Bitte kurz um Hilfe bei einer Schaltung!

Dominik L. OP #4435447
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Liebes Forum!

Ich habe ein kleines Problem bei einem Teil meines Projektes. Im Anhang 
habe ich ein Foto vom betreffenden Schaltungsteil um das Problem besser 
zu verstehen.
Bei diesem Header kommt später extern also hier in der Schaltung "über" 
dem Header ein mechanischer Schalter hin. Dieser benötigt eine 
Versorgung von 24V (denkt euch bei den 5V im Bild also 24V, habe das 
vergessen zu ändern).
"MechanischX" führt zu einem Mikrocontroller der nur 5V verträgt also 
muss ich es schaffen, dass dort von den 24V nur 5V ankommen.

Ich weis, dass es theoretisch mit einem Levelshifter funktioniert bzw. 
einem IC der die 24V praktisch zu 5V umsetzt. Aber ist es nicht auch 
irgendwie Schaltungstechnisch möglich mit einem Spannungsteiler 
vielleicht oder mit einer Schutzschaltung mit Dioden oder so ähnlich? 
Und wenn ja, wie?


Danke schon mal für die Antworten und eure Zeit!
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Crazy Harry #4435459
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Punkt 1: 24V an 50Ohm macht 0.48A und 11.5W ...... hält der R das aus?
Punkt 2: Spannungsteiler 4:1 ... z.B. 100K:25K .... dann hast ein 
bisschen Reserve, falls die 24V mal mehr werden. Zusätzlich ein 
Widerstand vor den Eingang und den mit 2 Dioden gegen +5V und GND 
(Kathode gegen +5V und den Eingang)
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Dennis R. #4435465
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Eine Möglichkeit wäre ein Spannungsteiler aus Wiederständen, wobei ich 
die Wiederstände eher im 10stelligen Kiloohm Bereich (oder mehr) 
verwenden würde um den Verluststrom zu begrenzen.
Ansonsten ist eine Z-Diode hinter einem Wiederstand (wieder im 10+kOhm 
bereich) noch eine Möglichkeit um die Spannung zu begrenzen.

Wenn du was riskieren willst:
Die meisten µC haben an den Einganspins Dioden welche die Überspannungen 
nach VCC abführen. Dann kannst du dir die Z-Diode sparen, wenn der 
Vorwiederstand groß genug ist. Dann musst du aber beachten, dass über 
diesen Weg der Controller eine Fremdeinspeisung hat.
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Stefan F. Gast #4435472
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Wenn du statt 100 Ohm besser 47k Ohm oder 100k Ohm nimmst, wird es 
funktionieren.

Die 100k Ohm begrenzen den Strom, der (wegen der Überspannung) durch die 
ESD Schutzdioden des Mikrocontrollers fließt.

Dass die 50 Ohm fragwürdig sind, hat ja schon jemand anderes 
geschrieben. Jeder Schaltkontakt benötigt einen gewissen Strom, um 
langfristig zuverlässig zu funktionieren. Aber so viel ist wohl kaum 
nötig. Oder ist der Schalter ungefähr so groß wie ein Bagger?
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Dominik L. OP #4435475
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Crazy H. schrieb:
> Punkt 1: 24V an 50Ohm macht 0.48A und 11.5W ...... hält der R das aus?
> Punkt 2: Spannungsteiler 4:1 ... z.B. 100K:25K .... dann hast ein
> bisschen Reserve, falls die 24V mal mehr werden. Zusätzlich ein
> Widerstand vor den Eingang und den mit 2 Dioden gegen +5V und GND
> (Kathode gegen +5V und den Eingang)

Zu Punkt 1, diese Widerstände sind noch nicht dimensioniert, also die 
50Ohm passen nicht.

Und danke zu Punkt 2 das hilft mir weiter danke...wie Schalte bzw. hänge 
ich aber die Dioden rein?
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Joachim B. #4435478
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Crazy H. schrieb:
> Punkt 2: Spannungsteiler 4:1 ... z.B. 100K:25K .... dann hast ein
> bisschen Reserve

gefällt mir, aber besser wäre da es 25k so schwer zu kaufen gibt

22k oder 24k, dürfte einem digital IO egal sein
er könnte aber auch einen ADC nutzen und dann sogar feststellen was es 
ist

Crazy H. schrieb:
> Zusätzlich ein
> Widerstand vor den Eingang und den mit 2 Dioden gegen +5V und GND
> (Kathode gegen +5V und den Eingang)

mache ich auch sehr oft hier bietet sich ein 470 Ohm an, als Dioden 
nehme ich immer BAT42, aber auch 1N4148 werden gerne genommen

>Kathode gegen +5V
für die obere Diode

>Anode gegen GND
für die untere Diode

beide anderen Beine der 2 Dioden treffen sich am Port auf einen Plausch 
mit dem 470 Ohm

ist etwas besser verständlich für Anfänger.
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Stefan F. Gast #4435485
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> Dann kannst du dir die Z-Diode sparen...
> Dann musst du aber beachten, dass über diesen Weg der
> Controller eine Fremdeinspeisung hat.

Fremdspeisung hat der Controller in beiden Fällen, egal ob mit oder ohne 
Z-Diode.

Falls Fremdspeisung nicht akzeptabel ist, kann man das machen:

1
                    Schalter

2
          2,2k         ___

3
+24V o---[===]----+----- ------| GND

4
                  |

5
                  |                 47k

6
                  +---|<|----+-----[===]----o +5V

7
               1N4148        |

8
                             |

9
                             +-------o zum µC

10
                             |

11
                            === 1µF

12
                             |

13
                            GND


Wenn der Schalter geschlossen wird, zieht er den Eingang des µC durch 
die Diode mit auf Low. Wenn der Schalter offen ist, geht der Eingang des 
µC wegen dem Pull-Up Widerstand auf High. Aber nicht auf 24V, weil die 
Diode so herum nicht leitet.
Der Kondensator ist optional, er entprellt das Signal und schütz in 
gewissem Maße auch vor Funkstörungen.
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