Digital Eingang für 9-32V

Markus Gast 10.05.2015 14:32 #4123353

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Hallo,

ich habe da eine Frage und zwar. Was denkt Ihr wird die Schaltung im 
Anhang so problemlos funktionieren? Auch wenn am Eingang 32V anliegen?

Das Problem ist einfach laut Spannungsteiler werden am uC-Eingang bei 
32V ca. 7V anliegen. Bei 7V wird mein uC sicherlich sterben. Daher habe 
ich die BAT64 Schottky Diode eingebaut zu einem für ESD Schutz und zu 
anderem damit die Spannung nie 5V übersteigt. Meine Idee ist einfach, 
dass die 2V, die zuviel sind, in der Diode abgebaut werden.

Wird die Schaltung so lange überleben? Ich habe leider nicht viel 
Erfahrung mit Schottky Dioden und weis nicht ob diese so für solche 
Applikationen geeignet ist.

Gruss Markus

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Torsten C. (torsten_c) 10.05.2015 14:43 #4123365

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Ich würde z.B. eine SMBJ5.0A vorschlagen. Die kann das auf jeden Fall 
ab.

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Michael Gast 10.05.2015 14:44 #4123366

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Markus schrieb:
> Das Problem ist einfach laut Spannungsteiler werden am uC-Eingang bei
> 32V ca. 7V anliegen. Bei 7V wird mein uC sicherlich sterben.

Nein, wird er nicht. Durch den 56k-Widerstand begrenzt du den Strom auf 
<0.5mA, so dass keine 7V erreicht werden, zumindest wenn dein µC-Typ am 
Eingang internen Schutzdioden besitzt. Allerdings wird bei nur 9V die 
Eingangsspanung am µC gerade mal 2V betragen. Bei einem 5V-µC ist das 
für einen High-Pegel nicht ausreichend. Der 16k-Widerstand ist zu klein. 
Wenn du keinen Pull-Down brauchst, lass ihn ganz weg.
Die Dioden sind ok, wenn intern keine vorhanden sind oder du sie nicht 
benutzen magst.

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Noch einer Gast 10.05.2015 15:27 #4123404

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> problemlos

Der Strom durch die obere Diode muss irgendwo verbraucht werden. Sonst 
steigt die Versorgungsspannung an. (Im Power-down Mode verbraucht der 
AVR nur 0,1mA.)

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Torsten C. (torsten_c) 10.05.2015 15:34 #4123408

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Noch einer schrieb:
> Im Power-down Mode verbraucht der
> AVR nur 0,1mA.

Und über R20 fließen bei 32V rund 0,04mA, wäre also kein Problem.

Trotzdem hast Du grundsätzlich Recht, daher hatte ich die TVS-Diode 
vorgeschlagen, dann geht gar kein Strom in die Versorgungsspannung.

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Michael Gast 10.05.2015 16:24 #4123455

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Torsten C. schrieb:
> Und über R20 fließen bei 32V rund 0,04mA, wäre also kein Problem.

Aber nur, falls der µC mit 30V betrieben würde - das will doch keiner.

Noch einer schrieb:
> Der Strom durch die obere Diode muss irgendwo verbraucht werden.

Da hast du recht. Ein bisschen mehr Info über das Drumrum würde helfen.

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Torsten C. (torsten_c) 10.05.2015 16:34 #4123473

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Michael schrieb:
> Aber nur, falls der µC mit 30V betrieben würde - das will doch keiner.

Wie jetzt?! OK, es wären 0,17mA bei 32V und 5V.

Sorry, also doch etwas mehr als 0,1mA.
Ein Grund mehr für eine Suppressordiode.

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Joachim B. (jar) 10.05.2015 16:56 #4123487

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Michael schrieb:
> Da hast du recht. Ein bisschen mehr Info über das Drumrum würde helfen.

sehe ich auch so

falls der µC schlafen geht und die Spannung nicht ohne Erhöhung ableiten 
kann würde ich den Teiler auf 1:2 auslegen für 9V -> 4,5V high und die 
Spannung über 9V mit Klemmdioden am unteren Teiler begrenzen -> Z-Diode 
oder einige Si Dioden in Durchlassrichtung ca. 5x 0,7V (Kennlinien 
beachten).

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Michael Gast 10.05.2015 17:02 #4123494

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Torsten C. schrieb:
> Wie jetzt?! OK, es wären 0,17mA bei 32V und 5V.
>
> Sorry, also doch etwas mehr als 0,1mA.

Da hast du die Rechnung noch mit dem falschen Wert von R21 gemacht. 
Damit funktioniert die Sache bei 9V und üblichen Mindestwerten für den 
High-Pegel leider nicht. Meist liegt V_IH deutlich über 0.5 VCC.

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Torsten C. (torsten_c) 10.05.2015 17:26 #4123513

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@Joachim B: Suppressordiode am unteren Teiler finde ich auch die beste 
Lösung, habe ich bei meinem Dimmer auch so gemacht, ist dort sogar ein 
Analog-Eingang.

Michael schrieb:
> Da hast du die Rechnung noch mit dem falschen Wert von R21 gemacht.
Ach! Ist aber inzwischen auch egal, wie hoch er hätte sein sollen.

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Sven L. (friemler) 10.05.2015 23:13 #4123901

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Wie wäre es, wenn das Eingangssignal (Welche Geschwindigkeit soll denn 
erreicht werden?) via Konstantstromquelle, evtl. nur mit einem JFET 
Verarmungstyp, und in Reihe dazu einen Optokoppler zu beschalten? Die 
Ausgangsseite des Optokopplers kann dann mit dem internen Widerstand des 
µCs beschalten werden und es sollten Spannungstechnisch keine Probleme 
auftreten.

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