Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V Signal mit MUX schalten ?


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von Michael (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach einer Lösung um in einem 24V Hausbus-System 
Mikrocontroller gesteuerte Signale schalten zu können.

Konkret muss ich letztlich nur, je nach Signal vom Mikrocontroller, eine 
von 8 Leitungen mit einer COM Leitung niederohmig schalten.

Die erste Idee war es, dass mit einem Multiplexer zu machen, nur ist mir 
der gerade durchgebrannt, weil zwischen den einzelnen Leitungen 24V 
anliegen.
Der standard MUX ist ja nicht für diese Signalspannungen ausgelegt.

Die Frage ist jetzt, ob es überhaupt Multiplexer (in meinem Fall ja 
digital) gibt, mit dem ich auch 24 Volt schalten kann. Der Schaltstrom 
liegt bei ca.35mA.

Alternativ habe ich noch an einen MOSFET als Schalter gedacht, aber da 
ist es ja so, dass ich die COM-Leitung mit GND verbunden sein muss, was 
wiederrum so auch nicht funktioniert.

Alternativ müsste es ja noch mit einem mechanischen Relais bzw. mit 
einem Photomos funktionieren (wegen der galvanischen Trennung), aber die 
Lösung ist mir zum einem von der Baugröße und vom Preis nicht optimal.

Hatte vielleicht schon jmd. vor mir das selbe Problem ? Bin ich mit der 
Idee einen Multiplexer zu verwenden total auf dem Holzweg ?

Danke für eure Hilfe,

Michael

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Konkret muss ich letztlich nur, je nach Signal vom Mikrocontroller, eine
> von 8 Leitungen mit einer COM Leitung niederohmig schalten.
Warum? Wozu?

> Alternativ habe ich noch an einen MOSFET als Schalter gedacht, aber da
> ist es ja so, dass ich die COM-Leitung mit GND verbunden sein muss, was
> wiederrum so auch nicht funktioniert.
Warum nicht? Wo ist der GND denn sonst angeschlossen?
Eine einzelne 24V-Leitung ohne Bezug gibt es ja gar nicht...

von Michael (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Warum? Wozu?

Letzlich geht's darum, mit Touchsignalen aus einem Touchcontroller eben 
einen Hausbus zu steuern. Ein COM Port muss mit einem von 8 
Signalleitungen zusammengeschaltet werden, und eben nicht die 
Signalleitung mit GND.

Lothar Miller schrieb:
> Warum nicht? Wo ist der GND denn sonst angeschlossen?
> Eine einzelne 24V-Leitung ohne Bezug gibt es ja gar nicht...

Ein Mosfet schaltet ja in Bezug auf GND niederohmig. Ich darf ja nicht 
den GND des Mikrocontrollers mit den COM-Port verbinden.

von Michael (Gast)


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achso, den MOSFET mit Gate auf den Mikrocontroller Ausgang und Source 
auf den COM-Port. Das teste ich gleich mal aus.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> achso, den MOSFET mit Gate auf den Mikrocontroller Ausgang und Source
> auf den COM-Port. Das teste ich gleich mal aus.
Wohl ein N-Kanal Mosfet auch noch? Das geht schief   :-/

Denn damit ein N-Kanal Fet leitet, braucht er am Gate eine um 
ca./mindestens 5V höhere Spannung als an der Source...

Und ganz lustig wirds dann noch mit der Rückwärtsdiode, die 24V von der 
Com Leitung in die anderen 7 Leitungen reinlässt...

von Michael (Gast)


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nein das geht nicht, mit der MOSFET-Lösung muss ich letzlich GND mit COM 
verbinden, und das soll eben nicht sein.

von Michael (Gast)


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In folgenenden Thread: Beitrag "Analog Multiplexer: Single Sided?"
wurde eine ähnliche Thematik schon behandelt.
Anstatt den DG409 würde ich dann den DG408 (8:1 MUX) verwenden. Ich muss 
ja ebenfalls 24 Volt Signale durchschalten und ich würde ebenfalls den 
"single-sided" Betrieb wählen, d.h. V- auf GND.
Die Frage ist jetzt nur, ob an V+ 24V zur Versorgungsspannung anliegen 
müssen, oder ob 5V nicht auch ausreichend sind. Ich muss doch die 
Versorgungsspannung nicht an die Spannungshöhe des durchzuschaltenden 
Signals anpassen, oder ?

Bin ich da auf der richtigen Fährte mit dem Analog-Multiplexer für diese 
Aufgabe ?

von spess53 (Gast)


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Hi

>Die Frage ist jetzt nur, ob an V+ 24V zur Versorgungsspannung anliegen
>müssen, oder ob 5V nicht auch ausreichend sind.

V+ muss >=24V sein.

Datenblatt:

Signals on SX, DX, EN or AX exceeding V+ or V- are clamped by internal 
diodes. Limit diode current to maximum current ratings.

MfG Spess

von Peter D. (peda)


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24V schalten: High-Side Schalter (VN330SP)
GND schalten: Low-Side Schalter  (TPIC6C595)
Potentialfrei schalten: Opto-MOS (AQY212)


Peter

von Michael (Gast)


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Danke für die schnelle Antwort.

O.K., dann müsste es also funktionieren. V- auf GND, V+ auf 24V. Die 
Steuersignale Ax kann ich aber schon mit 5V betreiben, oder ?
Um den Signalstrom auf 30mA (max. Wert laut Datenblatt) zu begrenzen 
muss dann evtl. noch einen Vorwiderstand einbauen.

von Michael (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> 24V schalten: High-Side Schalter (VN330SP)
> GND schalten: Low-Side Schalter  (TPIC6C595)
> Potentialfrei schalten: Opto-MOS (AQY212)

Der Opto-Mos würde auf jeden Fall funktionieren, nur sind die ja recht 
teuer und von der Bauhöhe zu groß.

die beiden High/Low Side Schalter beziehen sich ja entweder auf GND oder 
Vcc, oder ? Das darf ja nicht sein, weswegen der Analog-Mux doch die 
Beste Lösung ist, oder ?
Ist er dann nicht auch potentialfrei in Bezug auf GND und 
Versorgungsspannung der Schaltung ?

von Michael (Gast)


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Ich will ja nicht eine der 8 Leitungen entweder mit Vcc oder GND 
verbinden, sondern mit der COM-Leitung.

von Peter D. (peda)


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Michael schrieb:
> Ich will ja nicht eine der 8 Leitungen entweder mit Vcc oder GND
> verbinden, sondern mit der COM-Leitung.

Was ist denn die COM-Leitung bezüglich GND?

Analogschalter haben etwa 500 Ohm.


Peter

von Michael (Gast)


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Die Com-Leitung hat erstmal überhaupt keinen Bezug auf GND.
Es geht nur darum eine von 8 Leitungen (gesteuert über den MUX, bzw. 
über Mikrocontrollerportausgänge) mit einer anderen Leitung (COM) 
niederohmig zu schalten. Dabei fließt ein Strom von ca. 30mA. 500Ohm als 
Durchganswiderstand sind kein Problem, der Widerstand kann auch über 
1KOhm sein.

Bei der Verwendung eines Photomos (8 Stück für 8 Leitungen wären ja von 
Nöten) würde ich die interne LED mit GND und den Portausgang des 
Mikrocontrollers ansteuern. Die Sourceanschlüße der 8 Photomos wären 
dann mit COM verbunden, und die Drains dann jeweils mit einem der 8 
Leitungen.

Aber mit einem MUX wäre das doch viel eleganter, Platz,- und 
Kostensparender aufzubauen, oder ?

von Klaus D. (kolisson)


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Hi Michael,
ich lese das hier auch schon seit gestern mit und habe deine
Frage immer noch nicht verstanden.
Was ist denn für dich eine Com Leitung ?
Vielleichst machst du einfach mal ne Art Schaltplan deines Problems
mit Angabe von Potenzialen und so.

Gruss Klaus

von Reinhard R. (reirawb)


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Wenn ich Dich richtig verstanden habe, brauchst Du einen Adressdecoder 
auf der "COM"-Seite, so ala 74HC(T)138, da bräuchtest Du nur noch 3 
Leitungen zu entkoppeln. Der genannten Schaltkreis mit anschließenden 
Treibern für 24V auf der "COM"-Seite, benötigt aber eine extra 
5V-Versorgung. Adressdecoder direkt für 24V sind mir nicht bekannt.

Reinhard

von nachdenklicher (Gast)


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Warum definierst Du diese COM Leitung dann nicht als "virtuelle Masse", 
auf die alle Schaltspannungen und auch der Microcontroller bezogen sind.

Somit kannst Du simpel mit Mosfest oder sonstwas schalten.
Die ganze Logik hat dann eben auch eine Versorgungsspannung bezogen auf 
diese virtuelle COM-Masse.

NUR an den Stellen, wo der Controller mit der restlichen Steuerung in 
Kontakt tritt wird galvanisch mit Optokopplern getrennt, dies können 
dann ganz simple, billige Dinger sein.

Joe

von Michael (Gast)


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> Was ist denn für dich eine Com Leitung ?

Ich habe die Leitung einfach nur mal Com-Leitung genannt. Es geht 
einfach darum diese COM-Leitung mit einer von 8 anderen Leitungen 
niederohmig zu schalten. Welche der 8 Leitungen mit COM verbunden sein 
soll, "entscheidet" der Mikrocontroller, d.h. dafür habe ich maximal 8 
Portpins zur Verfügung. Zur Versorgung des Mikrocontrollers brauche ich 
eben 5V und GND, die aber in keiner Verbindung zu COM oder den 8 
Leitungen haben. Ich brauche einfach einen elektronisch auswählbaren 
Schalter, letztlich wie bei einem mechanischen Relais. Also warum sollte 
der MUX nicht geeignet sein dafür ?
Klar ist der Analog Output und die 8 analog Inputs des MUX auf Masse 
bezogen, aber dennoch wird doch bei entsprechender Auswahl die 
Verbindung niegerohmig, oder ?


> Warum definierst Du diese COM Leitung dann nicht als "virtuelle Masse",
> auf die alle Schaltspannungen und auch der Microcontroller bezogen sind.

Zwischen einer Signalleitung und der COM-Leitung liegen 24V an, wobei 
COM die Anode ist. Dann hätte ja eine der acht Signalleitungen -24V 
Spanung.
Das klappt so nicht, denke ich.

> Wenn ich Dich richtig verstanden habe, brauchst Du einen Adressdecoder
> auf der "COM"-Seite

Ein MUX ist doch ein Adressdecoder, oder ? Und der DG408 kann ja laut 
Datenblatt 24V/30mA schalten

von nachdenklicher (Gast)


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Dann nimm doch einfach wirklich Relais.
Kleine DIL oder SMD-Relais sind allemal eh kleiner als der ganze Zirkus 
mit Fets, Widerstämdem, Optokopplern, etc...
Ist Dir klar wie klein Relais sein können?
Und Deine 35mA können die auch.

Joe

von Michael (Gast)


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> Dann nimm doch einfach wirklich Relais.

Ich fürchte die sind immer noch zu groß. Die Bauteilhöhe darf maximal 
2mm betragen. Und ich brauch ja auch 8 stück davon, das wird für die 
Anwendung auch zu teuer.

Zur MUX-Lösung nochmal:

Ich könnte doch auch die 4 Schalteingänge des MUX DG408 (A0,1,2,EN) über 
4 Optokoppler galvanisch vom Mikrocontroller trennen, und dann wie 
gehabt das COM-Signal mit den Signalleitungen niederohm schalten, oder ?

von Michael (Gast)


Angehängte Dateien:

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Im Anhang der Schaltplan dazu

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