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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Störungen an µC durch Piezo-Summer ?


Autor: Lenz (Gast)
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Hallo,
ich möchte über einen Bipolaren NPN Transisistor einen Piezo Summer mit 
einen ATMega Betreiben (PWM Ausgang). Die Frage die sich mir dabei 
stellt ist, ob ich den Summer noch weiter entkoppeln muss zwecks 
Rückspeisung in den µC (Entstörkondensator, oder gar OPV als 
Spannungsfolger).
Oder ist das unbedenklich?

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Vorsicht Laienmeinung!

Ich würde keine weiteren Schutzmaßnahmen einbauen. Ich hatte bereits 
einen Piezosummer zwischen zwei µC Pins betrieben und das funktionierte 
gut.
(Anschluss ATtiny24--Piezo--GND siehe auch Figure 2-1 in AVR245 
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...)

Du hast den Piezosummer sogar noch durch einen Transistor vom µC 
getrennt, also noch weniger Chance den µC zu beeinflussen. Wenn etwas 
leidet, wäre es wohl als erstes der Transistor.

Wenn du etwas mehr forschen willst: Du könntest noch einschlägige 
Schaltbilder mit µC und Piezo suchen und darin auf Schutzmaßnahmen 
achten.
http://www.google.de/search?q=microcontroller+piez...

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Bei der Suche ist dieser Treffer: 
http://www.nabble.com/Safely-using-a-piezo-speaker...
Die Antworten von Dario und Vitaliy finde ich interessant.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ein Piezo ist hauptsächlich kapazitiv.
Er erzeugt daher keine Spannungsspitzen wie ein normaler Lautsprecher 
beim Abschalten. Daher funktioniert die reine Ansteuerung mit einem Open 
Collector auch nicht. Allerdings fließen beim Ansteuern mit einem 
Rechteck Signal hohe Stromspitzen an jeder Flanke. Daher kann ein 
Vorwiderstand sinnvoll sein.
Bezüglich der Überspannung würde ich mir keine Gedanken machen, da der 
erzeugte Strom sehr gering ist, und so problemlos von den Schutzdioden 
abgeführt werden kann.

Autor: Winfried (Gast)
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Wenn einem ein Gerät mit Piezo mal runterfällt oder sonstige 
Erschütterungen/Vibrationen da sind, können Spannungsspitzen von 50 Volt 
und höher erzeugt werden. Die sind nicht sehr energiereich, können aber 
unter Umständen doch mal zu Problemen führen.

Autor: Peter F. (piet)
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Winfried wrote:
> Wenn einem ein Gerät mit Piezo mal runterfällt oder sonstige
> Erschütterungen/Vibrationen da sind, können Spannungsspitzen von 50 Volt
> und höher erzeugt werden. Die sind nicht sehr energiereich, können aber
> unter Umständen doch mal zu Problemen führen.

Aus Erfahrung kann ich sagen das FETs dies sehr übel nehmen, die 
verweigern nämlich die Arbeit wenn sie einmal die Spannung eines Piezos 
wegstecken musten der einen zu großen Stoß abbekommen hat.

Ich benutzt Piezo-Summer als Körperschall-Sensor, wenn man zu stark auf 
das Blech klopft...

Mfg,
Peter

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> ich möchte über einen Bipolaren NPN Transisistor einen Piezo Summer mit
> einen ATMega Betreiben (PWM Ausgang).
Ich vermute mal, sowas:
http://www.conrad.de/Bauelemente-Bausatze/piezo_su...

> Die Frage die sich mir dabei
> stellt ist, ob ich den Summer noch weiter entkoppeln muss zwecks
> Rückspeisung in den µC (Entstörkondensator, oder gar OPV als
> Spannungsfolger).
OPV als Spannungsfolger ist kein Überspannungsschutz. Dann mußt Du doch 
den OPV schützen.

Daß eine Spannungsspitze bei Piezo über den Transistor auf den ATMEGA 
rückkoppelt, ist eher unwahrscheinlich, vor allem wenn die BE-Diode 
gegen Masse geht.

               |VCC
               |
               o

               Piezo

               o
               |
               |
               |
     R       | /
µC -###------|/
           B | \
                v
                 |
                 |GND

Die BE-Diode bietet alleine ja auch schon einen Schutz. Der 
Vorwiderstand zusammen mit der Überspannungsschutz am µC erledigt den 
Rest.
Im schlimmsten Fall geht bei einem Spannungspuls der Transistor kaputt 
(U_CE zu groß).

Wenn Du eine andere Schaltung hast oder einfach nur sichergehen willst, 
daß wirklich keine Spannungsspitzen auftreten, kannst Du eine eine 
geeignete Überspannungsschutzdiode verwenden.

Beachte, daß es die Dioden uni- und bidirektional gibt:

unidirektional:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A46;G...

bidirektional:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A46;G...

Eine unidirektionale Überspannungsschutzdiode kommt an VCC (in 
Sperrichtung gegen Masse), die andere in Sperrichtung vom Kollektor 
gegen Masse, dann kann nichts mehr passieren.

> Oder ist das unbedenklich?
Ich verwende zwar Piezo-Ultraschallwandler, betreibe sie aber ganz 
anders. Daher kann ich da nicht aus Erfahrung sprechen. An den Eingängen 
verwende ich aber immer eine BAV99 bidirektional gegen Masse (die 
Ultraschallechosignale sind normalerweise im µV und unteren mV Bereich, 
daher brauche ich keine Zener- oder zenerähnlichen Dioden).


Gruß,
  Michael

Autor: Lenz (Gast)
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ah gut, danke.
das mit den bis zu 50V Spannungsspitzen bei Schlägen/Vibrationen war mir 
neu. Von daher werd ich wohl so oder so eine Schutzdiode einbauen 
müssen, egal ob mit Transistor oder OPV betrieben, allein um Vcc zu 
schützen.

Ursprünglich gings mir ja gar nicht um Sicherheitsmaßnahmen wegen 
Zerstörung (da ich da gar nicht dran gedacht habe), sondern dass ein 
Störsignal (Ripple) auf den IO des Atmegas zurück führen könnte der die 
Funktionalität des AVR beeinträchtigen könnte (ADC benutze ich auch). 
Daher dachte ich an den OPV. Entstörkondensator hat den Nachteil dass er 
so groß sein müsste dass er dann das PWM Signal selbst glättet. Da ein 
möglicher Ripple vermutlich die gleiche Frequenz hätte wie das 
Erzeugersignal.

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