Schaltung ist, das man sich damit auch auf die
Betriebsspannung 5 V festlegt. Wenn man dann mal was mit z.B. 3 Volt
machen möchte, wird es wieder kritisch. Oder man baut mehrere Z-Dioden
umschaltbar ein...

Vielleicht liege ich ja auch völlig verkehrt, ich zähle mich eher nicht
zu den Elektronik-Experten.
Aber zumindest versuche ich zuweilen auch, eine Schaltung zu verstehen,
und nicht einfach nur nachzubauen. Das kann bei der eventuellen späteren
Problembehebung sehr hilfreich sein

Gruß
Ingo

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Achso, ja, die Sache mit der Z-Dioden an sich.
Die schaltet nicht einfach so durch, ist keine spannungsgesteuerter
Schalter.
Eher ein nichtlinearer Widerstand. Kannst mal hier nachlesen:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201211.htm

Gruß
Ingo

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

ok danke, deswegen frage ich ja, wills ja auch verstehen. Ich könnte
aber den Wiederstand nach der Z-Diode so auslegen das ich dann knapp 5V
am µC habe. Deswegen werden die auch nach der Z-Diode nochmal nen
Wiederstand drinhaben damit die Spannung leicht unter 5 Volt bleibt.
Aber sollte ich in die Miso Leitung nicht auch nen Schutz reinbauen,
damit hier auch nicht passieren kann?

Autor: Tobi (Gast)
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die miso ist ein ausgang vom uC

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

und sollte der dann vielleicht nicht gegen Überlast mittels Wiederstand
geschütz werden?

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Da SCK und MOSI Eingänge des uC sind, bringen die 1k Widerstände bei
einem angenommenen Eingangstrom von 1 uA (lt. Datenblatt Atmega8)
keinen nennenswerten Spannungsabfall. Also die 0,1 V zuviel von der
Z-Diode bekommt man dadurch nicht weg.
Ihre Funktion erschließt sich mir nicht wirklich. Außer bei SCK, da
bilde R4 und C1 einen Teifpaß, der wohl hochfrequente Störungen vom PC
auf der Taktleitung verhindern soll (?).

Ein Widerstand in der MISO-Leitung könnte den ohnehin schon nicht
allzuhohen Pegel für den RS232-Eingang nochmals verringern. Weiß ich
aber nicht genau.

Am besten, Du baust es so auf, wie es dort abgebildet ist (also mit
5,1er Z-Dioden), ich denke, es wird schon ordentlich funktionieren.

Gruß
Ingo

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

du kannst auch der 5,6er eine 1N4148 Vorschalten (Kathode an Kathode)
an der dan nochmal 0,6 Volt abfallen.
(nehme an 5,1Volt Z-Diode ist grerade net Greifbar ;-)

Gruss Jürgen

Autor: Jürgen (Gast)
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ups

das sind ja dann 6,2 Volt (schäm),
aber eine 4,2er Z-Diode + 4148 würde gehen.

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Wieso, geht doch auch mit der "Vordiode".
   ____                    ____
--|_____|------|>|----o----|_____|-----
    R5       1N1448   |       R6
                      -
                      ^  D2
                      -
                      |

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Neee, das ist ja nun auch Blödsinn :-)

Aber so vielleicht?
   ____                    ____
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    R5        |              R6
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              |

Autor: Jürgen (Gast)
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Yup,

und ohne R6 gehts auch.

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

es ging darum weil ich keine 5,1er Z-Dioden da habe. Naja hab jetzt
welche bestellt, muss halt noch etwas warten.

Hab mal etwas nachgelesen ab 1V ist nach RS232 Norm schon High also
sollte es da selbst mit Wiederstand keine Probs geben.

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

habe im Datenblatt folgendes gefunden:
Input High Voltage Vcc + 0,5V max. Spannung am Port also 5,5Volt bei
mir.
Input Leakage                1µA

Nach meiner Überlegung läuft es so ab, die Z-Diode verringert ihren
Wiederstand so stark damit die Spannung auf 5,6 Volt abfällt der
vorherige Wiederstand begrenzt den Strom damit die Z-Diode nicht
durchbrennt, der 2te Wiederstand ist dann dazu da um diese 0,1 bzw.
0,6Volt Überspannung zu verringern.

Also gewünschter Spannungsabfall nach der Z-Diode ist 0,6 V / 0,000001A
= 600kOhm etwas viel finde aber nur diese Leakage Stromwert da muss es
doch noch was anderes geben?

Mich juckt es in den Fingern und ich will das eigentlich zusammenlöten.
Ist es immer so das an der Diode 0,6 Volt abfallen oder kommt es auf den
Wiederstand der Diode und den Strom an der durch sie gezogen wird? Weil
ich sonst einfach die Möglichkeit mit der Diode ausprobiere.

Autor: Benedikt (Gast)
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Eigentlich funktioniert es sogar ohne die Z-Dioden, da im IC Diode gegen
Vcc und von GND gegen den Eingang sind.

Solange der Strom nicht zu hoch wird, passiert nichts.

Autor: Walter B (Gast)
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Due Betriebsspannung des Prozessors muß dann aber Strom aufnehmen können
- sonst steigt sie unkontrolliert an!

Autor: Profi (Gast)
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1. evtl. haben nicht alle Pins Dioden in beide Richtungen.

2. kann auch sein, dass dadurch das Potential des Substrats gestört
wird und es ein Latchup gibt.

3. Die Dioden halten nicht sonderlich viel aus, der max.zulässige Strom
ist schnell erreicht

4. Normale Dioden sind auch relativ langsam, d.h. brauchen auch eine
gewisse Zeit, bis sie leitend / sperrend werden.

5. schaut Euch mal die Kennlinie dieser Bauteile an, wenn z.B. eine ZD
5,1V hat, heisst das noch lange nicht, dass sie bei 5,09V noch nicht
leitet und bei 5,11V voll durchschaltet.
Ganz abgesehen von Temp-Drift und Toleranzen.

Dafür gibt es Absorber, Transil-Dioden, Suppressoren, VDRs, für die
schwereren Fälle Gasableiter, Metalloxid-Ableiter ;-) ...

Oder Doppel-Schottkys z.B. aus der BAT54-Reihe (die, bei der die 2
Dioden in Reihe sind, wenn Du mehrere Pin schützen willst, gehen auch
die anderen):
ein Pin an Gnd, eins an Vcc, das mittlere an das IC und vorher einen
kleinen SchutzWiderstand im Bereich 10-100 Ohm zur Strombegrenzung.
Vcc bekommt viele hochwertige low-ESR-Cs und ZDs o.ä.

Dann kann nichts mehr passieren.

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

habe jetzt gerade mit der 5,6er Diode etwas probiert da ich nicht so
lange auf die neuen Teile warten will. Diese über einen 4,7kOhm
Wiederstand ans 13,8V Netzteil gehängt ich bekomme dann 5,8Volt raus
wenn ich jetzt wüßte wieviel Strom der µC Pin zieht könnte ich den
Wiederstand errechnen damit nicht mehr wie 5 Volt ankommen.

Kann mir das jemand sagen? Ich finde im Datenblatt nur dieses Leakage
Current Wert von 1µA aber das ist doch nicht der Eingangsstrom sondern
der Leckstrom der einfach so verloren geht oder?

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

noch mal kurz zum Miso µC-Ausgang. Wenn ich das Datenblatt des Tiny26
richtig verstehe kein ein Pin 20 mA sourcen sowohl auch sinken und
RS-232 belastet nur mit 10mA deshalb ist da auch kein Wiederstand gegen
Überlast drin. Sehe ich das richtig?

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