Überspannungsschutz für ATmega328 und diverse Sensoren

Markus M. (markus_m182) OP 21.10.2016 20:48 #4763883

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Ich muss für mein Abschlussprojkt eine Sensorplatine entwerfen welche 
ich mit einem ATmega328 aufgebaut habe.

Die gesamte Platine wird über einen USB-Anschluss von einer Hauptplatine 
mit 3,3V versorgt.
Nun aber soll ich eine Schutzeinrichtung für die Sensorplatine entwerfen 
welche sie für den Fall schützt, dass ein unaufmerksamer Arbeiter die 
Sensorplatine auf eine herkömmliche USB-Schnittstelle anschließt und so 
die Sensoren zerstört.
Die Sensoren besitzen alle eine Betriebsspannung von  1,9V-3,6V und 
würden so durch die 5V der normalen USB-Schnittstelle zerstört werden.

Im Anhang ist der derzeitige Schaltplan der Platine.

Gibt es hierfür einen günstigen und effektiven Schutz?

Angehängte Dateien:

Sensorplatiine.png (110 KB)

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Tr Gast 21.10.2016 21:26 #4763936

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Markus M. schrieb:
> Die gesamte Platine wird über einen USB-Anschluss von einer Hauptplatine
> mit 3,3V versorgt.

Hat das einen tieferen Sinn? Wenn möglich änder das auf 5V und spendier 
deinem Sensor einen kleinen LDO (wäre für eine saubere analoge 
Versorgung sowieso zu empfehlen).
Ich würde da was mit einem Komparator und P-FET probieren. Entweder VCC 
über 3,6V wegschalten, oder einen LDO überbrücken wenn 3,3V am Eingang 
liegen.
Softwareseitig evtl. auch den Tx erst einschalten wenn deine 
Hauptplatine dran hängt um den USB Host nicht zu ärgern.

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Markus Mayr Gast 21.10.2016 21:33 #4763946

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Hab auch schon darüber nachgedacht die Versorgung auf 5V zu erhöhen und 
für die Sensoren einfach mit einer 3V3 Z-Diode die nötige Spannung zu 
gewährleisten

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Frank B. (frank501) 22.10.2016 08:57 #4764249

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Markus M. schrieb:
> Gibt es hierfür einen günstigen und effektiven Schutz?

Ja. Eine Planung die irgend wo ein wenig Vernunft aufzeigt und keinen 
USB-Anschluss verwendet, der nicht standardkonform ist.

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Hannes J. (pnuebergang) 22.10.2016 11:02 #4764336

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Meine "Schutzschaltung" wäre (SEPIC) Schaltregler, ausgelegt für einen 
weiten Eingangsbereich von unter 3,3V bis über 5V.

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mpunkt Gast 22.10.2016 11:28 #4764362

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Ich habe jetzt nur einmal ganz kurz auf dein Schaltbild geguckt. Sehe 
ich das richtig, dass die Signale, die du da auf deine USB-Buchse drauf 
legst insgesamt garnichts mit den standardgemäßen USB Siganlen zu tun 
haben? Warum nimmst du nicht einfach ein anderes Steckersystem? Das wäre 
eine saubere Lösung. Das was du da machst ist - mit Verlaub - extrem 
dreckig. Insbesondere bei einem "Abschlussprojekt" (was immer das auch 
konkret sein mag) würde das bei mir als Gutachter zu erheblichem 
Punktabzug führen. Stell dir mal den Extremfall vor, jemand benutzt 
einen Schuko-Stecker um Audiosignale weiterzuleiten ...

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