Trigger-Input richtig schützen

[Chris K. (chris_k)]

Hallo,
ich würde gerne einen Trigger-Eingang (so wie bei DSLRs) in meiner 
Schaltung haben. Sobald zwei Eingangs-Pins kurzgeschlossen werden (Pins 
1 und 3 an X1), soll ein Interrupt ausgelöst werden.

Meine Frage ist nun, wie man so einen Eingang am besten schützt (z.B. 
davor, dass ungewollt eine Spannungsquelle angeschlossen wird).

Mein erster Entwurf ist im Anhang. Wäre mein Input (T1) so vor den 
schlimmsten Fehlern geschützt?

[THOR (Gast)]

Ggf. reichts schon den sehr hochohmig zu machen. Was hängt denn an T1 
dran?

[Chris K. (chris_k)]

THOR schrieb:
> Ggf. reichts schon den sehr hochohmig zu machen. Was hängt denn an T1
> dran?

An T1 hängt einfach nur ein Input-Pin eines Mikrocontrollers. Deshalb 
auch der Pullup-Widerstand.

[Chris (Gast)]

Wäre es eventuell sinnvoll, D3 durch eine Z-Diode (3.3 Volt) zu 
ersetzen?

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
grundsätzlich ist erstmal zu klären, welche maximalen Bedingungen der 
Eingang T1 verträgt. Als einfacher Eingang einen uC mit 3,3V 
Betriebsspannung wird dieser recht empfindlich gegen jede Überspannung 
sein.
Abgesehen sollten die Pegel für zuverlässiges Low und High eingehalten 
werden.

Dein Schaltungsvorschlag schütz eigentlich gegen gar nix.
-> negative Spannung geht über D1 unbegrenzt auf T1
-> positive Spannung (z.B. ESD) zerschießt erst D1 und dann T1
-> Wozu soll D2 und D3 gut sein?
-> Mit der Flussspannung von D1 + D2 kann unter Umständen ein 
zuverlässiger Low-Pegel nicht erreicht werden.

Ein einfacher aber robuster Schutz ist im Anhang dargestellt.
Zusätzlich kann auch noch je ein Kondensator (MLCC, z.B. 100nF....1uF) 
mit hinter die Längswiderstände gegen gnd geschaltet werden (Tiefpass).

Falls du auch das gnd-Pin gegen Kurzschluss absichern willst, wäre statt 
D2 auch ein Reihenwiderstand (bis max. ca. 2,2k) möglich (Low-Pegel 
beachten).
In der Bauform 1206 wäre das bis ca. 30V ausreichend. Bei Bedarf kann 
man alles auch noch etwas hochohmiger machen.
Gruß Öletronika

[MAx (Gast)]

Kannst du dein Bild noch kommentieren? Das versteht ja kein Mensch

[Dietrich L. (dietrichl)]

U. M. schrieb:
> Ein einfacher aber robuster Schutz ist im Anhang dargestellt.

Da würde ich aber noch einen weiteren Längswiderstand vor den Eingängen 
spendieren, um den Strom durch die Dioden zu begrenzen.
Dann bracht man noch eine Spannungsbegrenzung der 3V - je nach dem max. 
Strom, der über die Dioden in die 3V eingespeist werden können, und der 
vorhandener Last an den 3V.

[Chris K. (chris_k)]

Vielen Dank für deinen Schaltungs-Vorschlag! Leider verstehe ich nicht 
recht, wie der mir helfen kann. Im Anhang nochmal zwei Bilder, die mein 
"Problem" vielleicht besser beschreiben.

Fall 1: Der Nutzer schließt (wie gewünscht) einen Taster an. Alles okay.
Fall 2: Der Nutzer schließt eine Batterie an. Hiervor möchte ich die 
Schaltung schützen. Wobei mir natürlich klar ist, dass man sich nie 100% 
vor dem Durschnitts-DAU schützen kann :D

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
und ich dachte, die Schaltung wäre hinreichend einfach, auch wenn es in 
meinem Beispiel um 4 gleichartige Digitaleingänge geht.
> Dietrich L. schrieb:
> Da würde ich aber noch einen weiteren Längswiderstand vor den Eingängen
> spendieren, um den Strom durch die Dioden zu begrenzen.
Ist doch mit R85...R88 (je 10 kOhm) drin!

Zur Erklärung: Der Eingang ist links, die Signalsenke geht nach rechts.

> Dann bracht man noch eine Spannungsbegrenzung der 3V - je nach dem max.
> Strom, der über die Dioden in die 3V eingespeist werden können, und der
> vorhandener Last an den 3V.
Nein, die Versorgungspotentiale selbst dienen quasi als Begrenzung.

Hier ist das Prinzip erklärt (mit R1, D1, D2):
-> Überspannungsschutz mit Dioden
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Hier wird es auch so verwendet:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/202139/OPV-Schutzschaltung.PNG

Hier eine Variante mit zusätzlicem Tiefpass.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/183162/i_o-protection.png
Das geht auch mit nur einem Widerstand und C1 parallel zu D2.

Eine weitere Erklärung auch hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode#Schutzdioden_an_IC

Zu beachten ist, dass die Strombegrenzung so eingestellt wird, dass der 
Ableitstrom deutlich unterhalb des Versorgungsstromes der Schaltung 
bleibt.
Für echte Low-Power-Anwendungen kann es also evtl. nicht die richtige 
Lösung sein.
Gruß Öletronika

[Chris K. (chris_k)]

Woran würde ich bei deiner Schaltung Pins X1.3 und X1.1 anschließen? 
Einen an Din1 und den anderen an GND?

[Dietrich L. (dietrichl)]

U. M. schrieb:
>> Dietrich L. schrieb:
>> Da würde ich aber noch einen weiteren Längswiderstand vor den Eingängen
>> spendieren, um den Strom durch die Dioden zu begrenzen.
> Ist doch mit R85...R88 (je 10 kOhm) drin!
>
> Zur Erklärung: Der Eingang ist links, die Signalsenke geht nach rechts.

Ja, dann ist es klar; ich hatte den Eingang rechts angenommen.

>> Dann bracht man noch eine Spannungsbegrenzung der 3V - je nach dem max.
>> Strom, der über die Dioden in die 3V eingespeist werden können, und der
>> vorhandener Last an den 3V.
> Nein, die Versorgungspotentiale selbst dienen quasi als Begrenzung.

OK, wird im Allgemeinen reichen.
Lediglich falls die Versorgung keine weitere Last hat und der µC im 
starken Stromsparmodus betrieben wird könnte die Versorgungsspannung 
unzulässig hoch ansteigen.

[BlaBla (Gast)]

Meine Güte: einfach nur Din betrachten. Der Schaltungsausschnitt ist für 
vier Eingänge ausgelegt. Guck Dir nur einen an.