Hallo zusammen,
ich habe eine 12V Spannung die ich an einem uC mit dem Portpin auswerten
möchte.
Wie im Anhang zu sehen könnte man das ganz einfach mit einem
Spannungsteiler realisieren.
Die ZDiode ist zum Schutz des Portpins gedacht.
Der Stromverbrauch sollte möglichst gering sein. Die 12V Zuleitung ist
ein Adernpaar einer 0815 Klingelleitung. Die Länge dieser Leitung
variiert zwischen 10-30 Meter.
Damit das ganze störfest wird, sollte man etwas Strom fließen lassen.
Den Spannungsteiler also so niederohmig machen wie möglich.
- Aber wieviel?
- Woher weiß ich was im "Feld" auf die Leitung eingeprägt werden kann.
- Wie kann ich eine solche Leitung im Spice simulieren?
VG
Aaron
Aaron schrieb:> Der Stromverbrauch sollte möglichst gering sein.Aaron schrieb:> sollte man etwas Strom fließen lassen
Das widerspricht sich. Wieviel Strom ist denn akzeptabel? Wenn du das
weisst, kannst du entweder mit Vorwiderstand und Z-Diode oder per
Spannungsteiler weitermachen. Bei genügend Strom ist der Optokoppler
sicher eine gute Idee.
Allerdings empfehle ich, bei störungsträchtigen Leitungen noch einen C
gegen Masse zu legen, um einen RC Tiefpass zu bilden. Wie gross C ist,
hängt davon ab, wie hoch die Abtastgeschwindigkeit ist, bzw. wie schnell
die Reaktionszeit sein muss.
Matthias S. schrieb:> Das widerspricht sich. Wieviel Strom ist denn akzeptabel?
Genau das ist meine Frage. Man muss wohl einen guten Mittelweg finden.
Mir fehlt leider die praktische Erfahrung um zu wissen was das
angemessen ist.
m.n. schrieb:> R1 = 100 kOhm> R2 = 47 kOhm> D1 wird zu C1 mit 100 nF
Das erscheint mir sehr hochohmig. Ich hätte jetzt einen Strom von 2-5mA
angepeilt. Aber wie gesagt. Es fehlt an praktischer Erfahrung.
Oli schrieb:> Ich würde da eher einen Optokoppler einsetzen.
Eine galvanische Trennung ist nicht nötig. Oder bringt der Optokoppler
noch einen weiteren Vorteil?
m.n. schrieb:> Aaron schrieb:>> Es fehlt an praktischer Erfahrung.>> mir nicht ;-)
Die Klingelleitung ist quer durch das Haus verlegt. Wohl auch neben der
ein oder anderen NYM Leitung.
Gehe ich richtig davon aus dass der Portpin aufgrund der hohen Impedanz
am Eingang von 100kOhm ausreichend geschützt ist?
> Man muss wohl einen guten Mittelweg finden.
Ja, aber um den zu ermitteln müssen wir die Anforderungen kennen.
Zum Beispiel: Welche Spannung soll als High und welche als Low erkannt
werden? Wie viel Strom darf fließen? Darf oder muss es potentialfrei
sein? Ist eine Verschiebung des GND Potentials vorhanden? Welche
Signalfrequenz wird übermittelt, wie viel Verzögerung ist OK? Sind
gelegentlich falsche Signale tolerierbar? Wie stark sind die
Störeinflüsse, wo verläuft die Leitung? WAS wird da eigentlich
übertragen?
Aaron schrieb:> Oder bringt der Optokoppler> noch einen weiteren Vorteil?
Ja. Jegliche Einstreuuung in den MC wird so vermieden und du hast
zusätzlich keine Masseprobleme oder -schleifen.
2-5mA sind gut ausreichend für einen nicht ganz unempfindlichen
Optokoppler. Ein PC817 z.B. hat bei 2mA ein typisches CTR von 100%, die
du ja nicht mal ausnutzt.
Aaron schrieb:> Gehe ich richtig davon aus dass der Portpin aufgrund der hohen Impedanz> am Eingang von 100kOhm ausreichend geschützt ist?
Eher das Gegenteil ist der Fall. Niederohmige Eingänge sind gegen
Störungen und statische Entladungen besser gefeit, weil sie eben
niederohmig sind und erst bei hohem Strom aktiv werden.
Sorry, jetzt richtig
Stefanus F. schrieb:> Welche Spannung soll als High und welche als Low erkannt> werden?
≤ 0,8V ≥ 2,0V
Stefanus F. schrieb:> Wie viel Strom darf fließen?
Wie gesagt, soviel dass es zu keinen großen (dauerhaften) Störeinflüssen
kommt.
Stefanus F. schrieb:> Darf oder muss es potentialfrei> sein?
Muss es nicht, um den Aufwand klein zu halten hatte ich das bisher außer
Acht gelassen
Stefanus F. schrieb:> Ist eine Verschiebung des GND Potentials vorhanden?
Nein
Stefanus F. schrieb:> Welche> Signalfrequenz wird übermittelt
Signal wird per Taster vom Mensch gedrückt, also sehr klein, ca 1Hz
Stefanus F. schrieb:> wie viel Verzögerung ist OK?
max 100ms
Stefanus F. schrieb:> Sind> gelegentlich falsche Signale tolerierbar?
Wenn man sie per Software erkennen kann dann ja
Stefanus F. schrieb:> Wie stark sind die> Störeinflüsse, wo verläuft die Leitung?Aaron schrieb:> Die Klingelleitung ist quer durch das Haus verlegt. Wohl auch neben der> ein oder anderen NYM Leitung.Stefanus F. schrieb:> WAS wird da eigentlich> übertragen?
Da wird ein 12V Signal eines Netzteiles per Tatsendruck auf einer
Klingelleitung quer durch das Haus übertragen
Aaron schrieb:> Da wird ein 12V Signal eines Netzteiles per Tatsendruck auf einer> Klingelleitung quer durch das Haus übertragen
Das ist ja eine ganz spezielle Anwendung, die zuvor sorgfältig simuliert
werden muß!
Matthias S. schrieb:> Eher das Gegenteil ist der Fall. Niederohmige Eingänge sind gegen> Störungen und statische Entladungen besser gefeit, weil sie eben> niederohmig sind und erst bei hohem Strom aktiv werden.
Also doch eher 1 A Schaltstrom?
:-(
m.n. schrieb:> Das ist ja eine ganz spezielle Anwendung, die zuvor sorgfältig simuliert> werden muß!
Das klingt sehr trivial, ich weiß, aber es sollte beim ersten Versuch
funktionieren. Ich komme später nur sehr schwer an die Controller
Einheit wieder ran
Eine galvanische Trennung durch einen Optokoppler ist bei langen
Leitungen immer eine gute Idee. Bei solchen Anordnungen muss man auch
mal mit einem Gewitter in der Nähe rechnen. Auch, wenn der Blitz nicht
direkt, sondern ein paar hundert Meter weiter einschlägt, kann es eine
ordentliche Spannungsspitze durch diese lange "Antenne" geben. Der
Optokoppler hält das vom µC fern. Hier ist es ja auch besonders einfach,
da der Geber die Energie für die LED im Optokoppler liefern kann.
> Ich komme später nur sehr schwer an die Controller> Einheit wieder ran
1:0
für den Optokoppler.
Schaltstrom: 10 mA.
Davon 9 mA ableiten und 1 mA für den Optokoppler.
Das ganze dann noch mit einem RC-Glied am Eingang mit einer
Zeitkonstanten von 100 ms abblocken.
Das hält dann auch einen Blitz in 100 m Entfernung aus.
Thomas E. schrieb:> Eine galvanische Trennung durch einen Optokoppler ist bei langen> Leitungen immer eine gute Idee. Bei solchen Anordnungen muss man auch> mal mit einem Gewitter in der Nähe rechnen. Auch, wenn der Blitz nicht> direkt, sondern ein paar hundert Meter weiter einschlägt, kann es eine> ordentliche Spannungsspitze durch diese lange "Antenne" geben. Der> Optokoppler hält das vom µC fern. Hier ist es ja auch besonders einfach,> da der Geber die Energie für die LED im Optokoppler liefern kann.
Klingt einleuchtend
Stefanus F. schrieb:> Ansonsten so:> 1kΩ 47kΩ*> In o----[===]---+---[===]-----o µC Pin> |> +----||----| 1µF> |> +---|<|----| GND Zener Diode 3,6V
Hier hätte ich das Problem dass der 1k ca. 0.4W verheizt.
Bei dem Taster kein Ding, habe noch ein paar Lichtschranken die mir
dauerhaft ein 12V Signal liefern und nur bei Unterbrechung "aufmachen".
Sorry, hatte ich in den Anforderungen nicht erwähnt.
Stefanus F. schrieb:> In + o----[===]---|>|---+> |> - o------------------+
Da würde ich noch eine Diode (z.B.1N4148) antiparallel zur LED schalten,
um negative Spannungen abzuleiten.
Aaron schrieb:> Das klingt sehr trivial
Das ist es auch. Ich frage mich auch, warum es externe 12 V sein müssen
und nicht die (vermutlich) 5 V des µCs verwendet werden können.
Viel wichtiger bei der Geschichte ist, wie der Taster ausgeführt ist.
Kann er feucht werden oder können sich Ameisen oder Ohrenkneifer
zwischen die Kontakte setzen?
Im Aussenbereich empfehle ich einen Reedkontakt, der mit einem Magneten
aktiviert wird. Das erspart zudem die noch aufkommende Diskussion über
Mindestströme von Schaltkontakten.
Die betreffenden Leute schlafen scheinbar noch ;-)
Optokoppler schrieb:> Das hält dann auch einen Blitz in 100 m Entfernung aus.
Das muß Du jetzt nur noch dem Blitz sagen!
> Hier hätte ich das Problem dass der 1k ca. 0.4W verheizt.
Einen gewissen Strom brauchst du aber, damit die Schaltkontakte des
Tasters bzw. der Relais in den Lichtschranken nicht frühzeitig ausfallen
(Stichwort: Wetting Current).
Außerdem sind hochohmig abgeschlossene Leitungen sehr empfänglich für
elektromagnetische Störungen.
> Diskussion über Mindestströme von Schaltkontakten.> Die betreffenden Leute schlafen scheinbar noch ;-)
Nein, das hatte ich bei meinem Schaltungsvorschlag schon berücksichtigt.
Aaron schrieb:> Eine galvanische Trennung ist nicht nötig. Oder bringt der Optokoppler> noch einen weiteren Vorteil?
Es fließt Strom.
Das wolltest du doch wegen dem Signal/Stör-Abstand.
Thomas E. schrieb:> Stefanus F. schrieb:>> In + o----[===]---|>|---+>> |>> - o------------------+>> Da würde ich noch eine Diode (z.B.1N4148) antiparallel zur LED schalten,> um negative Spannungen abzuleiten.
Man könnte auch einen PC814 nehmen, der wertet beide Halbwellen aus und
die externe Diode entfällt.
Matthias S. schrieb:> Man könnte auch einen PC814 nehmen, der wertet beide Halbwellen aus und> die externe Diode entfällt.
Stimmt - hätte außerdem noch den Vorteil, daß man bei der Verkabelung
nicht auf die Polarität achten muss.
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