RS-Pegel +15/-15V auf Mikrocontroller Pin führen?

10 MOhm sind viel zu viel. Du wirst vermutlich mit 5,6k-15k deutlich 
bessere Ergebnisse haben. Im Prinzip ist die Schaltung ansonsten 
geeignet - behalte aber im Hinterkopf, das 3,3V Zenerdioden nicht 
besonders 'scharf' kappen. Es kann also sein, das du besser noch einen 
kleinen Widerstand von den Dioden zum MC einfügst, z.B. so 220-470 Ohm.

Jörg L. schrieb:
> Ist es der 10MOhm Widerstand vielleicht?
Der ist um einige Zehnerpotenzen zu hochohmig. Lass die D1 raus und mach 
für den Widerstand einen 4k7 rein.

Oder besser: mach eine Klemmschaltung mit 2 Schottky-Dioden nach Vcc und 
GND und nimm einen 4k7 Widerstand.

Wolfgang schrieb:
> Eventuell hat der µC auch schon eine ähnliche Schutzbeschaltung mit zwei
> Dioden am Eingangspin integriert.
Ich würde trotzdem nich die parasitären und nich genau spezifizierten 
"Schutzdioden", sondern eben ein externes Diodenarray (z.B. BAV99S) 
nehmen.

BTW: der LM4040 ist keine Z-Diode sondern ein Shunt-Regler. Der 
braucht zum funktionieren für sich selber schon minimal 45µA. Über den 
10M Widerstand fließen bei 15V gerade mal 1,5µA...

Harald schrieb:
> In einer AN von Atmel z. B. werden direkt 230 V - über einen
> entsprechenden Widerstand - zum Pin geführt.
Die legendäre AVR182-Appnote. Dort sind es amerikanische 120Vac und die 
Lösung ist, naja, sagen wir mal "diskutabel".
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf

karadur schrieb:
> Wenn es um RS232 geht brauchst du noch einen Inverter.
Kommt drauf an, welches Signal da eingelesen werden soll. Wenn das 
RS-Signal eigentlich das RTS-Signal ist, dann kann man im Sourcecode 
invertieren. Wenn es um das RXD-Signal geht, dann ist eine Invertierung 
aber durchaus sinnvoll. Es sei denn, man macht die serielle Schnitte per 
Software. Dann kann man wieder selber invertieren.

Jörg L. schrieb:
> Ist das generell eine geeignete Schaltung für diesen Zweck?

Hallo,
ich würde eher etwa so machen.
Gleichzeitig wird Eingangssignal auch invertiert (das ist für RS232 
notwendig). Man kann mit R1 und R2 ein bißchen spielen, um optimale 
Schwelle zu erreichen (zwischen ca. 1 V und ~10 V problemlos 
einstellbar).

Wenn aber wichtig ist, daß die Schaltung genau um Null schaltet, dann 
könnte man am einfachsten LM311 nehmen. Dann aber braucht man auch +15V 
und -15V für Eingangsstufe.

Jörg L. schrieb:
> Wie komme ich da denn auf die 3,3V?
Die hast du sicher in deiner Schaltung als Versorgung deines uC.

> Ich will ja den negativen Kram -15V abschneiden und +15V auf 3,3V
> begrenzen.
So:

1

         +3V3

2

           o

3

           |

4

           -

5

           ^

6

           |

7

In --4k7---o----> uC

8

           |

9

           -

10

           ^

11

           |

12

          --- GND

Maxim B. schrieb:
> Hallo, ich würde eher etwa so machen.
Bei dieser Schaltung ist die Diode unnötig...

Manfred schrieb:
> Das gehört zu den Schaltungen, die ich nicht mag. Da muß in allen
> Betriebszuständen sichergestellt sein, dass die Stromaufnahme groß genug
> ist.
Ja, das sollte der Fall sein. Aber auch bei der Schaltung mit den 
internen Schutzdioden sollte das der Fall sein.

Und lustigerweise wird es auch bei der Schaltung mit dem Widerstand und 
der Z-Diode so sein, dass ein eigentlich unversorgter uC anlaufen 
könnte, wenn ein +15V-Signal am Eingang anliegt. Nur eben mit ein wenig 
geringerer Versorgungsspannung...

m.n. schrieb:
> Ein einfacher Optokoppler (PC817) ggf. mit Vorwiderstand reicht völlig
> aus, um das Signal aufzubereiten, ob invertierend oder auch nicht.
Um den Pegel zu erreichen.
Aber ich warte jetzt auf die Stunde, wo einer versucht, 115kBd (oder 
eher gleich so eine neumodische Baudrate wie 1MBd) da drüber zu 
fahren...

Wie es MAX232 noch nicht gab, machte man RS232 so:

Maxim B. schrieb:
> machte man RS232 so
Und wo ich den LM324 so herauslachen sehe: welche Baudrate kann denn die 
Schaltung maximal?

Lothar M. schrieb:
> Bei dieser Schaltung ist die Diode unnötig...

Ohne Diode wird Transistor bei Minus volle Spannung auf der Basis haben. 
Die meisten Transistoren halten bis 5 Volt, einigen sogar bis 7 Volt, 
aber 12-15 Volt hält keiner. D.h. wenn Eingangspegel wirklich +-15 Volt 
ist, wird Transistor ohne Diode garantiert sofort beschädigt.

Mit R2 kann man natürlich diese Spannung reduzieren. Besser aber mit 
Diode nicht sparen. Auch wenn nur -5-7 Volt auf die Basis kommen, ist 
das nicht gut für Normalbetrieb.

Lothar M. schrieb:
> Und wo ich den LM324 so herauslachen sehe: welche Baudrate kann denn die
> Schaltung maximal?

Mit damals typischen 1200 oder 2400 Baud garantiert kein Problem.
Man hat zwar damals eher 741 verwendet. Ich habe den in meiner 
Bibliothek einfach nicht gefunden und zu faul, neu zu machen :)

Maxim B. schrieb:
> Ohne Diode wird Transistor bei Minus volle Spannung auf der Basis haben.
Du hast da einen Spannungsteiler in der Schaltung...

> Die meisten Transistoren halten bis 5 Volt, einigen sogar bis 7 Volt,
> aber 12-15 Volt hält keiner.
Weiß ich.

> D.h. wenn Eingangspegel wirklich +-15 Volt
> ist, wird Transistor ohne Diode garantiert sofort beschädigt.
Garantiert nicht, denn der Strom durch die inverse BE-Diode und damit 
die dort eingebrachte Leistung ist viel zu gering. Probiers aus.

> Auch wenn nur -5-7 Volt auf die Basis kommen, ist das nicht gut für
> Normalbetrieb.
Warum?
Es gibt sogar Schaltungen, da wird ein Transistor dauerhaft an dieser 
"Durchbruchkante" als Z-Diode betrieben. Stichwort "Rauschgenerator"...

Lothar M. schrieb:
> Es gibt sogar Schaltungen, da wird ein Transistor dauerhaft an dieser
> "Durchbruchkante" als Z-Diode betrieben. Stichwort "Rauschgenerator"...

Aber als "Normalbetrieb" kann das sicherlich nicht gelten. D.h. 
Sicherheit und Zuverlässigkeit der Schaltung - dafür keine Garantie. 
Wenn man so eine Schaltung für eine Verbindung mit einem Computer 
verwenden will, sollte man im Klaren bleiben, daß man auch mit 
Mutterplatte riskiert.

Na gut: wenn diese Diode wirklich wie Dorn in Auge, dann könnte man 
statt npn MOSFET nehmen, die halten wie Regel +-20 Volt und sogar mehr 
an Gate.
Vor 20 Jahren gab es keine billigen kleinen MOSFET wie heute. Eine 
Lösung mit npn war aber billig.

Obwohl ich wirklich nicht kapiere... 1-Cent-Diode kann die Schaltung 
sicherer machen. Muß man hier wirklich sparen?

Maxim B. schrieb:
> Aber als "Normalbetrieb" kann das sicherlich nicht gelten.
Das ist doch vollkommen egal. Haupt- und Tatsache ist, dass er nicht 
kaputtgeht. Und wem das Weglassen der diode den Angstschweiß auf dei 
Stirn treibt, der darf sie natürlich reinmachen. Genauso wie die 
Rückstromdiode über dem 7805...

> Wenn man so eine Schaltung für eine Verbindung mit einem Computer
> verwenden will, sollte man im Klaren bleiben, daß man auch mit
> Mutterplatte riskiert.
Ich sehe da einen 47k Widerstand in Reihe zum Pin. Was soll denn da 
passieren? Nicht mal, wenn wegen des Wegsparens der Diode irgendein 
Potential aus der µC-Schaltung auf den "anderen" Pin des Widerstands 
kommt, kann der Strom so weit ansteigen, dass die serielle Schnitte 
zerstört wird. Erst bei rechnerischen 940V an den 47k würde der Strom 
über die 20mA ansteigen, die eine RS232 Schnitte rechnerseits laut Spec 
aushalten muss.

Aber das ist mir persönlich eh' egal, weil ich den MAX232 oder eines 
seiner Derivate nehme. Ich fahre ja auch nicht mit dem Landauer zur 
Arbeit...

m.n. schrieb:
> daß +/-15 V Pegel völliger Schwachsinn sind :-(

Trotzdem hat TO geschrieben, was er genau will:
"ich wollte eigentlich das Signal, dass auf der RS-Pegel-Seite ist also
+/-15V auf einen Controller-Pin führen"
Er hat weder 5 noch 7 noch 9, sondern genau 15 Volt geschrieben.

Ich lese gerade Datenblatt für BC546, die ich oft als "einfach 
Transistor" nehme:
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Ta=25ºC)
Emitter Base Voltage BC546: 6V, BC547: 6V, BC548: 5V

In alten guten Zeiten galt übrigens:
Transistor darf mit max. Raten nie benutzt werden. In Ausnahmefall nur 
ein Parameter gleichzeitig darf bis Maximum kommen, aber auch das galt 
als schlecht und nicht professionell. D.h. für Amateure ohne jeglicher 
Garantie, daß die Schaltung vernünftige Zeit lang fehlerfrei arbeitet.

Maxim B. schrieb:
> Ich lese gerade Datenblatt für BC546, die ich oft als "einfach
> Transistor" nehme:
> ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Ta=25ºC)
> Emitter Base Voltage BC546: 6V, BC547: 6V, BC548: 5V
Da versucht ja keiner mehr als 6V aus einer Spannungsquelle anzulegen. 
Aber jezt machen wir es doch einfach mal so: du nimmst einen 47k 
Widerstand (oder von mir aus auch 2) und eine 15V Spannungsquelle und 
legst die Reihenschaltung dieser beiden an die BE-Strecke der 
aufgeführten Transistoren. Dann erhöhst du die Spannung soweit, wie dein 
Netzgerät es zulässt. Wenn unter 100V (ohne Schaltungsfehler und 
reproduzierbar) welche kaputtgehen, dann bekommst du 100€ von mir.

Ich habe da aber keine Sorge, denn bei 100V fließen dann gerade mal 2mA. 
Zusammen mit den 7V gibt das eine Verlustleistung von 14mW. Der wird 
nicht mal warm dabei...

> In alten guten Zeiten galt übrigens:
> Transistor darf mit max. Raten nie benutzt werden.
Wenn man die Hintergründe dieser Spec kennt, dann darf man das. Sogar 
Atmel verletzt mit der obigen Appnote 182 seine eigenen Specs...

Na, er schrieb:
"ich wollte eigentlich das Signal, dass auf der RS-Pegel-Seite ist also
+/-15V".
Er schrieb nicht, ob es hier wirklich um RS232 geht.

Ich bin so gewöhnt, immer zu versuchen, an die Wünsche von Menschen zu 
kommen. Deshalb steht für mich hier 15 Volt und das bedeutet weder 5 
Volt noch was anderes.

Aber bzg. RS232 stimmt: Ein Treiber darf evtl. sogar von +-5 Volt 
gespeist werden, da die Pegel +-3,5 Volt für Empfänger noch ausreichen. 
Das bedeutet zwar nicht automatisch, daß Empfänger nie im Leben volle 
Spannung bekommt. Gerade mit Interface sollte man konservativ bleiben. 
Aber für kurze Leitungen reicht +-5 Volt völlig aus.

m.n. schrieb:
> Da fallen mir spontan PC900 und 6N137 ein.

PC900 kenne ich, eigentlich für MIDI gedacht. Eingangsstrom bei RS232 
könnte für den zu klein sein. D.h. es wird eher arbeiten, als nicht 
arbeiten, aber... Und auch hier: unbedingt Eingang mit einer Diode 
schützen. Infrarot-LED kann volle Eingangsspannung kaum ertragen.

m.n. schrieb:
> Es gibt keine +/-15 V Pegel auf RS232 Leitungen!

Ach, Du kennst die RS232-Quelle von Jörg L.?
Jedenfalls sind +/-15V laut Standard erlaubt.

1N4148 kostet bei Reichelt genau 1 Cent. :)

Jörg L. schrieb:
> Es geht um RS485...
Hurra, es gibt Salami.
RS485 ist ein differentieller Bus mit LVDS-Pegeln. Also weit, weit 
kleiner als +-15V

Und jetzt sag doch einfach, WAS du da machen willst. Wie willst du 
deinen uC aufwecken? Warum lässt du die serielle Schnitte nicht einfach 
laufen und reagierst auf deren Interrupt? Und wie kommt die RS232 
Schnittstelle da ins Spiel?

m.n. schrieb:
>> Jedenfalls sind +/-15V laut Standard erlaubt.
>
> Du wirst mir kein einziges Gerät zeigen können, bei dem dieser Pegel
> jemals anzutreffen war.

Du bist also dafür, Standards nicht zu halten?
Wenn es in Standard steht, 15 Volt zulässig, so sollte die Schaltung 15 
Volt auch in jedem Fall ohne Schaden halten können.

Maxim B. schrieb:
> Du bist also dafür, Standards nicht zu halten?
Hat ja niemand irgendwann behauptet. Allerdings ist es auch schnurzegal, 
denn darum es geht hier im Thread nicht im Mindesten.
Auch nicht darum, dass es bei Reichelt billige Dioden gibt...

Und inzwischen sind wir schon beim RS485 angekommen. Und da gibt es 
solch hohe Spannungen bestenfalls, wenn ein Treiber defekt ist.

Meine Empfehlung an TO bleibt. 232 oder auch 485, egal. Schaltung ist 
zuverlässig und einfach. So würde ich selber machen. Mit Diode und 
Transistor. Über Widerstände könnte ich diskutieren, wie groß.

Übrigens, Schaltung von TO, ganz am Anfang: jetzt fiel mir auf: es gibt 
keine saubere "0". Wird Eingangsspannung runter, dann sind Dioden 
geschlossen (oder auch IC). Dann bleibt Eingang quasi in der Luft und 
wirkt wie eine Antenne für alle Störungen herum, oder?

Die Schaltung könnte arbeiten, wenn:
1. zwischen dem Eingang und GND ein Widerstand kommt.
2. R1 viel kleiner wird.

m.n. schrieb:
> Meine Empfehlung ist ein fertiger RS485 Empfänger.

Man kann auch so machen. Hier ist wie Schachspiel: unzählige Varianten. 
Hauptsache, die Teile werden nicht über ihre Grenzen strapaziert.

Jörg L. schrieb:
> Was ist mit dem Strom, der zurück zur Quelle (3V3) fließt,
> wenn U_in größer als 4V ist?

Der muss von der Restschalrung, bei 3.3V wohl ein rPi, verbraten werden, 
sonst steigen die 3.3V an. Dagegen würde dann nur eine TL431 o.ä. als 
shunt-Regler an den 3.3V helfen, damit die nie über 3.6V steigen.

Bei 15V und 4k7 sind es aber gerade 2.5mA.

Oder man nimmt sowas hier:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpd2e001.pdf

Da sind beide Dioden und eine Z-Diode direkt richtig verdrahtet drin.

Jörg L. schrieb:
> V_bus wären bei mir 3V3 ?
> D+ (dort für USB) wäre das Signal, das auf 3V3 und 0V begrenzt wird?

V_Bus must du nicht unbedingt anschliessen. Die Dioden kappen gegen die 
eingebaute Z-Diode.

Jörg L. schrieb:
> Da ich aber das Eingangssignal (also D+ von RS485) auf z.B. +-/15V

RS485 mit +-15V? Du verwechselst da etwas.

Jörg L. schrieb:
> Ich möchte ja mit dieser TVS-Diode nicht nur "peaks" von meiner
> empfindlichen Beschaltungsschaft fernhalten.

Schalte davor einen Widerstand zur Begrenzung und hinten kommt dein 
0..3V Pegel raus.

Das ganze sind nur 2 (4) Kappdioden + eine Z-Diode zur Begrenzung gegen 
die die Kappdioden arbeiten koennen.

Jörg L. schrieb:
> Helmut L. schrieb:
>> Oder man nimmt sowas hier:
>> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpd2e001.pdf
>> Da sind beide Dioden und eine Z-Diode direkt richtig verdrahtet drin.
> Sieht gut aus.
Wie ich schon sagte: auch so ein Bauteil hilft nichts, wenn 15V an der 
"RS-Leitung" anliegen und die Versorgung des µC ausgeschaltet ist. Denn 
dann wird über die "obere" Diode Strom nach Vcc fließen und dort den 
Pegel evtl. soweit anheben, bis der µC anläuft...

Helmut L. schrieb:
> Die Dioden kappen gegen die eingebaute Z-Diode.
Allerdings empfiehlt es sich, nochmal ein Auge auf diesen "Kapp-Pegel" 
mit Vbr=11V zu werfen. Weit vor diese TVS-Diode leitet, wird die 
Schutzdiode im µC-Pin leiten und den Strom ebenfalls auf Vcc 
durchlassen.

Jörg L. schrieb:
> will den Bus unbeeinflusst lassen und TTL Pegel am Controller haben....
TTL-Pegel hast du doch. Zwischen Transceiver und µC...

> die Klemmschaltung würde doch den ganzen Bus (data+) auf TTL-Pegel
> ziehen.
Nur wenn du den Widerstand zwischen den Dioden und dem Bus weglässt.

Jörg L. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Jörg L. schrieb:
>>> will den Bus unbeeinflusst lassen und TTL Pegel am Controller haben....
>> TTL-Pegel hast du doch. Zwischen Transceiver und µC...
> der ist aber im "sleep mode" aus
Wer? Der Transceiver oder der µC?
Wenn nur der µC im Sleepmode ist, dann lege doch einfach die RX-Leitung 
an den Interrupt-Eingang. Bei einem Pegelwechsel auf dem Bus wachst du 
dann auf.

Jörg L. schrieb:
> bzw. den
Den könntest du in den Shutdown Mode mit 5µA versetzen, aber es dürfte 
evtl. sinnvoller sein, die 370µA zu spendieren und den Aufweckinterrupt 
auf dessen RX-Leitung zu hängen. Aber das mit der Stromsparerei kannst 
nur du wissen...

Auf jeden Fall hast du auf diesen RS485-Busleitungen in aller Welt keine 
15V nicht. Das Datenblatt des LTC2854 sagt dir das schon auf den ersten 
paar Zeilen.

Jörg L. schrieb:
> Was ist mit dem Strom, der zurück zur Quelle (3V3) fließt, wenn U_in
> größer als
> 4V ist?

Die restliche Schaltung sollte mit Garantie mehr verbrauchen, als 
Mindeststrom von 3,3-Regler plus höchste Eingangsstrom.
Ist das so, dann keine Sorge, alles OK. Ist das nicht so, dann wird VCC 
höher als darf.