Raspberry pi vor einer zu hohen Spannung schützen

Optokoppler wäre ne Möglichkeit ;-)

Wenn der Eingang des AD-Wandlers hochohmig genug ist, sollte ein 
Serienwiderstand und eine Zenerdiode reichen. Auch üblich (hinter dem 
Serienwiderstand) sind Dioden gegen die Betriebsspannung und gegen GND, 
damit höhere Spannungen als die Betriebsspannung und negative Spannung 
abgeleitet werden.

Doone schrieb:
> Optokoppler wäre ne Möglichkeit ;-)

Es geht doch wohl um die analoge Seite des ADC. Da ist der Optokoppler 
nicht geeignet.

RS schrieb:
> Wenn der Eingang des AD-Wandlers hochohmig genug ist, sollte ein
> Serienwiderstand und eine Zenerdiode reichen. Auch üblich (hinter dem
> Serienwiderstand) sind Dioden gegen die Betriebsspannung und gegen GND,
> damit höhere Spannungen als die Betriebsspannung und negative Spannung
> abgeleitet werden.

Hier als Schaltbild:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Richtig es geht um die Analoge Seite des AD Wandlers

Habe ich es richtig verstanden die Z-Dioden muss zwichen + und - wie im 
Bild Und was für eine Z-Diode und was für ein Widerstand benötige ich?

wie gesagt normalerweise liegen 2,5V an es könnte aber auch vorkommen 
das aus versehen 56V anliegen.

kann mir den keiner sagen was für eine dioden und was für einen 
widerstand ich benutzen soll ?

Wenn Du 2,5V messen willst, und der Raspberry Pi maximal 3,3V verträgt, 
sollte die Z-Dioden eine Durchbruchs-Spannung in genau diesem Bereich 
haben.

Eine 2,6V Diode wird warscheinlich nicht geeignet sein, da sie schon bei 
deutlich weniger als 2,6V leitend wird, also deine Messung zu sehr 
beeinflussen kann.

Also: Datenblätter von Z-Dioden im Bereich 2,5-3,3V besorgen, Diagramme 
anschauen. Notfalls ausprobieren.

Wie hoch der Widerstand sein darf, sollte aus dem Datenblatt des ADC 
hervor gehen. Wenn da z.B. steht, dass er maximal 100k Ohm haben sollte, 
dann nimm 50k Ohm.

Du wirst keine 2,7Volt Z-Dioden mit scharfen Knick finden. Bleibt nur 
die von RS empfohlene Schutzschaltung mit 2 Dioden (oder 2 
Transistoren).

Einerseits sollte der Widerstand recht klein sein. Zusammen mit dem 
Kondensator des AD-Wandlers bildet er einen Tiefpass. Die Hersteller 
empfehlen meist 1kOhm. Genaueres im Datenblatt des AD-Wandlers.

Andererseits fließen bei  1kOhm und 56Volt schon 56 Milliampere. Die 
muss nun dein Netzteil oder der Raspberry verbrauchen - sonst steigt die 
Versorgungsspannung des Raspberry über 3,3Volt an.

Besser in 2 Schritten. Zunächst Widerstand und z.B. 8Volt Z-Diode. 
Danach Widerstand und die beiden Dioden nach Masse und 3,3Volt.

Wenn wollte eigentlich die BZX79C3V0 Diode benutzen. Laut Datenblatt 
benötigt die min. 2,8V und max.3,2V und das müsste doch hinhauen.

Und der AD Wandler ist der MCP3208 aber in Datenblatt wird nix. von 
einem Widerstand erwähnt.

Bei der BZX79C3V0 sagt das Datenblatt: Die hat zum einen bei 5mA 
Exemplarstreungen zwischen 2.8 und 3.2 Volt. Zusätzlich hat die Zener 
einen Innenwiderstand von 95 Ohm.

Tun wir einmal so, als währe der Innenwiderstand konstant.
Bei 0mA bekommst du 2.3 bis 3,2 Volt.
Bei 100mA bekommst du 12,3 bis 12,7 Volt. (Ist in Wirklichkeit nicht 
ganz so schlimm).

Im Datenblatt des  MCP3208 findet sich: "FIGURE 4-2"
Dort siehst du den maximalen Widerstand für deine Frequenz.

Upps... bei 0mA bekommst du 2.3 bis 2,7 Volt.

Kein Name schrieb:
> Bei der BZX79C3V0 sagt das Datenblatt: Die hat zum einen bei 5mA
> Exemplarstreungen zwischen 2.8 und 3.2 Volt. Zusätzlich hat die Zener
> einen Innenwiderstand von 95 Ohm.
>
> Tun wir einmal so, als währe der Innenwiderstand konstant.
> Bei 0mA bekommst du 2.3 bis 3,2 Volt.
> Bei 100mA bekommst du 12,3 bis 12,7 Volt. (Ist in Wirklichkeit nicht
> ganz so schlimm).
>
> Im Datenblatt des  MCP3208 findet sich: "FIGURE 4-2"
> Dort siehst du den maximalen Widerstand für deine Frequenz.

Ich lese daraus, das es wohl nicht geht.

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Besser in 2 Schritten. Zunächst Widerstand und z.B. 8Volt Z-Diode. 

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Danach Widerstand und die beiden Dioden nach Masse und 3,3Volt.

Kannst du mir das mal Skizzieren ? ich verstehe nicht genau wie das 
aussehen muss.

Könnte man wie im Bild machen.

Rv und die 6 Volt Z-Diode verheizen so etwa 49 von den 56 Volt. Mit den 
übrig gebliebenen 7 Volt kommt dann die andere Schutzschaltung zurecht.

Über D1 fliessen maximal 4mA. Auch im ungünstigsten Fall werden die vom 
Raspberry verbraucht.

Und bei 2,5 Volt kann man den Strom durch Z und D1 noch ignorieren.

Vielen Dank für den Stromlaufplan.

Ich habe da jedoch noch eine Verständnisfrage,wenn hinter der ersten 
Schutzschaltung immer noch 7 Volt anliegen, dann leitet die Diode D1
die (7V -0,7) an die 3,3 Volt und für mich wäre das ein Kurzschluss.

genau so wenn ich jetzt an Ue 2,5 V anlege die ich messen möchte, dann 
schaltet die Diode D1 durch und dann liegen die 2,5V (-0,7) an 3,3V
und es gibt ein Kurzschluss
Und am Eingang des AD Wandlers kommt nichts an.

Bitte um Aufklärung.

Bei Dioden ist es genau umgekehrt wie bei Z-Dioden (Diode leitet, wenn 
die Spannung am Strich kleiner ist. Bzw. wenn die Spannung am Pfeil 
größer ist.)

D1 leitet, wenn am AD-Wandler 3,3+0,7 Volt anliegen. R1 begrenzt den 
Strom auf ein paar Milliampere. Und der AD-Wandler kann 0,7 Volt über 
Versorgungsspannung ab.

D2 leitet, wenn die Eingangsspannung kleiner -0,7 Volt ist. Hier 
eigentlich überflüssig. In dieser Richtung leitet auch die Z-Diode bei 
-0,7 Volt.

Goldrausch schrieb:
> wenn hinter der ersten
> Schutzschaltung immer noch 7 Volt anliegen, dann leitet die Diode D1
> die (7V -0,7) an die 3,3 Volt und für mich wäre das ein Kurzschluss.

Du hast den Widerstand R1, der noch dazwischen liegt, nicht bedacht. Die 
Differenz zwischen der Spannung über der Zenerdiode und Vcc+Vf(D1) liegt 
über dem Widerstand, der dann den Strom begrenzt.

OK Danke ich habe es jetzt verstanden.

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D1 leitet, wenn am AD-Wandler 3,3+0,7 Volt anliegen. R1 begrenzt den 

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Strom auf ein paar Milliampere. Und der AD-Wandler kann 0,7 Volt über 

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Versorgungsspannung ab.

Frage 1: Das der AD-Wandler über 0,7 Volt aushält ist klar aber wie 
sieht es mit den GPIO Pins aus die Bekommen dann doch auch die 3,3+0,7 
Volt ab.

Jain. Normalerweise nicht, aber der Strom muss halt irgendwo verheizt 
werden, sonst steigen die 3,3V Versorgungsspannung an.

Peinlich. Habe den 100 Ohm Widerstand zwischen der Schutzschaltung und 
dem Eingang vergessen.

Intern hat der AD-Wandler noch einmal die beiden Schutzdioden. Nun kann 
es sein, dass die interne Diode etwas früher leitet, als D1. Mit R2 
fliesst dann trotzdem der größte Teil des Stromes über D1.

Müssen Rv und R1 eine bestimmte Leistungsaufnahme haben ? oder kann man 
hier jeden beliebigen 1k Widerstand nehmen ?
Bei der Z- Diode gehe ich mal davon aus, dass man jede beliebige 6V 
Z-Diode nehmen kann.

@ Kein Name

sag mir bitte noch, ob die Widerstände RV und R1 eine bestimmte 
Leistungsaufnahme haben mussen oder kann ich hier jeden 1K Ohm 
Widerstand nehmen.

Warum hilft mir zum Schluss keiner mehr weiter?

Was soll ich mit einer Leuchtdiode ?

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 Mit dem Ohmschen Gesetz (U = R * I) und und der Formel für Leistung (P = 

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U * I) solltest Du das selber abschätzen können.

Dafür muss ich erstmal wisseen welcher Strom fließt.

Laut meiner Berechnung muss Rv mindesten 2,5 W verheizen.

Geht das ganze den nicht einfacher ? z.B. mit einem Elektronischen 
Schalter, der bei über 2,5V öffnet und so den AD-Wandler schützt ?
wie z.B. in meiner Skizze.

Gibt es Sicherungen für 2.5V?

mir ist nicht bekannt, dass es eine Sicherung gibt die Spannungen 
begrenzt. Normalerweise begrenzt man den Strom mit einer Sicherung.