Announcement: there is an English version of this forum on Hallo zusammen, ich möchte mich gerne auf diesen Thread von mir beziehen: Beitrag "20V auf RX sperren, Zener-Diode?" Einen neuen Thread deswegen, weil sich die Rahmenbedingungen etwas verschoben haben. Folgende Situation: Ich verwende einen Arduino Mega mit einem HC-10 Bluetooth-Modul um mit einer iOS App zu kommunizieren, welche sich seriell mit dem Arduino unterhält. Weiter an den Arduino angeschlossen ist ein 74HTC04 Inverter, welcher die Serielle Kommunikation mit einem alten Steuergerät ermöglicht. Der Inverter ist notwendig, da High = 0 und low = 1. Dadurch kann sich die iOS App mit dem Steuergerät unterhalten. Folgendes Problem: Der 74HTC04 spricht über RX und TX mit dem Steuergerät auf 5V Pegel. Das Steuergerät wird gebootstrappt, indem 12V auf RX gelegt werden. Diese 12V würden den 74HTC04 natürlich zerstören, während das Steuergerät gebootstrappt wird. Wie kann ich den 74HTC04 gegen diese 12V schützen? Ich bin schon soweit, dass eine Z-Diode da wohl Sinn macht, jedoch verstehe ich das noch nicht zu 100%. Ferner ist es möglich das Steuergerät zu programmieren, dazu sind 20V auf RX notwendig. Wie schaffe ich es dann die 20V zu sperren? Über die Diode etc. muss ja dann im "Normalbetrieb" noch die Kommunikation über 5V laufen. Mit Relais habe ich das schon probiert, das funktioniert leider nicht. Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Grüße icefiesta
Vorname N. schrieb: > Wie kann ich den 74HTC04 gegen diese 12V schützen? Eine einfache Schottky-Diode vom Eingang nach +5V und ein Widerstand davor, sollten reichen.
Wolfgang schrieb: > Eine einfache Schottky-Diode vom Eingang nach +5V und ein Widerstand > davor, sollten reichen. Kann ich denn dann auch über die Diode normale serielle Kommunikation abwickeln, wenn keine 12V oder 20V anliegen?
Mach doch einen MAX 232 statt des 7404 rein. Der invertiert auch und hält bis 30V an Rx aus.
Ach Gott ich bin auch so blöd, TX sendet ja auch nur, aber empfängt nix. Das heißt die kann ja auch komplett sperren in die eine Richtung. Wie man nur so auf dem Schlauch stehen kann....
Der CD4049 verkraftet 20V an den Eingängen.
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Vorname N. schrieb: > Kann ich denn dann auch über die Diode normale serielle Kommunikation > abwickeln, wenn keine 12V oder 20V anliegen? Die serielle Kommunikation läuft über den Widerstand, nicht über die Diode.
Danke für all eure schnellen Antworten! Am Sinnvollsten wäre es dann doch einen Max232 einzusetzen oder? Gibt es da irgendwelche Nachteile? Ich hab keine Ahnung. Den Diodenkram müsste ich ohnehin bestellen, dann kann auch auch gleich den MAX232 bestellen.
Ob der MAX232 geeignet ist, verrät Dir sein Datenblatt. Die Frage ist, ob er kurzschlussfeste Ausgänge hat, ob diese dann 20V vertragen und wie hoch der Strom dann wäre. Ist die Quelle für dein Bootstrapping imstande, diesen Strom zu überbieten? Stelle Dir vor, der MAX232 will die Leitung auf Low ziehen, während das andere Gerät sie auf High ziehen will. Ich denke, du brauchst hier nicht nur einen Überspannungsschutz, sondern auch eine Logikschaltung, die doppelte Belegung des Pins ohne Störung des Signalegels erlaubt. Ohne deine Geräte genau zu kennen, kommt mir die Lösung mit Diode und Widerstand sinnvoller vor. Wobei der Widerstand wiederum die Baudrate beschränkt. Wenn man Fremdspannung auf VCC ableitet und dieser Strom höher ist, als die sonstige Stromaufnahme der Schaltung, kann sich dadurch VCC auf über 5V erhöhen. Das solltest du prüfen und ggf. Gegenmaßnahmen einleiten (z.B, mit einer 5,6V Zenerdiode zwischen VCC und GND). Wenn Du einen MAX232 bestellt, dann lieber einen MAX3232 weil der auch für 3,3V geeignet ist.
Stefanus F. schrieb: > Stelle Dir vor, der MAX232 will die Leitung auf Low ziehen, während das > andere Gerät sie auf High ziehen will. Ich verstehe das Problem. Allerdings wird es der Programmierung des Arduino nach kein Szenario geben, in dem gleichzeitig gesendet wird und eine Bootstrap-Spannung anliegen. Weder beim Bootstrap 12V noch beim Brennen 20V ist das Steuergerät in der Lage ankommende Kommunikation zu verarbeiten, daher braucht man ja auch nix senden. Dennoch hast du recht, man sollte sich nicht mit falscher Programmierung des MAX zerstören können. Stefanus F. schrieb: > Ohne deine Geräte genau zu kennen, kommt mir die Lösung mit Diode und > Widerstand sinnvoller vor. Wobei der Widerstand wiederum die Baudrate > beschränkt. Das denke ich auch, ich kann die Frage für mich allerdings nicht beantworten, die baudrate ist 62500. Wie ich das umsetze ist mir noch nicht ganz klar. Stefanus F. schrieb: > Wenn Du einen MAX232 bestellt, dann lieber einen MAX3232 weil der auch > für 3,3V geeignet ist. Der Arduino hat aber 5V, dann ist das doch eigentlich egal oder? Oder gehts dabei einfach um Universelle Einsetzbarkeit?
max schrieb: > sicherheitshalber den MAX232 sockeln ... Die ICs die ich verwende sollen ohnehin alle mit DIP gesockelt eingebaut werden, ja.
Gerade nochmal der Vorthread gelesen. Wenn Du den Rx des Steuergerätes meinst, der 20V bekommt, geht das mit dem MAX232 nicht ohne Schutz. 30V hält nur der Rx des MAX232 aus, nicht der Tx. Dann müßte man noch eindeutig klären, ob es sich wirklich um eine RS232 handelt oder eine 5V serielle Schnittstelle. Falls es 5V sind, wie ich jetzt vermute, dann nimm den 7404 mit Vorwiderstand und Diode zu +5V wie bereits vorgeschlagen. Bei einer echten RS232 mußt Du den MAX232 nehmen, aber Tx des MAX232 mit besagtem Widerstand/Diode schützern.
Andreas B. schrieb: > Gerade nochmal der Vorthread gelesen. Wenn Du den Rx des Steuergerätes > meinst, der 20V bekommt, geht das mit dem MAX232 nicht ohne Schutz. 30V > hält nur der Rx des MAX232 aus, nicht der Tx. Dann wird das nicht funnktionieren, danke für den Hinweis. Andreas B. schrieb: > Dann müßte man noch eindeutig klären, ob es sich wirklich um eine RS232 > handelt oder eine 5V serielle Schnittstelle. Es ist definitiv keine RS232 Schnittstelle. Was das genau ist, ist nicht dokumentiert. Vermutung ist TTL bzw CMOS. Andreas B. schrieb: > Falls es 5V sind, wie ich jetzt vermute, dann nimm den 7404 mit > Vorwiderstand und Diode zu +5V wie bereits vorgeschlagen. Verdammt jetzt habe ich den schon storniert^^ Ich besorge mal ein paar 7404 und teste das so. Kannst du mir Aufzeichnen, wie das mit Diode und Widerstand aussehen würde? Ich versteh das noch nicht so ganz.
Vorname N. schrieb: > Wie kann ich den 74HTC04 gegen diese 12V schützen? Vorwiderstand reicht, so 10k, die internen Schutzdioden leiten dann den Strom ab.
MaWin schrieb: > Vorwiderstand reicht, so 10k, die internen Schutzdioden leiten dann den > Strom ab. Grenzwertig. Mehr als Vcc +0,3V sind nicht erlaubt. Es sollte schon eine Schottky Diode sein. So teuer sind die nicht.
Andreas B. schrieb: > Grenzwertig. Mehr als Vcc +0,3V sind nicht erlaubt. Es sollte schon eine > Schottky Diode sein. So teuer sind die nicht. Theoretisch unsauber, praktisch meist ok, weshalb das viele machen. Letztlich ist das eine Frage des maximalen Stroms und der Beschaltung der übrigen Pins. Bei 10k gibts garantiert kein Latchup, das fällt also aus. Ein weiterer parasitärer Schmutzeffekt ist, dass vom rein fliessenden Strom an anderen Pins ein wenig wieder rauskommen kann. Hier wohl auch kein Problem.
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Andreas B. schrieb: > Grenzwertig. Mehr als Vcc +0,3V sind nicht erlaubt Hätte man Verstand und im VLSI Kurs gelernt wie Chips aufgebaut sind wüsste man, dass die 0.3V daher stammen, dass bei einer fest vorgegebenen Spannung von aussen niemals die interne Schutzdiode leiten darf denn dann fliesst ggf. zu viel Strom. Auch bei 125GradC sind 0.3V wenig genug damit die Diode nicht leitet. Aber wenn die Spannung von aussen nicht unendlich viel Strom liefert, dann darf der maximale Eingangsstrom über die Schutzdioden fliessen, beim AVR 40mA und das Limit hält 10k an 12 oder 20V locker ein. Die Spannung begrenzt sich dann von selbst, eben auf die Flussspannung der Eingangsschutzdiode, je nach Chiptemperatur. Also: Mit Verstand sind 10k ok, mit Angst aus Unwissen braucht es die Schottky.
MaWin schrieb: > Also: Mit Verstand sind 10k ok, mit Angst aus Unwissen braucht es die > Schottky. Letzteres ist vorhanden, ich habe ein Set Dioden bestellt.
Vorname N. schrieb: >> Also: Mit Verstand sind 10k ok, mit Angst aus Unwissen braucht es die >> Schottky. > > Letzteres ist vorhanden Die "Angst aus Unwissen" zu überwinden sollte auch möglich sein, ohne in dicke Schottkys zu investieren ;-). Die 1N581x-er sind hier schon recht globe Klötze, da wäre - wenn schon - eher die Kategorie BAT43 angesagt,
Stefanus F. schrieb: > Eine Appnote empfiehlt bei AVR unter 1mA zu bleiben. Das muss einen > Grund haben. Hier gehts um 74HC und da gilt "The maximum permissible continuous current forced into an input or output of a HCMOS device is ±20 mA (JEDEC rating)" und "When the input diodes are used as clamps for logic level translation, the total input current should be limited to 20 mA." Bezogen auf AVRs wäre über parasitäre Komponenten eine schwache Wechselwirkung zwischen Pins denkbar. Von den 74HC ist dokumentiert, dass Strom in einen Pin rein und als Bruchteil aus einem anderen wieder rauskommen kann. Ist dieser andere Pin sehr hochohmig angeschlossen, oder ein ADC-Pin, kann das Folgen haben. "Parasitic bipolar pnp transistors can be present between adjacent inputs, e.g. between an input protection diode to VCC and the same diode at the adjacent input," Zitate aus der Philips HCMOS Product Specification von 1997.
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Eine 1N581x hat 110pF Kapazität. Da besteht die Frage, wie schnell geschaltet werden soll. Weiterhin wäre interessant, ob die Masseverbindung immer zuverlässig genug ist, oder ein Transitor-Eingang die fehlende Masse durch Rauch simulieren soll. Anbei Bild eines schlechten USB-Steckers als Beispiel. Normalereise sind Masseanschlüsse vorauseilend.
MaWin schrieb: > > Also: Mit Verstand sind 10k ok, mit Angst aus Unwissen braucht es die > Schottky. Da der Eingangswiderstand des besagten Steuergerätes unbekannt ist, ist lange nicht gesagt, ob der TO auch mit dem 10k zurechtkommt. Das muß er ggf. noch austesten. Letztendlich kann es also sein, daß er 470 Ohm nehmen muß. Mit Angst aus Wissen (oder Unwissens des Eingangswiderstandes) nehme ich in diesem Fall also zusätzliche Schottky Dioden. Edit: Wir müssen auch aufpassen, Eingang und Ausgang nicht zu verwechseln. RX am Steuergerät (wo die 12-20V anliegen) ist Ausgang am 7404.
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Guten Abend zusammen, ich löte grade an meiner Prototypenplatine rum und weiß nicht wie ich das mit dem Widerstand jetzt bauen soll. Nochmal kurz zur Übersicht: -Ich habe eine 12V Quelle - ich hab den TX Ausgang des 74HCT04 - einen Haufen Dioden, einen 1N5818 habe ich jetzt rausgesucht ich schreibe das jetzt mal auf die diode kommt hinter den 74HCT04, der ring an der diode kommt vom TX Port weg. Das geht dann zum RX port vom Steuergerät. Auf dieser strecke werden ja dann die 12V angelegt. Wo kommt jetzt der von euch erwähnte Widerstand hin?
Vorname N. schrieb: > ich schreibe das jetzt mal auf > > die diode kommt hinter den 74HCT04, der ring an der diode kommt vom TX > Port weg. Das geht dann zum RX port vom Steuergerät. Auf dieser strecke > werden ja dann die 12V angelegt. Wo kommt jetzt der von euch erwähnte > Widerstand hin? Falsche Sprache. Du bist hier in einem Elektronikforum ...
Das ist zu wenig Plan. Was willst du wovor schützen, das ist hier nicht erkennbar. Wo gehen die offenen Enden hin? Das spielt auch eine Rolle. Was sind das für Signale? Jede Schaltung beeinflusst das Signal irgendwie, ohne dieses zu kennen kann niemand abschätzen, welche Art und wie viel Beeinflussung zulässig sind, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.
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Stefanus F. schrieb: > Das ist zu wenig Plan. Was willst du wovor schützen, das ist hier nicht > erkennbar. Wo gehen die offenen Enden hin? Das spielt auch eine Rolle. > Was sind das für Signale? Jede Schaltung beeinflusst das Signal > irgendwie, ohne dieses zu kennen kann niemand abschätzen, welche Art und > wie viel Beeinflussung zulässig sind, ohne die Funktion zu > beeinträchtigen. Ich möchte den TX des 74HCT04 gegen 12 V / 20V schützen. Die Serielle Kommunikation der RX und TX Leitungen läuft auf 5V mit maximal 62500 Baud. Der 74HCT04 invertiert das Signal, da das Steuergerät mit invertierten Signalen arbeitet. Hier ist ein Schaltplan mit allem drauf. Lediglich die 20V Geschichte ist nicht drauf. Die 20V würden an der gleichen Stelle auf die RX Leitung eingespeist wie 12V. Ich weiß nicht wo der Widerstand hin soll, von dem Ihr gesprochen habt. Beim Widerstand an der Basis beim Transistor weiß ich noch nicht wie ich den dimensioniere. Grüße
So ist es schon viel besser. Die Diode bringt einen High Pegel zum Rx Eingang des Steuergerätes. Der Transistor bringt 12V zum Rx Eingang des Steuergerätes. Was Dir in dieser Konstruktion fehlt, ist der Low Pegel. Wenn weder Transistor noch Diode leiten, muss irgend etwas für einen Low Pegel sorgen. Das kannst du zum Beispiel erreichen, indem du einen 1kΩ Widerstand vom Rx Eingang des Steuergerätes nach GND verlegst. Anderes Thema: Bei dem Transistor hast du einen Denkfehler. NPN Transistoren leiten, wenn die Spannung an der Basis um 0,7V höher ist, als die am Emitter. Wenn dein Mikrocontroller einen High Pegel liefert sind das vermutlich etwa 5V. Die Basis liegt also idealerweise auf 5V. Dann kommen am Emitter 4,3V heraus. Mehr ist nicht möglich, weil dann ja de Bedingung (Basis muss 0,7V höher sein) nicht mehr erfüllt wäre. Du brauchst an dieser Stelle eine andere Schaltung aus zwei Transistoren. Schau in mein Buch http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html Band 2 Kapitel 2.2.1 wegen den Grundlagen, und dann in Kapitel 3.4.3.1 für einen konkreten Schaltungsvorschlag.
Stefanus F. schrieb: > Was Dir in dieser Konstruktion fehlt, ist der Low Pegel. Wenn weder > Transistor noch Diode leiten, muss irgend etwas für einen Low Pegel > sorgen. Es ist doch grundsätzlich auch möglich, dass das bereits im Steuergerät geschehen ist, oder? Widerstand am ausgeschalteten Steuergerät müsste doch zu messen sein... Stefanus F. schrieb: > Bei dem Transistor hast du einen Denkfehler. Ja das hab ich mir schon gedacht. Das Buch sieht auf dem ersten Blick sehr aufschlussreich aus. Ich habe einen BD137-16, einen 2N7000, zwei S8050 rumliegen, damit lässt sich das doch umsetzen oder?
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Du brauchst zwei kleine Transistoren, einen PNP und einen NPN. Der BD137 ist ein grober Bolide zum Schalten von Lasten, aber nicht gut für Signale geeignet. Der 2N2700 ist ein N-Kanals Mosfet, passt also nicht zu meiner vorgeschlagenen Schaltung. Wenn man weiß, was man tut, kann man ihn verwenden. Der S8050 ist ein NPN Transistor, könnte geeignet sein. Lies die Datenblätter bevor du zu der Meinung kommst, dass ein Bauteil geeignet sei. Was Dir fehlt, ist ein PNP Transistor.
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So ist es gemeint und Pull Down für die Boot-Leitung, um wieder OT zu gehen.
Eddy hat es richtig gezeichnet und geeignete Bauteile vorgeschlagen. > Es ist doch grundsätzlich auch möglich, dass das bereits im > Steuergerät geschehen ist, oder? Widerstand am ausgeschalteten > Steuergerät müsste doch zu messen sein... Grundsätzlich ist alles mögliche möglich. Vergewissere Dich dessen durch Nachmessen. Warum hast du das nicht vorher gemacht? Merkst du, dass das Auslassen verfügbarer Informationen diese Diskussion nur unnötig in die Länge zieht?
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Stefanus F. schrieb: > Grundsätzlich ist alles mögliche möglich. Vergewissere Dich dessen durch > Nachmessen. Warum hast du das nicht vorher gemacht? Um ganz ehrlich zu sein weil ich das Multimeter angelassen habe und die Batterie leer war. Stefanus F. schrieb: > Warum hast du das nicht vorher gemacht? Merkst du, dass das > Auslassen verfügbarer Informationen diese Diskussion nur unnötig in die > Länge zieht? Ja tut mir leid. Ich baue sowas zum ersten mal, ich werde versuchen mich zu bessern. In den Bildern den ersten Prototypen den ich mal zusammengelötet habe. Danke für die Hilfe.
Sehe ich das richtig, dass du Flachbandkabel zerlegt hast und damit die Verbindungen herzustellen? Sicher hast du schon bemerkt, dass deren Isolationen zu schnell schmelzen. Kleiner Tipp: Im Fachhandel gibt es wesentlich besser lötbare Litzen auf der Rolle zu kaufen. Ich verwende gerne Kupferlackdraht Draht aus alten Elektromagneten. Kann man natürlich auf auf Rollen kaufen.
Ja das siehst du richtig, das lag Grade so rum. Das hat aber erstaunlich gut funktioniert aber du hast recht, die schmelzen schon echt schnell. Ich werde mir dafür ordentliches zeug besorgen.
Das sieht doch schon mal... sehr interessant aus :-) Vergiss bitte nicht, die Eingänge der unbenutzten Inverter auf einen definierten Logikpegel zu legen. Also Ground, VCC oder der Ausgang eines anderen Gatters (weil das beim '04er dann noch einfacher sein kann).
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Danke für den Tipp Ich habe grade mit meinen Hantek 6022BL vor und hinter der Diode gemessen, das Ergebnis ist signaltechnisch eher schlecht :( siehe Bild Ich werde mal die Diode probieren die vorher schon vorgeschlagen wurde. Grüße
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Ich habe jetzt einen BAT43 eingesetzt und statt Steuergerät einen 100K Ohm widerstand eingesetzt. Das Signal scheint durch die Diode nicht ganz durchzukommen siehe Bild, liegt das an Falsch gewähltem Widerstand oder diode?
Hallo zusammen, ich habe nochmal eine frage zu den PNP und NPN Transistoren. Kann ich statt dem oben genannten Setup auch einen BC338 verwenden? Müssten dann noch Widerstände verwendet werden? Das Datenblatt hier http://www.mouser.com/ds/2/149/BC337-193546.pdf zeigt mir jetzt nicht was dagegen sprechen würde, genanntes Teil zu verwenden. Ich hatte das bei einem ähnlichen fall gelesen und würde gerne Teile auf der Platine reduzieren. Da die Platine ausschließlich THT teile haben soll ist das schon viel Zeug was da rumsteht. Ich habe den Widerstand am RX port vom Steuergerät gemessen und der schwankt je nach Betriebszustand zwischen 7,06 und 12,46 kOhm. Die 12V Leistungsaufnahme beim bootstrappen konnte ich mit meinem Multimeter nicht messen, sie war zu klein.
Vorname N. schrieb: > Da die Platine ausschließlich THT teile haben soll ... Das musst du selber wissen. Sei mutig und setze ein Zeichen!
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