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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung über Taster einlesen


Autor: Christoph A. (paul87)
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Hallo Leute,

irgendwie habe ich gerade einen Black out und komme nicht auf die Lösung 
meines Problems. Ich möchte ein Taster Signal am ADC Port meines 
Mikrocontrollers einlesen.

Eigentlich ja gar kein Problem, Spannungsteiler und fertig. Nun liegt an 
dem Schalter aber eine Spannung von +15V. So lange der Schalter offen 
ist, würden ja dann auch am ADC Eingang 15V anliegen oder sehe ich das 
falsch? Die Spannung muss, bauart bedingt, auf jeden Fall vor dem 
Schalter abgegriffen werden.

Wenn der Taster nicht betätigt ist, dann soll quasi ein High Signal 
anliegen und wenn Taster betätigt ein Low. Die Schaltschwellen spielen 
erstmal keine Rolle.

Vielleicht hat jemand eine Idee. Oder ich bin einfach nur blind und sehe 
die Lösung nicht.

Viele Grüße

Autor: Ali B. (Gast)
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Wenn der Schalter da bleiben muss, könntest du den Spannungsteiler 
aufteilen. Ein Zweig mit, einer ohne Schalter. Allerdings hast du dann 
nen permanenten Querstrom.

Gruß

Autor: Peter Dannegger (peda)
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S1, R1 nicht in Reihe, sondern parallel.


Peter

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ja das ist das Problem. Kann man denn eventuell in den Querzweig eine 
Diode in Sperrrichtung schalten, so dass dann kein Sperrstrom fließt?

Der Schalter ist intern, mit anderen Bauteilen wie LEDs, mit Masse 
verbunden. Daher kann ich nur vor dem Schalter messen.


Vielleicht jemand noch eine Idee?


@peter: S1 und R1 sind fest verbunden. Das ist alles in einem 
Tastergehäuse integriert. Da kann ich nichts ändern.

Autor: Philipp (Gast)
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Du musst also den Stromfluss Higside messen. Dazu gibt es fertige 
bausteine oder du baust dir was auf. Am besten eine Diode in 
Flussrichtung statt dem Widerstand über dem Taster. Über die schaltest 
du einen PNP Transistor (B-E) Kollektorwiderstand als Spannungsteiler 
2:1 (ca. 5V). den abgriff auf einen eingang(kein adc, wieso adc?)

Autor: Christoph A. (paul87)
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ADC, weil ich erkennen muss:

- Taster EIN
- Taster AUS
- Kurzschluss

Dafür benötige ich verschiedene Schaltschwellen. Ist der Taster aus, 
liegt ein Highpegel an. Ist der Taster betätigt, liegt ein "Mittel" 
Pegel an und wenn in der Tasterzuleitung ein Kurzschluss ist, ist ein 
LOW Pegel zu sehen.

Autor: HildeK (Gast)
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Einen Widerstand R3 parallel zur Reihenschaltung R1-S1 anschließen, so 
dass dieser zusammen mit R2 die Spannung auf 5V teilt.
Nachteil: du hast dauerhaft einen Querstrom über R2 und den neuen R3.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ja wie gesagt, dass habe ich auch schon gedacht. Aber der Querstrom wäre 
zu hoch. Könnte man denn nicht in diesem Parallelzweig eine Diode in 
Sperrrichtung schalten? So dass dann kein Strom fließt?

Autor: bkd (Gast)
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Guten Abend,

habe ich was übersehen oder denke ich zu kompliziert. Warum machst du es 
nicht einfach so (Anhang). Vl wenn es noch nötig ist zum R4 eine 
Zenerdiode oder Suppressordiode zwecks Schutz für den ADC. Messung ist 
Hochohmig somit wenig Strom.....

lg

Autor: Christoph A. (paul87)
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Hallo,

vielen Dank für deinen Vorschlag. So habe ich es mir auch schon
aufgezeichnet. Aber irgendwie bin ich wieder von abgekommmen. Ich werd 
das mal durchrechnen und richtig dimensionieren. Dann mal schauen ob das 
klappt. Aber es sieht gut aus.

Danke :)

Autor: Noname (Gast)
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Wenn der Spannungsteiler keinen Strom ziehen soll, muss er abgeschaltet 
werden. Es gab mal einen Fred. "Der "sparsame" Spannungsteiler" oder so 
ähnlich. Wie kann man eigentlich auf einen anderen Fred verlinken?

Autor: Christoph A. (paul87)
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Der Tsterzweig, wenn er betätigt ist, soll einen Strom ca. 5-20mA haben. 
Der andere Zweig, sollte nach Möglichkeit einen sehr geringen Strom im 
Mikrobereich führen.

Autor: Noname (Gast)
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Ich dachte, dass du an die grüne Leitung einfach einen abschaltbaren 
Spannungsteiler hängst.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Und wie soll der dann abgeschaltet werden? Ich versteh nicht ganz was du 
meinst.

Autor: Noname (Gast)
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Such mal nach dem Link "Der "sparsame" Spannungsteiler". Ganz am Ende 
schlägt Anja vor, den Spannungsteiler mit einem BSS138 abzuschalten. Ich 
würde ja gerne auf den Fred verlinken, weiß aber nicht wie's geht.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Jetzt verstehe ich was du meinst. Aber dann muss immernoch der 
Transistor angesteuert werden. Und da weis ich nicht wie ich das machen 
soll. Wer oder was soll den Mikrocontroller sagen, jetzt schalte den 
Transistor ein und wieder aus?

Aber so wie es bkd geschrieben hat, ist es wohl am besten gelöst. Mit 
wenig Aufwand zumindest.

Autor: Noname (Gast)
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Der Controller schaltet z.B. alle 250ms den Transistor für den Zeitraum 
der Messung ein. Diese Lösung ist aber nur nötig, wenn du Strom sparen 
musst.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ja ok, das klingt logisch :) Mal sehen, ich werde mal berechnen wie viel 
Strom der Spannungsteiler letzendlich zieht und dann entscheide ich 
mich.

Ich wollte eigentlich mit der internen Spannungsreferenz von 2.56V 
arbeiten. Gibt es supressordioden in diesem Bereich?

Autor: Noname (Gast)
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Der AD-Eingang hat Klemmdioden gegen VCC und GND. Du musst nur den 
Spannungsteiler so hochohmig dimensionieren, dass bei der höchsten 
Spannung an der grünen Leitung der Strom in Klemmdioden nicht über 1mA 
wird. Dann brauchst du auch keine Suppressordiode.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ich wollte den Spannungsteiler so auslegen, dass bei 14V 
Versorgungsspannung, 2,5V am AD Eingang anliegen. Da die 14V aber auch 
mal mehr werden können (KFZ Spannung), wollte ich die Supressordiode 
dafür nutzen, dass nie mehr als 2.56V an dem Eingang liegen. vom Strom 
her sollte es eigentlich passen.

Autor: Noname (Gast)
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Am Bordnetz musst du mit hohen Spannungsspitzen rechnen. Mach den 
Spannungsteiler so hochohmig wie möglich und hänge auch noch einen 
Keramikkondensator mit 10nF oder 100nF direkt parallel an den 
AD-Eingang, sonst lebt dein Controller nicht lange.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Das mit den Spannungsspitzen ist mir bewusst. Dafür ist vor der gesamten 
Schaltung ein Transientenschutz gedacht, mit Supressor- oder Zenerdiode. 
Dennoch wollte ich den Spannungsteiler für 14V (Normbetrieb) auslegen. 
Und halt alles was drüber geht mit einer Supressordiode abfangen. Oder 
ist das unüblich?

Autor: Noname (Gast)
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Das müsste mal einer vom KFZ-Fach beantworten. Mich würde die 
Eingangsschutzbeschaltung auch interessieren.

Autor: Christoph A. (paul87)
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Also das ist ein Steuergerät. Am Eingang ist halt die Klemme 15 
Spannung. Diese hat im Normalbetrieb ca. 13,8V. Kann aber wie gesagt 
auch Spannungstransienten über 40V haben.

Direkt hinter dem Eingang ist eine Supressordiode gegen GND vorgesehen, 
die alles über 27V abfängt. Nur habe ich noch keine gefunden :)

Dann kommt eine Verpolschutzdiode. Nach dieser Diode ist dann die 
Spannungsmessung KL15, der Spannungsregler für den Mikrocontroller und 
die Tasterschaltung. die Schaltung muss Transienten von 27V 1min lang 
aushalten. Der Spannungsregler kann das. Nur die Spannungsmessung der 
Klemme 15 und des Tasters müssen halt noch geschützt werden.

Autor: bkd (Gast)
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Hallo,

Schutzdiode:
http://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/...

Ich Entwickle oft Hardware für den KFZ Bereich, meine 
Schutzbeschaltungen sind meist T-Filter, R/C mit Schutzdiode. das funkt 
immer....

Was möchtest du dann genau schalten, wenn ich fragen darf ?

Vl habe ich so was schon gemacht ;)

Autor: Christoph A. (paul87)
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Das wird ein Steuergerät für ein Fahrwerk. 2 Fahrwerkzustände. Fahrwerk 
hoch, Fahrwerk runter. Das wird über ein Mikrocontroller gesteuert. Die 
Magnetventile für das hoch und runterfahren, werden über eine PWM 
angesteuert usw...

Autor: bkd (Gast)
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ne so was hatte ich noch nicht...

Autor: Christoph A. (paul87)
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:) Das habe ich mir auch nicht ausgedacht, sondern ist ein Projekt in 
einer Vorlesung meiner uni.

Trotzdem Vielen Dank für die schnelle Hilfe.

Autor: MarioT (Gast)
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Fahrwerkshöhenregelungen gibt es schon.

http://www.wabco.info/intl/pdf/815/00/57/815020057...

Cp A. schrieb:
> Magnetventile für das hoch und runterfahren, werden über eine PWM
> angesteuert

???

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ja das ist klar das es sowas schon gibt. es soll einfach ein projekt zum 
lernen sein.

In den stoßdämpfern sind magnetventile eingebaut. diese werden zum 
einschalten mit 100%PWM an gesteuert. Und zum halten werden die mit 
50%PWM angesteuert. Sind die Magnetventile angesteuert ist das Fahrwerk 
hart, ansosnten weich...

Autor: MarioT (Gast)
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Cp A. schrieb:
> Ja das ist klar das es sowas schon gibt.

Ich dachte es auch als Anregung. Man muß nicht immer alles neu erfinden.

Cp A. schrieb:
> In den stoßdämpfern sind magnetventile eingebaut.
> Sind die Magnetventile angesteuert ist das Fahrwerk
> hart, ansosnten weich...

Cp A. schrieb:
> Fahrwerk hoch, Fahrwerk runter

Das sind für mich mehr Fragen als Antworten.

Zurück zur Frage: Wie groß ist R1 und R2 ?

Autor: Christoph A. (paul87)
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Ja vorher hatte ich mich falsch ausgedrückt. Man kann das Fahrwerk über 
die Ventile auf hart oder weich stellen. Aber das ist ja auch 
nebensächlich.

R1=120Ohm, der Widerstand ist fest. Der ist im Taster verbaut und lässt 
sich nicht ändern. R2=1k2, diesen habe ich dann so dimensioniert.

Autor: MarioT (Gast)
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Bei den Widerstandswerten von R1 und R2 finde ich die Idee mit dem 
zweiten Spannungsteiler auch gut. R3 würde ich vielleicht so auf 22k 
nehmen und R4 danach berechnen. Im KFZ Netz mußt man auch nicht auf so 
geringen Strom achten, das der zweite Spannungsteiler abgeschaltet 
werden muß. Ansonsten was bkd schon schrieb. Schutzbeschaltungen.

Autor: Vuvuzelatus (Gast)
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>Im KFZ Netz mußt man auch nicht auf so geringen Strom achten,

Genau. Man kann auch einfach mal schnell ausrechnen, dass es einer 
Autobatterie völlig schnurz ist, dauerhaft mit z. B. 0.25 mA belastet zu 
sein, weil eine 36 Ah-Batterie diesen Strom theoretisch 144000 Stunden 
oder 16 Jahre lang ununterbrochen fließen lassen kann, bis sie leer ist:

t = Q/I = 36 Ah/0.00025 A = 144000 h

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