Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC Eingang an 5 V bei VCC = 0 V, wie beschalten?


von René L. (oneill5000)


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Hallo,

ich habe eine µC Schaltung bei der es vorkommen kann, dass der µC 
ausgeschaltet ist (VCC = 0V), aber an einem digitalen I/O 5V anliegen. 
Dadurch löst die Schutzdiode für diesen Pin aus und der µC schaltet sich 
ständig ein aus, oder versucht es zumindest. Das sehe ich an einer on 
Board LED. Es scheint den µC zwar nicht zu zerstören, ist aber natürlich 
trotzdem nicht erwünscht.

Könnte ich das Problem durch die Schaltung im Anhang beheben, angenommen 
VCC ist 0V?
Mir ist nicht ganz klar, wie viel Spannung dann trotzdem noch am Pin 
anliegt. Ein Basistrom würde ja fließen, auch wenn VCC = 0V ist!?

: Bearbeitet durch User
von Route_66 H. (route_66)


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Hallo!
Solch ein Problem kann man ganz elegant mit einem Optokoppler lösen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
mach doch ein einfaches AND mit Diode davor.
1k von MC eingang zu Vcc und die Diode von uC Eingang zum (in 
Flußrichtung) externen I/O.

Gruß
Andreas

von René L. (oneill5000)


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Das kann man sicher mit ganz vielen Sachen lösen ;)
Ich wollte nur mal wissen ob es theoretisch so möglich wäre? Hab nicht 
mehr so wirklich Platz auf der Platine.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Bei der obigen Schaltung wird sowohl der Strom sowohl durch die 
Basis-Emitter-Diode als auch Basis-Kollektor-Diode fließen und die 
Schaltung mit Strom versorgen. Für eine ordentliche Entkopplung sollte 
der Transistor in Emitterschaltung betrieben werden, d.h. der Emitter an 
GND. Dadurch erfolgt allerdings eine Invertierung des Eingangssignals. 
Statt eines Bipolartransistors kann auch ein kleiner Logic-Level-MOSFET 
verwendet werden.

von Andreas B. (bitverdreher)


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René L. schrieb:
> Hab nicht
> mehr so wirklich Platz auf der Platine.

(Transistor + 2 R) > (Diode + R)

: Bearbeitet durch User
von Gerhard (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Hi,
> mach doch ein einfaches AND mit Diode davor.
> 1k von MC eingang zu Vcc und die Diode von uC Eingang zum (in
> Flußrichtung) externen I/O.
>
> Gruß
> Andreas

funktioniert aber nur, wenn der treibende Ausgang auch aktiv L liefert. 
Die eigentliche bisher bekannte Funktion (5V erkennen) wird damit nicht 
erfüllt, da auch ein offener Eingang H liefert.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stimmt, aber das setze ich jetzt mal voraus.
Mir fällt auch keine Logik ein, die das anderes machen würde.

Gruß
Andreas

von Falk B. (falk)


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@ René L. (oneill5000)

>Dadurch löst die Schutzdiode für diesen Pin aus

Eine Sicherung löst aus, eine Diode leitet einfach.

>Board LED. Es scheint den µC zwar nicht zu zerstören, ist aber natürlich
>trotzdem nicht erwünscht.

OK.

>Könnte ich das Problem durch die Schaltung im Anhang beheben, angenommen
>VCC ist 0V?

Wo ist dein Eingang? Die +5V?

>Mir ist nicht ganz klar, wie viel Spannung dann trotzdem noch am Pin
>anliegt. Ein Basistrom würde ja fließen, auch wenn VCC = 0V ist!?

Eben. Damit wirkt dein Transistor wie eine einfache Diode. Bringt nix.

Ich würde einen Pegelwandler wie z.B. 74HC4050 dazwischen schalten. 
Der und ähnliche ICs haben keine einfachen Schutzdioden am Eingang, 
damit kann eine Eingangsspannung anliegen, ohne dass der IC versorgt 
ist.

von René L. (oneill5000)


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Ok, dann muss ich mir nochmal Gedanken machen.

Was wäre mit der Variante wenn ich die 5 V und VCC tausche (siehe 
Anhang)? Dort würden doch die 5 V am Eingang des µC nur anliegen, wenn 
VCC auch 5 V ist (angenommen VCC kann nur 0 oder 5 V sein). Ansonsten 
sperrt der Transistor doch? Das Potential der Masse ist in der ganzen 
Schaltung identisch.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
so zieht er nicht auf 0.
Was spricht gegen meine Lösung?
Der Einwand von Gerhard ist schon richtig, aber ich habe noch keine 
Logik gesehen, wo nicht auf 0 gezogen wird.
Wo kommt Dein Input her? Von welcher Logik?

Gruß
Andreas

von René L. (oneill5000)


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Deine Schaltung funktioniert nicht, weil ich es falsch erklärt habe. :)
Die 5 V am µC Eingang sollen nur anliegen, wenn die mit "+5V" 
bezeichnete Spannungversorgung auch 5 V ist. Sie kann auch 0 V sein. Bei 
deiner Lösung würden ja immer 5 V am µC Eingang liegen, sobald VCC 5 V 
ist.

Wer zieht wen nicht auf 0? Beide Inputs "+5V" und "VCC" kommen on 
jeweils einem DC/DC Wandler.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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und warum die externen 5V nicht über einen OC Trasi führen?

ext. 5V vorhanden Trasi schaltet den Port Pin auf low.
ext. 5V nicht vorhanden Trasi schaltet den Port Pin auf high, pullup 
einschalten oder anlöten.

VCC ist off, der µC interessiert sich nicht mehr für den Collector der 
auch keine Versorgung vom pullup bekommt, da kann die externe 5V machen 
was sie will.

von René L. (oneill5000)


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Ich kann doch den den int. Pin nicht auf Input Pullup schalten, wenn ich 
ein HIGH Signal erkennen will und der Pegel sonst über einen Pulldown 
auf Gnd gezogen wird.

Was ist denn ein OC Trasi?

Wieso ist der NPN Transistor denn nicht gesperrt, wenn an der Basis 0V 
anliegen, bzw. die Basis offen ist? Verstehe ich nicht warum dann am µC 
immer noch 5 V anliegen sollen.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Was wäre mit einem einfachen 1 MOhm Widerstand zwischen +5V und 
µC-Eingang?

Potentiale (High/Low) sollten damit noch erkannt werden (jedenfalls, 
wenn der interne Pullup abgeschaltet ist) und der maximal mögliche Strom 
durch die Schutzdioden reduziert sich auf 5µA.

Einfach ausprobieren. Versuch macht kluch.

: Bearbeitet durch Moderator
von René L. (oneill5000)


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Das hört sich zumindest mal schön einfach an´und könnte sogar 
funktionieren. Bis jetzt ist ein 10k Widerstand davor.

von Andreas B. (bitverdreher)


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René L. schrieb:
> Wer zieht wen nicht auf 0? Beide Inputs "+5V" und "VCC" kommen on
> jeweils einem DC/DC Wandler.

Die 5V Quelle muß auf 0 gezogen werden wenn sie aus ist. Dann fließt der 
Strom von den Widerstand und der Diode über die jetzt 0V der Quelle ab.
D.h. das funktioniert nur, wenn die Quelle bei 0V einen min. 10x 
kleineren Widerstand hat als der der nach Vcc geht.
Also z.b. den Widerstand mit 10k bemessen und einen Widerstand <1k 
parallel zu +5V.
Das mit den 1M von Frank würde auch gehen, aber das Problem dabei ist 
die Störempfindlichkeeit.

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