Maximale größe eines Kondensators an ATTiny Pin

[oles (Gast)]

Hallo,

wie groß darf ein Kondensator, der direkt an einem Pin eines ATTiny2313 
hängt, maximal sein, wenn ich ihn in langen Zeitabständen (Minuten) 
abwechseln laden oder entladen möchte?

PIN---------||----|
             C



Beste Grüße
Ole

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Diese Beschaltung ist Nonsens.
Der Kanalwiderstand des uC-Pins ist um die 40 Ohm, d.h. um in den 
Minutenbereich zu kommen, brauchst du hier mit T=R*C --> C = T/R = 
60sec/40Ohm = etwa 1,5 Farad   :-o

Üblicher (und z.B. von mir verwendet) ist so eine Beschaltung:

                  ___
   uC-Ausg  -----|___|---.
                         |
   uC-Eing  -------------o
                         |
                         |
                        ===
                         |
                         |
                        ---

Wenn du hier R=47kOhm verwendest, kommst du gleich auf verträglichere 
C-Werte C = T/R = 60sec/47kOhm = 1200uF.

Du kannst das übrigens auch auf 1 Pin reduzieren:

                  ___
   uC-Pin  ------|___|---.
                         |
                         |
                         |
                        ===
                         |
                         |
                        ---

wenn du zum Umladen den Pin auf Ausgang schaltest, und zum Abfragen 
auf Eingang. Aber erwarte keine allzugroßen Genauigkeiten, das dürfen 
dann z.B. abhängig von der Temperatur o.ä. schon mal 50 oder 70 
Sekunden sein.

[Werner (Gast)]

Ich gleube er meint wie groß der Kondi sein darf ohne das der µc Schaden 
nimmt. Damit baut man ja einen Kurzschluß.

[HildeK (Gast)]

>Ich gleube er meint wie groß der Kondi sein darf ohne das der µc Schaden
>nimmt. Damit baut man ja einen Kurzschluß.
Für welche Anwendung brauche ich einen Kondensator hart an einem Ausgang 
in einer Digitalschaltung? Ich sage: falscher Ansatz!

[Winfried (Gast)]

Ich denke auch, falscher Ansatz. Es ist im Grunde die Frage, wie lange 
ich einen Ausgangspin kurzschließen darf. Und da kann man wieder sagen, 
vermeide sowas, wo es geht. Auch wenn es im Mikrosekunden-Bereich wohl 
unproblematisch ist.

[Looo (Gast)]

ich hab das mal so bei einem i2c bus so gemacht um
schöne rechtecksignale auf einer leitung zu bekommen

funktunierte auch perfekt bis nach einer stunde die ausgangsentstufe
des msp430 zerschossen war. seitdem wird er enorm heis
und es kommen an den ausgängen des i2c buses nur noch mini spannungen 
raus.

also lass es

[oles (Gast)]

Ich hätte doch vollständig erklären sollen, was ich machen will:

Der Pin soll einen Hall-Sensor ein- bzw. ausschalten können. Laut 
Datenblatt des Sensors soll ein 4,7 nF Kondesator parallel zur 
Spannungsversorgung des Sensors geschaltet werden. Ich wollte eigentlich 
nur fragen, ob es den Pin-Treiber wegen des Kondensators überfordert den 
Sensor an- und auszuschalten.
Ich fragte so allgemein weil mich nebenher interessieren würde, wie man 
die maximale Größe eines solchen Kondensators bestimmen könnte.

[Christoph B. (christophbudelmann)]

oles wrote:
> Der Pin soll einen Hall-Sensor ein- bzw. ausschalten können. Laut
> Datenblatt des Sensors soll ein 4,7 nF Kondesator parallel zur
> Spannungsversorgung des Sensors geschaltet werden. Ich wollte eigentlich
> nur fragen, ob es den Pin-Treiber wegen des Kondensators überfordert den
> Sensor an- und auszuschalten.
> Ich fragte so allgemein weil mich nebenher interessieren würde, wie man
> die maximale Größe eines solchen Kondensators bestimmen könnte.

Nimm lieber einen kleinen Widerstand zusätzlich, um einen Tiefpass zu 
bekommen. Das schont deinen Ausgangstreiber und filtert auch besser die 
Spannungsversorgung des Hall-Sensors.
            ____
AVR -------|______|------------Hallsensor
                        |
                        |
                       ---
                       ---
                        |
                        |
                       GND

[Henry (Gast)]

4,7 nF sind doch keine Belastung für den Ausgang wenn die Schaltfrequenz 
unter 10 kHz bleibt. Das geht problemlos.

[Christoph B. (christophbudelmann)]

Henry wrote:
> 4,7 nF sind doch keine Belastung für den Ausgang wenn die Schaltfrequenz
> unter 10 kHz bleibt. Das geht problemlos.

Bringt nur für den Einsatzzweck ohne Widerstand nicht so wirklich was. 
;-)

[oles (Gast)]

Ist da ein 100 Ohm Widerstand in Ordnung?
Der Sensor braucht <5 mA, also würden allerhöchstens 0,5 V über dem 
Widerstand abfallen, was den Sensor innerhalb seiner spezifizierten 
Betriebsspannung ließe.

[Christoph B. (christophbudelmann)]

oles wrote:
> Ist da ein 100 Ohm Widerstand in Ordnung?
> Der Sensor braucht <5 mA, also würden allerhöchstens 0,5 V über dem
> Widerstand abfallen, was den Sensor innerhalb seiner spezifizierten
> Betriebsspannung ließe.

Ja, du kannst den Kondensatorwert auch noch auf 100nF anheben, sollte 
alles kein Problem sein.

[Der wohl ahnungslose (Gast)]

Wie sieht es mit mehreren FET's aus?
Bis zu welcher Kapazität kann ich den Ausgangspin sicher belasten?
Eine Formel und ein Verweise zu den entsprechenden Zahlen im Datenblatt, 
damit ich das für einen PIC, Logikgatter, was weiß ich, nachvollziehen 
kann, wären ebenfalls sehr hilfreich.
Reicht mir da die Angabe des maximalen Ausgangsstrom?
Z.B. bei einem FET wird im ersten Moment wohl ein (wesendlich??) höherer 
Strom fließen, aber eben nur für sehr kurze Zeit - noch leben die 
Tausendfüßler :)

[oles (Gast)]

Alles Klar, vielen Dank für die Antworten und entschuldigt bitte meine 
etwas seltsame Fragestellung zu Anfang.

Was mich nur noch allgemein interessieren würde: Bis zu welcher 
Kapazität kann man denn so ungefähr Kondensatoren ohne Vorwiderstand an 
AVR Pins mit kleiner Frequenz (ich meine immer kleiner als 1 Hz) 
(ent-)laden?

[Falk B. (falk)]

@  oles (Gast)

>Was mich nur noch allgemein interessieren würde: Bis zu welcher
>Kapazität kann man denn so ungefähr Kondensatoren ohne Vorwiderstand an
>AVR Pins mit kleiner Frequenz (ich meine immer kleiner als 1 Hz)
>(ent-)laden?

Schwer zu sagen. Versuchen wir mal eine Abschätzung.

Statisch vertragen die IOs laut Datenblatt 20mA, dann fallen ca. 0,5V 
über dem Treiber ab, macht 10mW.

Bei einer RC Ladung eines Kondensators wird die gleiche Energie im 
Widerstand verbraten wie im aufgeladenen Kondensator gespeichert ist.

$$E=\frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2$$

Wenn man diese Entladung mit der Frequenz f durchführt, wird die 
doppelte Energie im Widerstand verbraten (Ladung und Entladung).

$$P=C \cdot U^2 \cdot f$$

Umgestellt nach C ergibt das

$$C=\frac{P}{U^2 \cdot f}=\frac{10mW}{5^2 \cdot 1}=400uF$$

Ziemlich viel. Allerdings würde ich nicht soviel dranhängen. Den der 
Knackpunkt ist der Strom am Anfang der Ladung, dort ist das IO Pin 
praktisch kurzgeschlossen. In wie weit die Transistoren das aushalten 
kann man kaum abschätzen.

Ich würde nicht mehr als 1uF dranhängen, eher weniger und mit 
Vorwiderstand von 30..50 Ohm.

MFG
Falk