Hallo zusammen. Ich möchte meine MC (ATMEGA48)abschalten. Muss ich die Ansteuerimpulse für die USART RX-Port auch abschalten oder vertragen die MC ein paar mA Eingangsstrom im ausgeschaltetet Zustand. Da gibt es doch Schutzdioden gegen Plus an den Eingängen. Gruß Fritz
>Muss ich die Ansteuerimpuls >für die USART RX-Port auch abschalten Das wäre besser. >oder vertragen die MC ein paar mA Eingangsstrom im ausgeschaltetet >Zustand. Da gibt es doch Schutzdioden >gegen Plus an den Eingängen. Diese paar mA können dafür sorgen das dein uC halbgar mit Spannung versorgt wird und dieser gar nicht abgeschaltet ist! Ausreichend grosse Widerstände in der Leitung können das zumindest reduzieren. Also mal 10k in die Leitung legen.
Du kannst das mit einer Diode entkoppeln.
1 | Quelle 1N4148 2,2kΩ |
2 | Tx o-------|<|-------+-------[===]-----o Vcc |
3 | | |
4 | o |
5 | µC Rx Pin |
Schaut man in's Datenblatt (Wirklich! Das ist erlaubt!!!) gibt es auch Schutzdioden gegen Masse. Leider wird nicht gezeigt, was die exakt vertragen. Rechnen wir mal nach: 4,7 kOhm in die USART-Leitungen zum µC und Ansteuerung = 5V. Strom ca. 1,1 mA Der Widerstand wird mit < 5 mW belastet und die Schutzdiode mit < 1mW. Was soll da kaputt gehen? Bleibt noch die Frage der Baudrate im Betrieb: 4,7 kOhm und Cin <= 100 pF ergeben eine F_grenz = 339 kHz Also bist du bis 38 kBaud locker im grünen Bereich. Bei deutlich kleineren Baudraten kannst du den Vorwiderstand auch auf 10 kOhm erhöhen.
Zusätzliche Widerstände kann man sich IMO auch schenken. Wie man auf die Idee kommt, dass die Schutzdioden greifen kann ich grad nicht so recht nachvollziehen oder schaltet hier tatsächlich jemand so ab, dass er z.B. die Vcc-Pins des AVRs niederohmig auf GND legt (bzw. die GND-Pins auf Vcc legt)? Nur dann hätte überhaupt eine Schutzdiode die Chance wirksam zu werden bei einem Signal auf der RX-Pin. Kaputt wird da nix gehen. Was ich mir vorstellen könnte ist, dass sich der AVR über das Signal am RX-Pin selbst versorgt (der braucht ja idR nicht viel um zu laufen). Eine Idee zur Abschaltung aber könnte auch sein, den RX-Pin auf GND zu legen, hab ich aber bisher noch nie so gemacht. Alternativ kann man ja den AVR in den Power-Down schicken (so schalte idR ich den AVR ab), da hat man dann quasi keine Probleme mit Signalen an den IOs.
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Bearbeitet durch User
M. K. schrieb: > Wie man auf die > Idee kommt, dass die Schutzdioden greifen kann ich grad nicht so recht > nachvollziehen oder schaltet hier tatsächlich jemand so ab, dass er z.B. > die Vcc-Pins des AVRs niederohmig auf GND legt Du weist ja nicht, was bei "haderlump" noch alles an Vcc hängt. Mindestens ist da aber noch ein Stütz-C. Das ist zwar nicht relevant beim Abschalten des µC, aber beim Einschalten der RX-Quelle und nicht versorgtem µC ist das nicht so gut.
Dietrich L. schrieb: > Mindestens ist da aber noch ein Stütz-C. Das ist zwar nicht relevant > beim Abschalten des µC, aber beim Einschalten der RX-Quelle und nicht > versorgtem µC ist das nicht so gut. Warum denn das?
M. K. schrieb: > Dietrich L. schrieb: >> Mindestens ist da aber noch ein Stütz-C. Das ist zwar nicht relevant >> beim Abschalten des µC, aber beim Einschalten der RX-Quelle und nicht >> versorgtem µC ist das nicht so gut. > > Warum denn das? Beim Einschalten der RX-Quelle fließt zu beginn ihr Kurzschlussstrom über die Eingangsdiode in den Stützkondensator (falls RX=high ist). Und das kann zu viel sein. Es muss ja nicht sein, dass der Eingang sofort zerstört wird, aber er kann auf die Dauer Schaden nehmen. Ein sauberes Design ist das jedenfalls nicht, höchsten eine Bastellösung, wo man Ausfälle toleriert. Allerdings kennen wir die Quelle und ihre Daten nicht. Daher kann es sein, dass das Ergebnis von problemlos bis gefährlich zu bewerten ist.
Da strickst du dir jetzt aber ganz schön viele Wenn und Aber zusammen. Du setzt grade voraus, dass die RX-Leitung ordentlich Strom liefern kann, der Stützkondensator am µC ebenfalls ordentlich groß ist und die Pulsbelastbarkeit der Schutzdiode im µC hinreichend klein ist. Gehen wir mal von einem 100uF Kondensator als Stütze aus und nehmen mal 1 mA Stromfluss an dürfte es kaum eine halbe Sekunde dauern bis die Ladung in den Kondensator gepumpt ist bei einem 5 V Spannungspegel. Bis hierdurch wirklich mal ein Schaden zustande kommt muss man sicher ein bis zwei mal die Platine austauschen da die sonst schlicht verrotten würde.
M. K. schrieb: > Was ich mir vorstellen könnte ist, dass sich > der AVR über das Signal am RX-Pin selbst versorgt (der braucht ja idR > nicht viel um zu laufen). Genau das habe ich hier gerade: Am AT328 (A* Pro Mini) habe ich USB über CH340 dran, aber nur GND-RX-TX verbunden. Nehme ich dem µC seine Versorgung weg, bleibt der erstmal leben. Wenn er dann etwas tut und mehr Strom braucht, bricht die Spannung ein, die ja nur aus RX über die Schutzdiode kommen kann, und es passiert Unfug. Hier wird das keinen Ärger machen, weil der CH340 nur für Servicezwecke angestöpselt wird, in einer realen Schaltung mit permanenter Schnittstelle müsste man den Baustein abschalten.
Manfred schrieb: > in einer realen Schaltung mit permanenter > Schnittstelle müsste man den Baustein abschalten. Nö. Du baust die Diode aus Stefans Beitrag ein: Beitrag "Re: Eingangsspannung an MC ohne Versorgungsspannung." Das geht deswegen, weil ein UART Signal low aktiv ist und high inaktiv. Das ist übrigens auch ein preiswerter Pegelwandler von 5V TX auf 3,3V (oder weniger) RX. Meistens kann man sich auch den extra Pullup sparen. stefanus, +1 von mir :-)
Da hab ich ja direkt eine Lawine losgetreten. Sehr iteressante Aspekte dabei. Vielen Dank. Ich habe mich für die Lösung mit der Diode entschieden. minimaler Aufwand und auf der sicheren Seite. Gruß Fritz
> Da strickst du dir jetzt aber ganz schön viele Wenn und Aber zusammen.
Das sehe ich anders. Mein alter Laptop lässt sich zum Beispiel weder
richtig aus noch ein schalten, wenn ich am parallel-Port eine fremd
gespeiste Schaltung anschließe. Da fließen pro Input Pin nur wenige
Milliampere, aber die reichen, um die Störung auszulösen.
(Ich halte das für eine Fehlkonstruktion, doch sollten wir jetzt nicht
dikutieren, ob das Normal ist oder wer hier einen fehler gemacht hat.
Denn es geht nicht um meinen Laptop.)
Gewöhnliche Logik-IC's der 74HC Familie liefern im Kurzschlussfall weit
über 20mA. Atmel empfiehlt in einer Appnote jedoch, die ESD Dioden nicht
über 1mA zu belasten - auch nicht kurzzeitig.
Der Punkt ist: Diese ESD Dioden gehen zwar auch bei 10mA nicht gleich
kaputt. Aber sie erfüllen ihre Schutzwirkung nicht mehr. Die ESD Dioden
erfüllen jedoch ihre Schutzwirkung nur dann, wenn die Spannung an ihnen
geringer ist, als die Schwellenspannung der nachfolgenden internen
Bauteile. Und das setzt eben einen geringen Strom voraus. Aus diesem
Grund macht es unter Umständen auch Sinn, parallel zu den internen ESD
Dioden größere externe Dioden zu schalten - es erlaubt höhere Ströme.
Manfred schrieb: > Genau das habe ich hier gerade: Am AT328 (A* Pro Mini) habe ich USB über > CH340 dran, aber nur GND-RX-TX verbunden. > > Nehme ich dem µC seine Versorgung weg, bleibt der erstmal leben. Wenn er > dann etwas tut und mehr Strom braucht, bricht die Spannung ein, die ja > nur aus RX über die Schutzdiode kommen kann, und es passiert Unfug. Das hab ich ja oben auch schon geschrieben gehabt, dass sich der uC dadurch möglicherweise selbst versorgt. Wie aber schon gesagt bin ich mir hier ziemlich sicher, dass das den uC nicht schaden wird in diesem Falle. Stefan U. schrieb: > Gewöhnliche Logik-IC's der 74HC Familie liefern im Kurzschlussfall weit > über 20mA. Worüber reden wir denn jetzt? Wird sind doch noch beim USART und ner seriellen Schnittstelle, oder? Stefan U. schrieb: > Das sehe ich anders. Mein alter Laptop lässt sich zum Beispiel weder > richtig aus noch ein schalten, wenn ich am parallel-Port eine fremd > gespeiste Schaltung anschließe. Da fließen pro Input Pin nur wenige > Milliampere, aber die reichen, um die Störung auszulösen. Und hier sieht man: Auch in "professionellen" Geräten...ach, lassen wir das. Ist einer der IOs des Books dadurch kaputt gegangen? ;) Wenn es jetzt generell darum geht wie stark man die Schutzdioden einen AVRs belasten darf, also da bin ich raus. Bei der USART-Serial-Treiber ist meine Einstellung dazu: Kein Problem, AVR kann problemlos abgeschaltet werden ohne dass er durch den Serial-Treiber Schaden nimmt.
M. K. schrieb: > Wie aber schon gesagt bin ich > mir hier ziemlich sicher, dass das den uC nicht schaden wird in diesem > Falle. Mag sein, dass es dem µC nicht unmittelbar schaden wird in dem Sinn, dass er nicht von diesem Strom am IO abraucht. Aber der µC kann mit reduziertem Vcc unzuverlässig und undefiniert anlaufen und dabei beliebigen Unsinn mit dem Rest der Schaltung anfangen. Lass diesen µC z.B. direkt einen Logik-Pegel FET treiben. Im Normalbetrieb läuft alles problemlos, mit der parasitären Versorgung über RX kann der FET im Linearbetrieb abrauchen. Ist dieses Szenario für dich wieder "zu viel Wenn und Aber"? Wenn du alle solche Fälle in der Schaltung sicher ausschließen kannst, dann betreib gerne den µC mit ausgeschaltetem VCC über RX. Wenn du nicht sicher alle solche Fälle ausschließen kannst, dann würde ich diesen undefinierten Betrieb nicht zulassen wollen. Und jenseits von Bastelaufbauten würde ich einen solchen undefinierten Betreib eh nie zulassen - die Kosten wenn du doch einen "Wenn und Aber" Fall übersehen hast und beim Kunden Folgeschäden verursachst, können nämlich unangenehm sein. (Aber jeder, wie er mag.)
M. K. schrieb: > Da strickst du dir jetzt aber ganz schön viele Wenn und Aber zusammen. Ja! Ich bin (war) halt gewöhnt professionell für Industrie-Anwendungen zu entwickeln, und da gilt Worst-Case. Das Einsparen von ein paar Cent ist da ohne Bedeutung. Die dann immer noch vorhandenen, da nicht erkannten Problemfälle reichen aus, um Ärger zu machen - u.U. mit hohen Folgekosten.
> Ist einer der IOs des Books dadurch kaputt gegangen?
Nein, es kam nur zu diesen lästigen Fehlfunktionen beim ein/aus
Schalten.
Jacko schrieb: > Schaut man in's Datenblatt (Wirklich! Das ist erlaubt!!!) gibt es auch > Schutzdioden gegen Masse. > Leider wird nicht gezeigt, was die exakt vertragen. > Rechnen wir mal nach: > 4,7 kOhm in die USART-Leitungen zum µC und Ansteuerung = 5V. Dann leitet die "Schutzdiode nach Masse" sicher nicht. Weil die nämlich nur für negative Spannungen wirken kann (wenn man ins Datenblatt schaut und nachdenkt... ;-) Ergo wird bei 5V über 4,7 kOhm die "Schutzdiode nach Vcc" greifen. Und damit kann man sogar einen uC versorgen. Siehe den Beitrag "Re: Bosch E-Bike Antrieb Geschwindigkeitssensor"
M. K. schrieb: > Manfred schrieb: >> Nehme ich dem µC seine Versorgung weg, bleibt der erstmal leben. Wenn er >> dann etwas tut und mehr Strom braucht, bricht die Spannung ein, die ja >> nur aus RX über die Schutzdiode kommen kann, und es passiert Unfug. > > Das hab ich ja oben auch schon geschrieben gehabt, dass sich der uC > dadurch möglicherweise selbst versorgt. Wie aber schon gesagt bin ich > mir hier ziemlich sicher, dass das den uC nicht schaden wird in diesem > Falle. "dass das deM uC nicht schaden wird", ist eine Sache. Weitaus relevanter ist, was ich schrieb: Es passiert Unfug ! Mein Professor läuft scheinbar , da seine Versorgung aber nicht stabil ist, erzeugt er ungewollte Zustände in der umgebenden Schaltung.
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