Level Shifter oder ähnliches für KFZ->MC gesucht

[Markus S. (markussch)]

Hallo,

ich möchte verschiedene Signale (ca. 16) von einem KFZ mit einem MC 
erfassen.

Die Signale können entweder +Batt, GND oder Z-State als Zustand haben.

Die Hardware soll möglichst universell aufgebaut sein um alle drei 
Zustände pro Pin abzudecken. Z-State muss aber vom MC nie Ausgewertet 
werden bzw. wird als "aus" behandelt.

Der MC (5V-Version) hätte intern schaltbare Pull-up/-down Widerstände.

Beispiele:
Handbremswarnleuchte normal Z, angezogen auf GND
Wischwasser normal Z, Signal bei +Batt.
Fernlicht: aus GND, an +Batt.
usw.

Es soll völlig egal sein an welchen Eingangspin ich welches Signal 
hänge, der MC muss es nur zuverlässig auswerten können.

Im KFZ-Bereich sollten die Eingänge min. 15-18V abkönnen und ESD 
tauglich sein.

Ich habe UNI-Direktionale Level Shifter gefunden, die dann aber mit den 
Z-State Signalen nicht klar kommen. Bi-Direktionale Level Shifter 
könnten vom MC via Pull-up/-down "vorkonfiguriert" werden um auch die 
Z-State Zustände zu berücksichtigen aber ich habe keine für 15-18V 
gefunden.

Gibt es solche IC's am besten gleich mit 6-8 Ein-/Ausgängen?

Gruß
Markus

[Stefan F. (Gast)]

Dein µC soll also an allen 16 Eingängen High, Low und Z erkennen können.

Wenn er Z nicht erkennen könnte, müsste man diesen Zustand entweder mit 
High oder mit Low gleich setzen. Aber dann könntest du die Leitungen 
nicht mehr beliebig tauschen.

Ich würde Dir empfehlen, einen µc mit 16 analogen Eingängen zu verwenden 
und davor Spannungsteiler zu schalten (keine Levelshifter) Das ist mit 
Sicherheit die einfachste und billigste Lösung.

In Frage käme zum Beispiel ein STM32F103RBT6 oder STM32F103VET6 Board. 
Die bekommst du bei Ali Express ab etwa 7 Euro. Alternativ könnte man 
irgendeinen anderen µC verwenden und dessen analoge Eingänge durch einen 
seriellen AD Wandler wie den MCP3208 erweitern.

Spannungsteiler:

 
                    10k         10k
+3,3V (bzw 5V) o---[===]---+---[===]---|
                           |
In 12V o-----------[===]---+-----||----|
                    10k    |     10nF
                           |
                           o
                          ADC Eingang

Bei Z wird der ADC halbe Versorgungsspannung messen.
Bei GND wird er 0V messen.
Bei 12V wird er die maximale Spannung (3,3V bzw 5V) messen.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Markus S. schrieb:
> Handbremswarnleuchte normal Z, angezogen auf GND
> Wischwasser normal Z, Signal bei +Batt.

Das ist aber nur für den "nackten" Sensor/Schalter so. Im Auto eingebaut 
und am Steuergerät angeschlossen liegen da immer Pegel an.

[Markus S. (markussch)]

@Stefan: Wie geschrieben muss der MC Z nicht erkennen, es ist halt nur 
so das manche Sensoren halt hochohmig sind wenn nicht aktiv und nach 
+Batt oder Masse wenn aktiv. EMV wäre dann auch noch so eine Sache... 
Deshalb lieber mit nem Level Shifter oder ähnlichem.

@Joachim: Das ist zwar richtig, aber genau diese(s) Steuergerät(e) 
möchte ich ersetzen.

[Stefan F. (Gast)]

Ich merke dass du mich nicht verstanden hast, ebensiwenig den 
Schaltungsvorschlag. Aber wer nicht will der hat schon. Du weisst es ja 
scheinbar besser. Nur warum bittest du uns dann um Hilfe?

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Markus S. schrieb:
> @Joachim: Das ist zwar richtig, aber genau diese(s) Steuergerät(e)
> möchte ich ersetzen.

Und du hast den Überblick, was du da tun willst? Das sind meist nur 
Nebenfunktionen in eh vorhandenen Steuergeräten (ich kann mir bei der 
Fragestellung gerade nicht vorstellen, dass du die komplett 
rausschmeissen willst/kannst). Und die neigen dann dazu, Fehlermeldungen 
zu schmeissen wegen unplausibler Sensorwerte.

Schreib mal genauer, was das werden soll.

[Markus S. (markussch)]

Die Originaltechnik im KFZ ist aus den 80'er also nix mit Diagnostik 
etc.

Also wie schon geschrieben möchte ich die "Sensoren" gerne direkt mit 
einem MC auslesen und auswerten.

Gibt es einen Bi-Direktionalen Level-Shifter mit mehreren IO und 15-18V 
Eingängen? Wie z. B. den TXB010x von TI

[Clemens L. (c_l)]

Markus S. schrieb:
> Gibt es einen Bi-Direktionalen Level-Shifter mit mehreren IO und 15-18V
> Eingängen? Wie z. B. den TXB010x von TI

Nein, die sind aller nur für Logik (höchstens 5 V) gedacht.

Für Open-Drain-I/Os (entspricht LSF010x/TXS010x) könntest du dir das 
diskret aufbauen, aber TXB wird dann zu komplex.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Bidirektional nutzt dir gar nichts.
Was du machen könntest: je Eingang 2 Optokoppler. Verdoppelt aber die 
Anzahl der nötigen Inputs an deinem MC.

[Stefan F. (Gast)]

> Verdoppelt aber die Anzahl der nötigen Inputs an deinem MC.

Deswegen habe ich die Nutzung analoger Eingänge empfohlen.

[Markus S. (markussch)]

H.Joachim S. schrieb:
> Bidirektional nutzt dir gar nichts.

Ich würde sagen Bidirektional wäre perfekt gewesen.

Beispiel: Handbremse inaktiv hochohmig Z, aktiv GND

MC PIN auf Eingang mit internem Pull-up konfiguriert.

Ergibt inaktiv dann am MC PIN einen 5V Pegel, der rückwärts über den 
Bidirektionalen Treiber auf +12V (+Batt) bei inaktiver Handbremse 
schaltet. Zieht man die Handbremse nun an, wird der Pegel auf GND 
gezogen und vorwärts über den Treiber der MC Pin auch auf Masse gezogen.

Genau so umgekehrt mit einem Z und +Batt Signal, der MC Pin ist dann 
allerdings intern mit einem Pull-down geschaltet.

Wenn man dann noch am Eingang des Bi-Treibers zur KFZ Seite ein 15K in 
Reihe legt kann nicht mal bei falscher Pull-up/down config was kaputt 
gehen.

Oder sehe ich das Falsch?

[Stefan F. (Gast)]

Du vergisst, dass an dem Schalter der Handbremse noch Lampen 
angeschlossen sind (normalerweise jedenfalls).

[Markus S. (markussch)]

Normal schon, aber dann hätte ich mir den ganzen Aufwand mit Z-State eh 
nicht machen brauchen, da die (Glüh)Lampen dann als Pull-Up/Down 
fungieren.

Ich habe aber die original Steuergeräte bzw. das KI nicht mehr drin, 
deshalb sind mache Leitung ebent unbeschaltet offen (Z)...

[Stefan F. (Gast)]

Normalerweise genügen einfache Spannungsteiler die man richtig herum 
dreht, je nachdem ob der Schalter die Leitung mit dem Plus-Pol oder mit 
GDN verbindet. Aber du willst es universell haben, also brauchst du 
Eingänge, die mindestens 3 Zustände erfassen können. Analoge Eingänge 
können das ganz sicher.

Digitale Eingänge können das nur paarweise. Dann brauchst du aber 32 
Eingänge für 16 Schalter.