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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schutzwiderstände für RX/TX beim Atmega88?


Autor: Peter Irmer (Gast)
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Hallo,

ich habe hier eine kleine "Bastel-Schaltung" mit einem Atmega88P und 
einem FTDI FT232R. Der FT232R läuft im Bus-Powered Modus, der Atmega ist 
an ein Labornetzteil angeschlossen. Verbunden sind jeweils nur die 
RX->TX und TX->RX Anschlüsse. Senden und Empfangen funktioniert soweit 
einwandfrei, steckt man jedoch "im laufenden Betrieb" das USB-Kabel an 
den FT kann es scheinbar passieren, dass der Atmega88 am RX-Pin zu viel 
Strom zieht. Jedenfalls sind mir schon 2 MCs dabei draufgegangen. Die RX 
und TX Pins des Atmega sind danach permanent auf high und der Chip 
verbraucht plötzlich 130mA.

Kann man bedenkenlos Schutzwiderstände in die RX und TX-Leitungen 
hängen? Wenn ja wie groß sollten die sein bzw. dürften die maximal sein?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter Irmer (Gast)

>einwandfrei, steckt man jedoch "im laufenden Betrieb" das USB-Kabel an
>den FT kann es scheinbar passieren, dass der Atmega88 am RX-Pin zu viel
>Strom zieht.

Dann stimmt deine Schaltung nicht.

> Jedenfalls sind mir schon 2 MCs dabei draufgegangen. Die RX
>und TX Pins des Atmega sind danach permanent auf high und der Chip
>verbraucht plötzlich 130mA.

Klingt schlecht.

>Kann man bedenkenlos Schutzwiderstände in die RX und TX-Leitungen
>hängen?

Kann man, ist aber nur das Vertuschen eines Fehlers.

MfG
Falk

Autor: AVRuser (Gast)
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Hallo,

> Verbunden sind jeweils nur die RX->TX und TX->RX Anschlüsse.

Die Masse hoffentlich auch ...

Autor: Nils S. (kruemeltee) Benutzerseite
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>Kann man bedenkenlos Schutzwiderstände in die RX und TX-Leitungen
>hängen?
Ausprobieren obs noch funktioniert.
Größe:
R=U/I  1k = 5mA dürften bei 5V fliessen.

Autor: Peter Irmer (Gast)
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AVRuser schrieb:
> Die Masse hoffentlich auch ...

Nein, die bislang noch nicht. Das Massepotential des PC/USB-Anschlusses 
muss ja nich zwingend gleich der des Gerätes sein. Ich würde den 
USB-Anschluss später gerne in einer batteriebetriebenen Schaltung 
einsetzen an der nicht immer ein PC hängt.

Wenn ich die Masse nicht verbinde kann ich doch nur 2 Probleme bekommen:
- Eingangspegel am FT232R ist nicht hoch genug wenn dessen 
Massepotential wesentlich höher ist als das des AVR. Folge: es kann 
keine Verbindung aufgebaut werden

- Ausgangspegel am FT232R ist (aus Sicht des AVR mit dessen 
Massepotential) viel zu hoch. Folge: zu Hohe Spannung am Input-Pin und 
damit kaputter AVR

Fall #2 lässt sich ja vermindern in dem man den Ausgangspegel auf 3,3V 
setzt, dann dürfte der Potentialunterschied Masse AVR und Masse USB ja 
schon 3V betragen damit der RX-Pin 6,3V abbekommt.

Oder habe ich da einen Denkfehler drin? Das ganze funktioniert übrigens 
mit den 1k-Widerständen sehr gut. Die Schutzwiderstände dürften doch nur 
Probleme bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten (wengen parasitärer 
Kapazitäten im Widerstand)

Autor: avion23 (Gast)
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Peter Irmer schrieb:
> Fall #2 lässt sich ja vermindern in dem man den Ausgangspegel auf 3,3V
> setzt, dann dürfte der Potentialunterschied Masse AVR und Masse USB ja
> schon 3V betragen damit der RX-Pin 6,3V abbekommt.

Urg? Ich verstehe nichts. Wieso kann der Masseunterschied zwischen den 
Schaltungen nicht meinetwegen 230V betragen? Selbst wenn sich da nur 
kapazitiv etwas aufgebaut hat?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter Irmer (Gast)

>> Die Masse hoffentlich auch ...

>Nein, die bislang noch nicht. Das Massepotential des PC/USB-Anschlusses
>muss ja nich zwingend gleich der des Gerätes sein.

AUA!

Wie kann es eigentlich sein, dass Leute mit recht hochintegrierten ICs 
wie dem FT232 arbeiten, aber von den elementarsten Grundlagen keinen 
Plan haben?

> Ich würde den
>USB-Anschluss später gerne in einer batteriebetriebenen Schaltung
>einsetzen an der nicht immer ein PC hängt.

Ohje. Ja und?
Masse ist Masse ist Masse. Die MUSS verbunden sein. Es sei denn, man hat 
eine Galvanische Trennung. Hast du aber nicht.

>Wenn ich die Masse nicht verbinde kann ich doch nur 2 Probleme bekommen:

Nö, es gibt nur ein problem. Dein Schaltung holt sich Masse woanders 
her, z.B. über den eingesteckten Programieradapter. Und wenn der mal 
nicht steckt, über die Pins vom AVR. Das mögen die eher weniger.

>Oder habe ich da einen Denkfehler drin?

JA! Du hast keine Ahung vom elektrischen Grundstromkreis!

MFG
Falk

(Leute gibts)

Autor: Peter Irmer (Gast)
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avion23 schrieb:
> Urg? Ich verstehe nichts. Wieso kann der Masseunterschied zwischen den
> Schaltungen nicht meinetwegen 230V betragen? Selbst wenn sich da nur
> kapazitiv etwas aufgebaut hat?

Korrigiert mich bitte wenn ich das falsch verstanden habe (bin noch 
Anfänger auf dem Gebiet)

Die Spannung ist der Potentialunterschied 2er Punkte. Wenn Vcc1 = 6V und 
GND1 = 0V herrscht eine Spannung von 6 V. Wenn ich jetzt eine Zweite 
Schaltung habe mit Vcc2 = 236V und GND2 = 230V ist der 
Spannungsunterschied ebenfalls 6V.

Beziehe ich jetzt aber Vcc1 auf GND2 ist der Spannungsunterschied -224V 
oder?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter Irmer (Gast)

>Korrigiert mich bitte wenn ich das falsch verstanden habe (bin noch
>Anfänger auf dem Gebiet)

Dann bau erstmal LED-Blinker.

>Die Spannung ist der Potentialunterschied 2er Punkte.

Ja.

>Wenn Vcc1 = 6V und GND1 = 0V herrscht eine Spannung von 6 V.

Schön.

> Wenn ich jetzt eine Zweite Schaltung habe mit Vcc2 = 236V und GND2 = 230V >ist 
der
>Spannungsunterschied ebenfalls 6V.

>Beziehe ich jetzt aber Vcc1 auf GND2 ist der Spannungsunterschied -224V
>oder?

Nöö, man braucht ja einen GEMEINSAMEN Bezugspunkt. Erst dann kann man 
Verschiedene Spannungen in Bezug setzen. Wenn man eine Batterie mit 6V 
hat und daneben eine mit 24V steht, haben die NULL Bezug. Probier es 
aus. Miss zwischen beiden Batterien, egal wie, es sind immer 0V. Erst 
wenn man die beiden Minuspole verbindet, kann man deine obigen Gedanken 
ansetzen und Spannungen zwischen den Batterien messen. Oder man schaltet 
sie in Reihe, macht dann 30V.

Der Punkt ist, man braucht einen gemeinsamen Bezugspunkt, das ist meist 
Masse/GND. Und dort muss alles irgendwie angeschlossen sein, nur einfach 
danebenstellen geht nicht.

MFG
Falk

Autor: Peter Irmer (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Der Punkt ist, man braucht einen gemeinsamen Bezugspunkt, das ist meist
> Masse/GND. Und dort muss alles irgendwie angeschlossen sein, nur einfach
> danebenstellen geht nicht.

Zur Funktionsweise, der AVR gibt einen Pegel von 5V aus, bezogen auf 
sein eigenes Nullpotentioal. Der FT232 schaut an seinem Eingang ob 0V 
(sein Nullpotential) oder mehr als 1,8V (min. high-Pegel) anliegen. Das 
Verbinden der Massen sorgt in diesem Fall ja nur dafür, dass beide ICs 
die Signalpegel auf den gleichen Bezugspunkt beziehen können.

Verbinde ich die Massen nicht kann es trotzdem funktionieren, solange 
die Massenpotentiale nicht zu weit auseinanderliegen?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter Irmer (Gast)

>Verbinden der Massen sorgt in diesem Fall ja nur dafür, dass beide ICs
>die Signalpegel auf den gleichen Bezugspunkt beziehen können.

Genau!

>Verbinde ich die Massen nicht kann es trotzdem funktionieren,

NEIN! Das ist wie die zwei Batterien, die nebeneinander stehen.

> solange die Massenpotentiale nicht zu weit auseinanderliegen?

Sie liegen MEILENWEIT auseinander, weil der gemeinsame Bezugspunkt 
fehlt. Das es manchmal in der Praxis dennoch teilweise funktioniert 
liegt an vielen Dingen. Der Strom findet seinen Weg, in diesem Fall aber 
den falschen. Meist kommt es zur parasitären Speisung von 
ICs/Schaltungsteilen über die Schutzdioden der Eingänge, siehe 
Pegelwandler. Das geht ne Weile gut, bis es kracht. Stichwort 
Latchup. Dann ist der IC im Eimer. Hast du ja schon bemerkt.

MfG
Falk

Autor: avion23 (Gast)
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Ja, theoretisch.
Praktisch hängt das ab
- von dem Strom, den der AVR/FTDI zieht.
- Induktivität der Verbindung und damit Datenrate, Anstiegszeiten.
- Luftfeuchte.
- Wie lange du damit arbeitest (Kapazität gegen (gemeinsame) Erde).

Und das sind die Sachen, die mir einfallen. Wenn ich etwas gebaut habe 
waren die Fälle die ich bedacht habe nur 10% von dem, was tatsächlich 
auftritt.

Wie würdest du dich fühlen, wenn du damit arbeitest und nicht genau 
weißt, wo der Fehler jetzt liegt? Und wenn 20 solcher Geräte 
zusammenarbeiten müssen?

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