SPI, i2C und Uart - gehen diese bei dauer-high kaputt?

@Alex Ge (dragongamer)

>Eine der Funktionen soll testweise bzw. zur Demonstration, alle pins auf
>High setzen.

Das heißt, alle Pins sind Ausgänge.

>Nun ist die Frage, was passiert wenn jemand das macht, aber grad ein
>i2c, SPI oder uart-Chip dran hat, diese Pins aber von keiner Software
>besetzt sind?

???

>Kann dabei ein angeschlossener Mikrocontroler kaputt gehen?

Wen deine externen ICs auch Ausgänge haben, z.B. das RX-Signal eines 
UARTS, das auf einen Eingang am Raspberry Pi geht, dann treffen bei 
deinem Test 2 Ausgänge aufeinander. Wenn dann einer LOW und der andere 
HIGH machen will, gibt es einen Kurzschluß, bei dem viel Strom fließt. 
Einige ICs überleben das, viele nicht.

Ausgangsstufen Logik-ICs

Falk B. schrieb:
> ???
Das Läuft beim Raspberry scheinbar so.
Wenn ein Programm SPI, oder Uart nutzt, dann wirft WiringPi eine 
Fehlermeldung und lässt mich den Pin nicht als Ausgang schalten.
Ob das auch auf i2C zutrifft, hab ich noch nicht getestet.


Falk B. schrieb:
> Wen deine externen ICs auch Ausgänge haben, z.B. das RX-Signal eines
> UARTS, das auf einen Eingang am Raspberry Pi geht, dann treffen bei
> deinem Test 2 Ausgänge aufeinander. Wenn dann einer LOW und der andere
> HIGH machen will, gibt es einen Kurzschluß, bei dem viel Strom fließt.
> Einige ICs überleben das, viele nicht.
>
> Ausgangsstufen Logik-ICs
Okey, das macht Sinn!
Gut, dann werde ich wohl klare Warnungen verfassen.


Danke für die schnelle Antwort!

Deine Frage ist nicht sonderlich sinnvoll!

Prinzipiell kann ein Ausgang jeden erlaubten Zustand so lange halten, 
wie Du oder der µP es möchten.

Die Problematik stellt sich erst dann, wenn DU ins Spiel kommst.
Ist ein Ausgang Low und die ganze Zeit über mit externem High verbunden, 
so wird es leicht problematisch.
Umgekehrt: Ist der Pegel high und mit low verbunden, gilt das gleiche.

Noch anders ausgedrückt: Hältst Du Dich an die zulässigen 
Spezifikationen, so sollte es keine Probleme geben.

Darüber hinaus gilt: Kommt darauf an. Welche Last; welcher µP; kann der 
Typ die überschüssige Wärme loswerden...

Was man so hört scheinen die IOs der Himbeere relativ empfindlich zu 
sein und eher leicht kaputt zu gehen. Darum gibt es in der Szene auch 
viele Puffer, Pegelwander und natürlich das Allheilmittel 
Optokoppler.

Sebastian S. schrieb:
> Deine Frage ist nicht sonderlich sinnvoll!
Ja, das ganze stellt auch keinen "produktiven Einsatz" dar, sondern 
dient dem Experimentieren und Lernen.

Wenn es um das Experimentieren und Lernen geht, sollte man vor allem das 
Phänomen: DAU nicht vergessen.

Für diese sind, wie Falk bereits angedeutet hat Systeme, wie die 
Himbeere, nicht das Gelbe vom Ei.

Die gehen über den gut isolierenden Fußbodenbelag und berühren mit 
Hochspannung einen Pin (Nirwana). Die schließen irgend etwas an einen 
Anschluss an (tschüss), und machen sich anschließend Gedanken darüber, 
ob das sinnvoll ist.

Anders ausgedrückt: Ob Arduino, Raspberry-PI oder wie auch immer die 
Systeme heißen, im Urzustand sind diese extrem empfindlich.
Noch anders ausgedrückt: Ohne sehr aufwändige, externe Beschaltung, zu 
nichts zu gebrauchen. Die Pegel sind oft die Falschen, die Leistung 
unzureichend, usw.

Naja, da ist vieleicht was dran, aber doch etwas extrem ausgedrückt.
Es gibt Shields und externe Boards mit denen man Funktionalität 
erreicht, ohne sehr viel rumfummeln zu müssen.
Der Raspi hat vorallem den Vorteil auf einfachste Weise einen Bildschirm 
anschließen zu können.

Kennst du denn Hardware mit der man besser einsteigen kann?
Denkst du an einfachere/andere Mikrocontroler die man komplett selbst 
programmieren und anschließen muss?
Fürchte da ist das Frustrationsrisiko dass es ewig dauert bis man 
irgendwas interessantes sieht, deutlich höher als der Verlust falls man 
wirklich nen Arduino oder Raspi himmelt nachdem man immerhin eine Weile 
Spaß mit ihm hatte ;)

Die Pegel sind nich so oft falsch, sofern man halbwegs drauf achtet, im 
richtigen "Universum" zu bleiben.
Z.B. was man auf Adafruit findet (und wofür es fast immer Replikate zum 
bruchteild es Preises gibt) ist meistens mit dem Raspi kompatibel und 
ist klar beschrieben, wenn es mal nicht der Fall ist.

Ich denke das Hauptproblem sind das Preisschild und der Begriff: 
Bestimmungsgemäße Anwendung.
Die meisten µP bis incl. Himbeeren werden - natürlich aus Kostengründen 
- nicht bestimmungsgemäß verwendet.

Eigentlich sind die Mikrocontroller für den "Einbau" in eine, in sich, 
geschlossene Schaltung bestimmt. Dort herrschen dann auch genau 
definierte Zustände.

Aus vielerlei Gründen werden bei Billigsystemen die "nackten" Anschlüsse 
nach draußen gezogen. Dafür sind diese eigentlich nicht gedacht.
Natürlich verdienen die Hersteller hierfür mildernde Umstände, da ja 
zwei Sachen das ganze sinnvoll machen.
1. Die Kosten, sowie die Kosten und auch der Preis.
   Einen Anschluss halbwegs sicher zu machen ist relativ aufwändig.
2. Um einen Anschluss sicher zu machen sind ein paar Grenzwerte nötig.
   Außer dem tatsächlichen Anwender kennt die aber keiner.
   Im Gegenteil: Ein sicherer Anschluss kann für eine andere Anwendung
   schnell unbrauchbar werden.

Aber unter dem Strich:
Bietet ein Hersteller ein System für 50€ an und der andere für 300€, so 
kann man die Umsatzzahlen recht einfach prognostizieren.
Vor allem wenn sich die Gründe nicht verkaufen lassen und die Anwender 
meist "von tuten und blasen" keine Ahnung haben.

Geist ist Geil - reimt sich zwar, bleibt aber meist außen vor.
Geiz ist Geil - ohne allzu viele Konjunktive ist viel besser.

Bedenke das auch umgekehrt: Kaufe ich die 50€ Teile (was im Arduino 
Bereich ja schon sehr viel ist), kann ich 5 davon in die Jagdgründe 
schicken, bis es sich gelohnt hätte, das hypothetische 300€ Modell zu 
nehmen.

Das ist also nicht "geiz ist geil" sondern auch wieder wirtschaftlich 
und schlicht logisch.
Im Heimbereich entstehen halt keine 5stelligen Folgekosten wenn mal was 
ausfällt, wie in der Industrie.

Davon abgesehen leidet die Vielseitigkeit unter den Schutzmaßnahmen. Man 
kann einen schnellen i2c oder gar SPI Anschluss ja garnicht per 
Optokoppler schützen, oder irre ich mich?
Und wirklich DAU-sicher würde das nur mit Relais.

Gut, gegen ESD könnte man wahrscheinlich mehr tun als auf dem Raspberry.