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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 3,2V am Eingang eines mit 3V betriebenen ATtiny26 schädlich


Autor: André Wippich (Gast)
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Hi.

Ich habe eine Schaltung, die über einen Akku (3,6V) betrieben wird,
aber über einen USB Anschluss (ca. 5V) geladen werden kann.

Wenn der USB Stecker eingestöpselt ist, möchte ich das gerne auf dem
LCD Display anzeigen lassen. Daher dachte ich mir, einfach eine Z-Diode
mit Widerstand an die USB Buchse zu legen und über der Z-Diode dann 3V
für den Mikrocontroller abzugreifen:

V_extern (USB)
  |
 |-|
 | | R
 | |
 |-|
  |
  |-------------------- Pin X vom Mikrocontroller
  |
 ---
 \ /  Z3.0
 _|_|
  |
  |
 ---
 GND


Die Z-Diode hat aber Toleranzen, so dass bis die Z-Spannung am Pin
2,8...3,2V betragen kann. Schadet es dem Mikrocontroller wenn die
Spannung am Pin höher als sein Vcc ist bzw. kann er den Pegel noch
auswerten?

Autor: André Wippich (Gast)
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Mist, ich sehe gerade, dass bei ausgeschalteter USB-Spannug kein
definierter Pegel am Pin anliegt :-(

Kann man da einen Pull-Down (10k ?) parallel zur Z-Diode legen?

Autor: crazy horse (Gast)
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abgesehen davon, dass die Z-Diode falsch herum ist - besser ist meist
eine normale Diode vom Eingang nach Vcc. Diese Diode ist auch schon
meist im IC integriert, oft als parasitäre Diode, Strombelastbarkeit
ist allerdings nicht allzu hoch. Bei Beachtung von max.
Eingangsspannung und Strombelastbarkeit der internen Diode ->
entsprechender Vorwiderstand vor dem Pin kann weitere Beschaltung
komplett entfallen.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> Schadet es dem Mikrocontroller wenn die Spannung am Pin höher als
> sein Vcc ist bzw. kann er den Pegel noch auswerten?

Die Antwort auf diese Frage liefert das Datenblatt auf der Seite 126.

Autor: sebastian (Gast)
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Warum kein einfacher Spannungsteiler?

Autor: André Wippich (Gast)
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@crazy horse:
Ups, stimmt - die Z-Diode ist so falsch rum. Das hab ich beim Zeichnen
nur verpennt...

Ich verstehe den Aufbau Deiner Alternative aber leider nicht. Ist Vcc
bei Dir die Versorgungsspannung des Mikrocontrollers oder die Spannung
des USB-Ports?
Gibt es eine Website/Forenbeitrag wo das als Schaltplan zu finden ist?


@Rolf Magnus:
Danke! Hätte da auch selber drauf kommen können...

@sebastian:
War besorgt, dass die Spannung am USB-Port nicht konstant 5V beträgt.
Ein Spannungsteiler könnte dann zu große oder kleine Spannungen am Port
bewirken, da er ja keine unabhängige Spannung erzeugt, sondern nur einen
Bruchteil der angelegten.

Jetzt wo ich weiß, dass der Pin bis zu 0,5V Abweichung von Vcc
verträgt, werde ich wohl einen 8,2K/10K Spannungsteiler nehmen - sofern
Crazy Horses Lösung keine bessere alternative darstellt. Der
Spannungsteiler würde zumindest auch mein Problem lösen, dass ich bei
abgezogenen USB Stecker einen definierten 0V Pegel am Pin habe.

Autor: Winfried (Gast)
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Nimm doch einfach einen Pull-down von 100K und einen Serienwiderstand
von 10K zu USB-VCC. Die interne Schutzdiode des Tiny hält den Pegel am
Port dann auf Tiny-VCC + 0.5 V etwa. Das ist ok, solange der Strom auf
unter 10mA begrenzt wird, der über die Schutzdiode fließt (in etwa).
Bei 10 K bist du weit drunter. Wenn du USB-VCC abziehst, wird der
Eingang mit dem Pull-Down auf Low gehalten.

Autor: André Wippich (Gast)
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Kann ich statt der 10kOhm auch 68kOhm für die Verbindung vom Pin zum
USB-Vcc nehmen? Das würde bei 5V USB-Vcc eine Spannung von 3V am Pin
ergeben...

Ist es eigentlich sinnvoll, beim Spannungsteiler so wie bei den
ADC-Pins noch einen 100nF Keramik-Kondensator parallel zum Pull-Down
Widerstand zu legen?

PS: Die berechneten 8,2kOhm in meinem vorherigen Beitrag  stimmen so
nicht. Bin von einer falschen USB Spannung (5,5V / von irgend einer
Website) ausgegangen.

Autor: Winfried (Gast)
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Ist alles ziemlich unkritisch, ob du zweimal 10K oder zweimal 100K oder
10K/100K oder sonstwas nimmst. Da hast du großen Spielraum. Je größer
der Widerstand, um so höher jedoch die Gefahr, sich Störungen
einzufangen. Dann wäre parallel ein kleiner Kondensator am Pulldown
nicht verkehrt, bei 10K brauchst du das jedoch nicht. 100nF ist auch
schon recht groß, 100pf-1nF dürfte für sowas völlig reichen.

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