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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Pegel-Konvertierung 9-12V -> 5V


Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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Hallo zusammen!

Habe eine Frage bezüglich Pegel-Konvertierung. Und zwar müssen
Eingangssignale von 9 bzw. 12V (oder auch leicht abweichend g) auf
den 5V Pegel eines AVR angepasst werden.

Im Forum habe ich unter "von 12V nach 5V Pegel???" folgendes
gefunden:


"Es reicht ein Widerstand und eine Z-Diode: Ein Beinchen vom
Widerstand (820 Ohm)an die 12V, das zweite Beinchen vom Widerstand an
die Kathode der Z-Diode (ZPD 4,7). Die Anode der Z-Diode an Masse.
Der Knotenpunkt Widerstand - Z-Diode liegt bei 12V Eingangsspannung
jetzt auf 4,7V und ist daher TTL - tauglich."


Nun würd ich gern wissen, ob ich diese 4,7V auch noch bei einem
Eingangssignal von nur 9V dort abgreifen kann - der letzte Beitrag in
diesem Thread lässt sowas vermuten. Ich kanns aber leider gerade nicht
nachbauen, weil ich nicht die passende Diode da habe und ich mich auch
nicht so wirklich mit Dioden auskenne (wie man leicht merken wird).
Bezüglich der Diode hätte ich auch noch eine Frage. Bei Reichelt finde
ich nämlich nur Z-Dioden mit der Bezeichnung ZD 4,7 und ZF 4,7. Wo
liegt da der Unterschied außer in der Leistung? Theoretisch müsste doch
dann die ZF 4,7 reichen, oder?
Außerdem würd mich interessieren, welche Rolle die Größe des
Vorwiderstands spielt. Egal, hauptsache die Größenordnung stimmt?

Vielen Dank für eure Hilfe.
Simon Fabian

Autor: Schoaschi (Gast)
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Ja, es würde auch für 9V funktionieren, dass du dann 4,7V an der Diode
abgreifen kannst.

Der Vorwiderstand muss so Dimensioniert sein, dass der Strom durch die
Diode nicht zu gross wird.

Autor: A.K. (Gast)
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Oder ein CD4050 verwenden, der verdaut am Eingang alles bis 15V.

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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Danke. Muss ich denn jetzt ZF oder ZD 4,7 nehmen?

Und bis zu welcher Frequenz arbeitet eine solche Schaltung?

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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Ich hab mir mal gerad so ein Dingen geholt, wo auch "4V7" drauf steht,
aber bei 16V kann ich gerade mal knappe 3,9V und bei 9V nur noch 3,6V
abgreifen. Allerdings hab ich den Widerstand mit 1,2k auch etwas größer
dimensioniert. Sollte aber angeblich nichts ausmachen... Ist das jetzt
keine Z-Diode, die sie mir da angedreht haben?

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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hm.. keiner ne Idee? Habs auch nochma mit 820 Ohm probiert, aber sind
auch nur knappe 4 Volt. Wenn ich den Widerstand noch kleiner mache,
nähere ich mich zwar den 5 Volt, aber dann hab ich auch n ziemlichen
Strom. Was kann das für ne Diode sein und was kann ich mit der noch
anfangen, wenns keine Z-Diode is?

Autor: Tim O. (Gast)
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Wenn es keine Z-Diode wäre, würde
entweder der MC oder die Diode rauchen ..

Meine (ungesicherten) Vermutungen wären daher
* Toleranzwerte der Z-Diode
* Falls hinter der Diode schon ne Schaltung liegt, misst
du die schon mit?

Gruss,
Tim

Autor: DB1ULM (Gast)
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Was spricht denn dagegen das Signal auf einen Trasistor zu geben dessen
Kollektor am Pin des AVR hängt, musste dann nur noch den eingang per
Software invertieren, und den interenen Pullup aktivieren

grüsse

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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ich hatte einfach mal die "schaltung" separat aufgebaut.

also diode, widerstand, spannungsquelle. mehr nicht. dann bin ich eben
mit meinem voltmeter da rein gegangen.
gewundert hat mich halt noch, dass die spannung über der diode auch
noch vom widerstand abhängig ist - entgegen den hier geäußerten
behauptungen.

etwas seltsam find ich das schon. aber ich werds gerad mal mit einer
saubereren spannungsquelle versuchen.

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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@DB1ULM: werd ich mal ausprobieren...

mit der diode hab ich gerad noch mal an "schöner" spannung getestet.
aber hat erwartungsgemäß nix geändert. 2. exemplar der diode reagiert
genauso..

Autor: Jörn G. aus H. (Gast)
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Guck ins Datenblatt der Z-Diode. Die "aufgedruckte" Spannung stellt
sich erst ab einem gewissen Strom ein. Bei geringerem Strom ist die
Spannung auch oft sehr viel geringer.
jörn

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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Vielen Dank für den Erklärungsansatz. Datenblatt hab ich leider nicht.
Werd mal bei Reichelt in die Datenblätter von den Z-Dioden schauen. Und
dann müsste ich mal gucken, wie viel Strom ich überhaupt aus den
Signalgebern rauskriege...

Autor: Philipp Sªsse (Gast)
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Jetzt mal zum Grundverständnis.

Theoretische Z-Diode: bei Spannungen über der Nennspannung ein idealer
Leiter, darunter idealer Isolator. Damit sorgt der Widerstand der
Spannungsquelle dafür, daß soviel Strom fließt, daß exakt die
Nennspannung anliegt, wenn die Eingangsspannung über der Nennspannung
liegt.

Praktische Z-Diode: hat halt auch im Sperren einen Leckstrom und beim
Leiten einen Widerstand.

Hier interessiert der Widerstand beim Leiten: wenn man den
Vorwiderstand kleiner macht, fließt mehr Strom und über der Z-Diode
fällt mehr Spannung ab. Da die Dinger i.d.R. eine Schutzfunktion haben,
wird der Nennwert also so angegeben, daß er nicht erreicht wird (vorher
verbrennt die Diode).

Autor: Markus_8051 (Gast)
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Ja, genau, ich kann mich da dem Philipp anschließen. Du arbeitest hier
mit realen Z-Dioden, die machen bei ihrer Zenerspannung eben keinen
Sprung, sondern wechseln langsam von nichtleitend nach leitend. Aber wo
ist das Problem? der AVR sollte auch die 3,x Volt als high erkennen. Den
Widerstand würde ich dann auch noch höher wählen, wenn damit nur der AVR
angesteuert werden soll (so 5-10k) und dann eine 5v1 statt 4v7 zdiode.

Gruß,
Markus_8051

Autor: Simon Fabian Becker (Gast)
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cool, danke für die erläuterungen!
ich denke, damit sollte ich es hinkriegen!

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