Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregelung mit Z-Diode


von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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Hallo Leute,

ich möchte mit einer Z-Diode eine Spannung von 5V auf 3,3V regeln.

Im Grunde ist das Thema sehr einfach. Ist ja auch sehr gut auf 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1012151.htm erklärt.

Konkret möchte ich mein DOGL-128 mit meinem ATmega32 ansteuern welches 
sich auf einem ATMega befindet. Dieses liefert sowohl 5V-Spannung, als 
auch 5V-Pegel am Portausgang.
Als Lastwiderstände hätte man die Eingangswiderstände der jeweiligen 
Eingänge.

Jetzt habe ich gedacht, ich nehme mir eine 0,5W Z-Diode und 12R als 
Vorwiderstand und alles wird gut.

Ich habe mir von Conrad die Z-Dioden mit der Bestellnummer 180045 
besorgt.
http://www.conrad.de/ce/de/product/180041/ZENER-DIODE-500-MW-33-V
Diese können vom Typ ZPD oder BZX sein.
Leider finde ich in den Datenblättern keine passende Kennlinie. Kann es 
sein, dass die Kennlinie weit weniger Steil ist als in der Theorie 
angenommen? Denn, wenn ich (ohne Display) den Aufbau durchmesse, 
schwankt der Wert, je nach einstellbaren Widerstand (0R - 100k) zwischen 
2V und fast 5V. Dass die Diodenspannung, wenn wir uns zu sehr in 
Richtung Kurzschluss bewegen, zusammen bricht ist mir klar. Dass ich bei 
hohem Lastwiderstand fast wieder 5V habe ist aber sehr ungünstig.

Wie kommt das? Ist das nicht gefährlich für mein Display?

Mir ist natürlich klar, dass der beste Weg ein Spannungsregler wäre, und 
ich die Pins über Transistoren schalten sollte. Aber ich suche nach der 
einfachsten Möglichkeit.

Was also mache ich falsch? Oder soll ich die 3,3V Z-Diode und den 12R 
Widerstand nehmen?

Gruß
Danke

: Verschoben durch Admin
von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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Alles klar! Habe gerade das hier gefunden!
http://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler

Einer hat kurz vor mir eine Anfrage reingestellt und diese Antwort 
bekommen! ;)

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Edit: Willst du die Signalpegel wandeln, oder die Stromversorgung?

Falls Stromversorgung gilt dieser Text:

Fabian Hoemcke schrieb:
> ich möchte mit einer Z-Diode eine Spannung von 5V auf 3,3V regeln.
> Konkret möchte ich mein DOGL-128 mit meinem ATmega32 ansteuern welches
> sich auf einem ATMega befindet.

Dafür nimmst du einen LowDrop-Spannungsregler (LDO). z.B. LF33, 
TS2940CZ33

Bei einer Z-Diode schwankt die Spannung mit dem Strom. Geht also nur für 
konstante Lasten. Das Display dürfte keine solche sein.

Wenn du noch Transistoren hast und nicht bestellen willst, geht es evtl. 
auch diskret aufgebaut.

von Achim M. (minifloat)


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Fabian Hoemcke schrieb:
> Konkret möchte ich mein DOGL-128 mit meinem ATmega32 ansteuern welches
> sich auf einem ATMega befindet. Dieses liefert sowohl 5V-Spannung, als
> auch 5V-Pegel am Portausgang.

Wo? Wer macht die 5V?
Man kann einen ATmega32 doch auch mit 3,3V betreiben.

Fabian Hoemcke schrieb:
> 0,5W Z-Diode und 12R

(5V-3,3V) / 12Ω = 142mA
Du weißt schon, dass so ein ATmega meist pro Portpin nur 20mA ausgeben 
kann. Das aber nur an bis zu 10 Pins, weil man dann die 200mA pro 
Versorgungsspannungsleitung einhalten muss. Dazu steht näheres im 
Datenblatt, bei den Tinys ist es IMHO noch weniger.

Mein Tipp: 74LVC245 ist ein Bustreiber, der mit 3,3V läuft. An den 
Eingängen ist er allerdings 5V-tolerant, das kann aber nur die 
LVC-Variante!!

Wenn es generell um einen 3,3V-Spannungsregler geht, warum probierst du 
es nicht mit einem LP2951 oder einem korrekt eingestellten LM317 oder 
einem LM1117?

mfg mf

PS: Wenn es bei der Displayansteuerung, wie so oft, sowieso nicht so 
zackig schnell gehen muss, dann greif zum Pegelwandeln einfach auf 
Spannungsteiler zurück. 1,2kΩ und 2,2kΩ sind deine Freunde.

von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Wenn du noch Transistoren hast und nicht bestellen willst, geht es evtl.
> auch diskret aufgebaut.

Danke erstmal!
Aber wie soll ich damit meine Ports ansteuern? Dafür brauche ich ja 
dennoch Transistoren.

von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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Mini Float schrieb:
> Fabian Hoemcke schrieb:
>> Konkret möchte ich mein DOGL-128 mit meinem ATmega32 ansteuern welches
>> sich auf einem ATMega befindet. Dieses liefert sowohl 5V-Spannung, als
>> auch 5V-Pegel am Portausgang.
>
> Wo? Wer macht die 5V?
> Man kann einen ATmega32 doch auch mit 3,3V betreiben.

Sicher! Aber mein STK500 arbeitet mit 5V.

>
> Fabian Hoemcke schrieb:
>> 0,5W Z-Diode und 12R
>
> (5V-3,3V) / 12Ω = 142mA
> Du weißt schon, dass so ein ATmega meist pro Portpin nur 20mA ausgeben
> kann. Das aber nur an bis zu 10 Pins, weil man dann die 200mA pro
> Versorgungsspannungsleitung einhalten muss. Dazu steht näheres im
> Datenblatt, bei den Tinys ist es IMHO noch weniger.

Danke für den Tipp! Hatte ich total vergessen!
In dem Artikel gibt es ja den Tipp mit dem Spannungsteiler.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler#5V_-.3E_3.3V
Soll ich den nehmen? Klingt auf jeden Fall besser. Oder soll ich einfach 
nur den Vorwiderstand hochdrehen? Wenn ja, auf welchen Wert?

>
> Mein Tipp: 74LVC245 ist ein Bustreiber, der mit 3,3V läuft. An den
> Eingängen ist er allerdings 5V-tolerant, das kann aber nur die
> LVC-Variante!!

Geht diese Variante hier: >http://www.segor.de/#Q=74LVC 245 ADW<?
//Bitte alles in den >Klammern< in die Adressleiste kopieren!

> Wenn es generell um einen 3,3V-Spannungsregler geht, warum probierst du
> es nicht mit einem LP2951 oder einem korrekt eingestellten LM317 oder
> einem LM1117?
>
> mfg mf
>
> PS: Wenn es bei der Displayansteuerung, wie so oft, sowieso nicht so
> zackig schnell gehen muss, dann greif zum Pegelwandeln einfach auf
> Spannungsteiler zurück. 1,2kΩ und 2,2kΩ sind deine Freunde.

Danke!
Also, was rätst Du mir? Die Versorgungsspannung mit der Z-Diode 
regulieren und die Pegel mit dem Spannungsteiler anpassen. (Mit deinem 
1,2k und 2,2k oder den im Link erwähnten 680R und 1k?)
Oder soll es doch lieber der Regler mit dem Bustreiber sein?

Gruß
Fabian

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Fabian Hoemcke schrieb:
> Sicher! Aber mein STK500 arbeitet mit 5V.

Woher kommt nur dieses Gerücht? Das STK500 ist per Software von 
1.8V...5.5V einstellbar.

von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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Knut Ballhause schrieb:
> Fabian Hoemcke schrieb:
>> Sicher! Aber mein STK500 arbeitet mit 5V.
>
> Woher kommt nur dieses Gerücht? Das STK500 ist per Software von
> 1.8V...5.5V einstellbar.

Ach??? Wie?

von Avr N. (balze)


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Im AVR Studio (hier Version 4; siehe angehaengtes Bild).

Dazu muessen die Jumper auf dem STK500 aber richtig gesetzt sein.
Dazu mal in der AVR Studio Hilfe die Beschreibung des STK 500 
durchlesen.
[RTFM ;-) ]

MfG,

Balze aka AVR Noob

von Fabian H. (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)


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@AVR Noob
Danke. Aber ich verwende weder Windows noch AVR-Studio. Meine IDE ist 
Eclipse. Weißt Du auch bescheid wie ich es dort machen kann?

Gruß
Fabian

von Michael H. (michael_h45)


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Was benutzt du denn zum Flashen?
AVRDude kann es auf alle Fälle.

http://www.nongnu.org/avrdude/user-manual/avrdude_8.html
1
3.1 Terminal Mode Commands
2
...
3
In addition, the following commands are supported on the STK500 and 
4
STK600 programmer: 
5
6
vtarg voltage
7
8
Set the target’s supply voltage to voltage Volts.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Das DOG brauchte doch nur ca. 500µA, wenn ich mich recht entsinne ...
Das Ding kannst Du mit dem Verbrauch auch an einen Ausgang von einem 
Pegelwandler hängen.


Gruß

Jobst

von Achim M. (minifloat)


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Fabian Hoemcke schrieb:
> Geht diese Variante hier[...]

Den da meine ich:
http://www.ti.com/product/sn74lvc245a (es muss ein LVC sein, s.o.)
Der besorgt dir "saubere" Pegelwandlung der Steuersignale von 5V auf 
3,3V. Da dazu allerdings 3,3V zur Verfügung stehen müssen, würde ich 
einen LP295x LDO oder einen anderen weiter oben genannten 
3,3V-Spannungsregler hernehmen.
Das Display bekommt seine Stromversorgung dann aus dem Linearregler.
Das wäre dann auch eine in der Industrie eher favorisierte Lösung.

Jobst M. schrieb:
> Das DOG brauchte doch nur ca. 500µA
Na dann kann man zur Versorgung des Displays über die 
Z-Dioden-Shuntregelung als Bastellösung gern nochmal nachdenken. Wenn du 
ein paar mA Biasstrom spendierst, wird das dann schon funzen. Aus dem 
Shuntregler würde ich aber keinen 74LVC mehr mit versorgen. Also einfach 
die Signale über Spannungsteiler von 5V nach 3,3V runter biegen. Die 
DOGMs sind doch eh' seriell, da hat man damit nicht so viel Gefummel.

Fabian Hoemcke schrieb:
> Also, was rätst Du mir?
Das musst allein du entscheiden. Nur deinen Vorschlag, die 
Signal-Pegelwandlung nur Vorwiderstände und interne Schutzdioden des 
DOGM erledigen zu lassen, würde ich dir nicht empfehlen. Dazu ist mir so 
ein DOGM etwas zu filigran.

mfg mf

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