Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Thermoelement Typ K: MAX31855 aber 5V


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von Michael R. (fisa)


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Hallo Leute,

für eine Bastlerei möchte ich ein Thermoelement (Typ K) mit einem AVR 
auslesen. Eigentlich bietet sich dafür der MAX31855 an, aber der mag 
aber 3.3V haben, ich hab 5V (und das wäre auch schwierig zu ändern).

Bevor ich mich jetzt wieder mit Pegelwandlerei und Zeugs beschäftige: 
gibt es eine 5V-taugliche Alternative?

Eine Möglichkeit wäre sowas wie der AD8495 und dann den ADC des ATmega 
verwenden... andererseits hätte ich die Cold Junction Temp auch gerne, 
und der MAX31855 liefert diese...

Bessere Ideen/Vorschläge?

PS: Temperaturbereich 20°C bis max. 400°C; aber die K-Elemente sind 
gesetzt.

von X4U (Gast)


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Michael R. schrieb:
> Bevor ich mich jetzt wieder mit Pegelwandlerei und Zeugs beschäftige:


Der SPI Bus hat nur 3 Leitungen, die sind unidirektional. Da reichen 3 
Widerstände und 3 Dioden zur Pegelwandlung.

Die Widerstände dienen als pull up der jeweiligen Versorgungsspannung 
und die Dioden sperren diese in Richtung der anderen Versorgung. Ein Low 
zieht den Pegel nach unten.

von Michael R. (fisa)


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X4U schrieb:
> Da reichen 3
> Widerstände und 3 Dioden zur Pegelwandlung.

Ich hab zwar schon einige Pegelwandler gemacht, aber das 
Diode-Widerstand-Prinzip wäre mir neu ;-) Magst du das etwas genauer 
erläutern? (Schaltbild?)

Anyway: 3 Dioden, 3 Widerstände, ein U-Regler + C (oder doch lieber ein 
74LVT125), mach ich gerne, aber nicht wenn es eine viel einfachere 
5V-kompatible Lösung gibt...

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Michael R. schrieb:
> Ich hab zwar schon einige Pegelwandler gemacht, aber das
> Diode-Widerstand-Prinzip wäre mir neu ;-) Magst du das etwas genauer
> erläutern? (Schaltbild?)
er meint wohl eine Schaltung wie die im Anhang.

Von 5V auf 3,3V geht es einfach mit einem Spannungsteiler.
-> CS und Clk
Je nach Taktrate kann man den hochohmiger oder niederohmiger machen.
Der Takt muß ja sicher nicht bei 20MHz laufen, oder?

Bei dem Pegel von 3,3V auf 5V (MISO) würde es wohl auch ganz ohne 
Pegelwandler gehen, wenn da nicht noch andere Teilnehmer dran hängen, 
die evtl. einen 5V-Pegel zwanghaft auf den 3,3V-Out geben wollen.
Dann wird mit Dioden entkoppelt, so dass immer nur der der Low-Pegel vom 
Sender aktiv geschaltet wird.

Das hat nur einen kleinen Nebeneffekt, nämlich dass der High-Pegel auf 
der 5V-Seite durch den Pegel des 3,3V-Out über die Flussspannung der 
Diode auf etwa 4V geklemmt wird. Evtl. ist auch noch ein kleiner 
Reihenwiderstand (27...100 Ohm) am 3,3V-Out als Strombegrenzung für den 
Fall der Fälle zweckmäßig.
Gruß Öletronika

von skorpionx (Gast)


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In diesem Temperaturbereich du kannst den  MAX6675 verwenden (bis 6 Volt 
Vcc)

von skorpionx (Gast)


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Ich muss wegen Temperatur über 1000 Grad auf  MAX31855 umsteigen.
Vcc auf 3,3 Volt das ist kein Problem. Ich denke das Ausgang SD
kann ich ohne etwas von MAX31855 direkt an Master anschließen.
Wie wäre es wenn ich auch direkt Ausgänge vom Master an
SCK (Clock) und ChipNoSelect (CS) direkt anschließe.
Hat das jemand schon gemacht?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> skorpionx schrieb:
> Ich muss wegen Temperatur über 1000 Grad auf  MAX31855 umsteigen.
> Vcc auf 3,3 Volt das ist kein Problem. Ich denke das Ausgang SD
> kann ich ohne etwas von MAX31855 direkt an Master anschließen.
Auch wenn der Master mit 5V arbeitet, sollte es funktionieren.
Prüfe aber, welcher minimale High-Pegel im Datenblatt steht.
Wenn da z.B. steht 0,7 x Ub (=3,5V) , dann sind Pegel unter 3,3V nicht 
mehr 100%-ig zuverlässig.
> Wie wäre es wenn ich auch direkt Ausgänge vom Master an
> SCK (Clock) und ChipNoSelect (CS) direkt anschließe.
> Hat das jemand schon gemacht?
Natürlich ist das kein Problem, wenn der Master auch mit 3,3V läuft.
Ansonsten wird dringend empfohlen, die "Maximum Ratings" einzuhalten. 
Wenn der Master mit 5V-Pegeln arbeitet, dürfte dies aber schlecht 
möglich sein.
Gruß Öletronika

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

U. M. schrieb:
> er meint wohl eine Schaltung wie die im Anhang.

die Schaltung wäre recht unsinnig.
3,3V Ausgang (SDO an MISO 5V Controller geht fast immer direkt, der 
H-Pegel wird sicher erkannt).

Die 5V-Ausgänge (MOSI,SCK, CS) bekommen eine Reihendiode mit Kathode am 
5V Ausgang. Die Anode bekommt einen PillUp gegen die 3,3V. Damit hat der 
3,3V-Chip pasenden High-Pegel weil die Diode bei 5V am 5V-Ausgang 
sperrte.
Bei Low sind hinter der Diode 0,4V (Schottky) oder 0,7V (normale Diode).
Das erkennen die 3,3V ICs noch sicher als Low.

Geht bei mir auch mit SD-karten und 4MHz SPI-Clock zuverlässig.

Gruß aus Berlin
Michael

von skorpionx (Gast)


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Michael U. schrieb:
> 3,3V Ausgang (SDO an MISO 5V Controller geht fast immer direkt, der
> H-Pegel wird sicher erkannt).
>
> Die 5V-Ausgänge (MOSI,SCK, CS) bekommen eine Reihendiode mit Kathode am
> 5V Ausgang. Die Anode bekommt einen PillUp gegen die 3,3V. Damit hat der
> 3,3V-Chip pasenden High-Pegel weil die Diode bei 5V am 5V-Ausgang
> sperrte.
> Bei Low sind hinter der Diode 0,4V (Schottky) oder 0,7V (normale Diode).
> Das erkennen die 3,3V ICs noch sicher als Low.

Könntest du das kurz skizzieren...
Ich danke voraus...

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Michael U. schrieb:
> die Schaltung wäre recht unsinnig.
Das sehe ich nicht so.
> 3,3V Ausgang (SDO an MISO 5V Controller geht fast immer direkt, der
> H-Pegel wird sicher erkannt).
SPI ist aber ein BUS. Es werden also oft noch ander Chips dran hängen, 
die auch 5V Ausgang haben können. Dann werden am 3,3V-Chip unter 
Umständen die Maximum Ratings verletzt.

> Die 5V-Ausgänge (MOSI,SCK, CS) bekommen eine Reihendiode mit Kathode am
> 5V Ausgang. Die Anode bekommt einen PillUp gegen die 3,3V. Damit hat der
> 3,3V-Chip pasenden High-Pegel weil die Diode bei 5V am 5V-Ausgang
> sperrte.
Das geht auch und ist im Prinzip das gleiche wie oben in der 
"unsinnigen" Schaltung. Der Vorteil ist eben, daß dann BUS-Teilnehmer 
mit verschiedenen Betriebsspannungen recht reibungslos zusammen 
arbeiten, ohne dass man spezielle Pegelwandler-IC braucht.
Gruß Öletronika

von HildeK (Gast)


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Von 3.3V nach 5V geht ein HCT-Gatter mit 5V Versorgung.
Von 5V nach 3.3V gibt es LVC-Gatter, die 5V-tolerant sind. R-Teiler sind 
aber billiger und einfacher, selbst nur ein Serienwiderstand geht, wenn 
du beim 3.3V-Baustein eine Spezifikation über die ESD-Dioden des 
Empfängers findest.

von skorpionx (Gast)


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Michael U. schrieb:
> Die 5V-Ausgänge (MOSI,SCK, CS) bekommen eine Reihendiode mit Kathode am
> 5V Ausgang. Die Anode bekommt einen PillUp gegen die 3,3V. Damit hat der
> 3,3V-Chip pasenden High-Pegel weil die Diode bei 5V am 5V-Ausgang
> sperrte.

Also solche Schaltung wandelt 5 Volt Logikpegel auf 3 Volt Logikpegel.
Super. Ich habe auch zwei Fotos vom Ebay Verkäufer eingefügt. Das
wird dort auch das so gemacht. Wie groß sollte
dann der Widerstand sein. Auf einem Foto sieht man 332 und auf
dem zweiten 1002. Sind das die Werte in Ohm? Ausgang SO
(Schaltung 1) geht direkt an Master (5 Volt) .

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> skorpionx schrieb:
> Auf einem Foto sieht man 332 und auf dem zweiten 1002.
> Sind das die Werte in Ohm?
Ja, wobei die letzte Ziffer die Anzahl der Nullen anzeigt
332 = 3300 Ohm und 102 = 1000 Ohm.

Wie oben schon geschrieben, hängt die Dimensionierung von der 
Geschwindigkeit und der kapazitiven Last ab. Für hohe Frequnzen im 
MHz-Bereich geht man auf  1 kOhm und drunter. Für eher langsame 
Taktraten kann man auch 3,3...4,7 KOhm nehmen. Noch hochohmiger sollte 
nicht gehen.
Für noch höhere Frequenzen im Bereich über 2...4 MHz braucht es dann 
doch richtige Pegelwandler.
Gruß Öletronika

von X4U (Gast)


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U. M. schrieb:

> Für noch höhere Frequenzen im Bereich über 2...4 MHz braucht es dann
> doch richtige Pegelwandler.
> Gruß Öletronika

Macht aber beim 31855 wenig Sinn da der ja eine Temperaturmessung macht.

SPI kann fast statisch gefahren werden und diesen Chip fahre ich über 
BitBang ohne Probleme mit ca. 100kHz (über Optokoppler). Für's basteln 
langt dat allemal.

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