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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Weitbereich Digitaleingang


Autor: Guizmo (Gast)
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Hallo!
Gerade habe ich einen weitbereichs Digitaleingang für eine AVR-Schaltung 
im Adler gezeichnet.
Ich bin mir zwar sicher daß das funktioniert, jedoch überlege ich mir ob 
es nicht eine einfachere Lösung für die Aufgabe gibt.

Der Eingang soll von 5-35V reagieren.

Bei der ersten Lösung habe ich eine recht hohe Verlustleistung bei 35V 
Eingangsspannung. Im Gegenzug klappt es bei 5V gerade noch so.

Vorteil: Galvanische Trennung, Am Optokoppler kann am Ausgang eine LED 
mit R zur Signalisierung angeschlossen werden die auch gleich als 
Pull-Up dient.

Nachteil: Hoher Stromverbrauch und Bauteilaufwand

Alternativ habe ich mir Variante B überlegt die zwar nicht galvanisch 
getrennt ist, aber einen sehr hohen Eingangswiderstand hat.
Für die Signalisierung brauche ich einen extra I/O. Schutzdioden sind im 
AVR bereits drin, daher nicht extra

Vorteil: Schnell, weiter Eingangsbereich (bis über 200V)

Nachteil: Polarität am Eingang muss bei DC beachtet werden

Ich tendiere zu Variante B da diese einfacher und billiger ist.
Wie seht Ihr das? Galvanische Trennung ist nicht unbedingt notwendig.
Vielleicht gibt es noch eine andere Variante welche ich bisher nicht 
gesehen habe.

Beste Grüße,

Guizmo

Autor: MaWin (Gast)
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Es sind 2 verschiedene Schaltungen.

Variante B ist nur unter bestimmten Bedingungen tauglich, Variante A 
unter anderen Bedingungen. Von 5-35V Gleichsapnnung funktionieren beide, 
200V halten beide nur kurz aus.

Im Prinzip reicht bis 200V EIN Vorwiderstand, ausreichend hochohmig daß 
selbst bei Überspannung (Surge, Peaks), nicht der maximale 
Eingangsdiodenstrom überschritten wird.

Wenn allerdings die Untergrenze recht genau bei 5V liegen soll, braucht 
es einen Spannungsteiler, um diese 5V auf die Schwellspannung des 
Eingangs-Schmitt-Triggers des AVR runterzuteilen. Der pF-Kondensator 
kann HF-Störungen (Antennenwirkung) filtern, aber in der Gegend des 
Umschaltpunktes muss er sie unter die Schmitt-Trigger Schwelle dämpfen.

Autor: Guizmo (Gast)
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Das mit einem Widerstand würde zwar klappen, nur habe ich bei hohen 
Spannungen eine große Verlustleistung. Bei 200V Eingang müsste der 
Widerstand knapp 12W aushalten... und das auf SMD...

In Variante 2 habe ich bei 5V Eingang immerhin noch 2.16V am I/O, das 
reicht noch als HIGH erkannt zu werden.

Trotzdem würden mich Alternativen interessieren.
Am liebsten natürlich galvanisch getrennt und 5-300V AC/DC

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Autor: Guizmo (Gast)
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@Christian: Danke, das habe ich schon gesehen. Leider gibt es nur wenige 
SMD JFET's und den Platz für einen LM317 möchte ich gerne sparen. v.a. 
weil ich u.Ust. auch pulsierende Gleichspannung am Eingang habe weiss 
ich nicht ob der LM317 das ordentlich ausregeln kann oder gar ins 
Schwingen gerät

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

>@Christian: Danke, das habe ich schon gesehen. Leider gibt es nur wenige
>SMD JFET's

Ja und? Reichen die nicht? Siehe MOSFET-Übersicht.

MFG
Falk

Autor: Default User (shyguy)
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Nimm einen LM393, der hat ein kleines Gehäuse, kostet fast nichts, ist 
überall erhältlich und ist recht gemäßigt im Stromverbrauch. Auf den 
negativen Eingang legst Du 5V, und schon schaltet alles zwischen 5 und 
35 VDC den Ausgang durch (Pull-Up nicht vergessen).
Evtl. geht der Ausgang auf einen PIC oder AVR, dann kannst Du dort den 
Pull-Up aktivieren.

Stefan

Autor: Sven (Gast)
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Man kann eine KSQ auch mit bipolaren Transistoren aufbauen. 
Verlustleistung beachten.

Autor: Guizmo (Gast)
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@Falk: Asche auf mein Haupt, die Seite hatte ich übersehen. Danke!

Im Anhang habe ich ein anderes Design auf Basis eines LM234 Angehängt.
Diese KSQ-Variante habe ich bisher in der Wiki nicht gefunden.
Diese Schaltung sollte recht gut ausregeln und schnell reagieren.

Was meint Ihr?

Autor: Default User (shyguy)
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Sieht auch nicht schlecht aus - wo durch wird denn bei dieser Variante 
sicher gestellt, dass der Eingang erst ab 5V kommt (?) ist die 
Schaltschwelle des Optokopplers so präzise definiert ?

Autor: Guizmo (Gast)
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Der untere Bereich 5V ist technischer Natur wg. Spannungsabfall am 
Regler und LED. Im Grunde soll nur festgestellt werden Strom AN/AUS

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