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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V-Bordnetz


Autor: Stevko (Gast)
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Hallo liebe Gemeinde,

ich ich möchte unseren Radlader etwas modifizieren. Dazu brauche ich
den Zustand einiger Kontrollleuchten(An/Aus), sowie die Position
diverser Schalter(24V / 0V). Ich benötige keine Impulsfolgen z.B.
Tachosignal, sondern nur die Zustände An/Aus mit einer Erkennungszeit
bis ca. 500ms. Die Spannung im Bordnetz ist aber nicht konstant, 22V
bei müder Batterie und ca. 26,8V wenn der Generator arbeitet.
Damit ich die Zustände am Mega-32-Pin ordentlich einlesen kann, habe
ich mir folgende Schaltung(siehe Anhang) ausgedacht.
Ich bin nur ein Hobby-Elektroniker, deshalb bei groben Fehlern bitte
nicht schlagen.

Meine Gedankengänge zur Schaltung:

* Spannung sehr variabel und mit Spitzen +/- 100V versehen -->

1. Dossel zur Glättung
2. Schottky zur Sperrung negativer Spannungen
3. Vorwiderstand für Niveau 5V .. 13V
4. Z-Diode für 5V konstant
6. Pufferkondesator für kurze Spannungseinbrüche
5. Vorwiderstand für Optokoppler
6. vom Optokoppler zum MC-Pin

Könnte die Geschichte funktionieren oder liege ich total falsch? Den
Vorwiderstand 850R habe ich eingebaut damit die Z-Diode nicht so viel
verbraten muß. Es bleiben ca. 8V zur Vernichtung.
Meine Rechnung:
  Verlustleistung = 8V x 20mA = 160mWatt  .. ist das richtig?

Gruß
  Stevko

Autor: Michael (Gast)
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hi

die z-diode muss auf alle fälle anders rum rein und die dimensionierung
der widerstande würde ich auf alle fälle nochmal durchrechnen.

michael

Autor: Jörg S. (Gast)
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Die Z-Diode liegt in der falschen Richtung (Muss in Sperrichtung
betrieben werden).
Ansonsten sieht das auf den ersten Blick ganz ordentlich aus.

Autor: Egon (Gast)
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Du betreibst zu viel Aufwand. Es reicht ein Widerstand und eine
Verpolungsschutzdiode in Reihe zum Optokoppler, dessen Eingangsdiode
mit 1mA bei 24 V betrieben werden kann: R = 22k Diode = 1N4148.
Der Ausgang des Optokopplers (z.B. xx817) kann bei 100%
Übertragungsfaktor locker den µP-internen Pullup-Widerstand von VCC auf
GND ziehen.

Autor: Reinhold Rabe (Gast)
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Gibts nicht auch AVR Automotives, die mehr oder weniger dafür ausgelegt
sind?

Autor: Stevko (Gast)
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.. oh Mist, dass mit der Z-Diode war ein Zeichenfehler. Habe ihn
korrigiert und die richtige Zeichnung ist im Anhang. Irgendwie bin ich
mir noch unsicher wie ich aus dem Eingangsbereich von 22V..30V auf die
5V konstant komme. Ich brauche davon 8 Eingänge.
Wie wärs mit einem Schmitt-Trigger?

@Egon:
Ich lasse mich gern belehren, aber meinst Du das der Optokoppler die
Spannungsspitzen von min 100V wegstecken wird. Bei Arbeitsbewegungen
mit dem Radlader klicken im Hintergrund Relais und die
Steuerbewegungen(bis 15bar) werden mit mehreren elektro-hydraulischen
Ventilen in der Leistungshydraulik(bis 300bar) umgesetzt. Daher die
Sauerei in der Bordspannung. Weiterhin kann mal eine Löschdiode im
Bordnetz ausfallen oder ein Depp schweißt am Radlader ohne die Batterie
abzuklemmen. Naja vielleicht bin ich doch nur zu übervorsichtig.

Gruß
  Stevko

Autor: Profi (Gast)
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Die Drossel und die ZD würde ich ebenfalls einsparen, die 2 Rs (aber im
Bereich 2-5 kOhm) mit dem C in der Mitte sind sinnvoll wegen der
Spikes. Das ergibt einen sauberen RC-Filter.

Autor: Michael (Gast)
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also, wenn ich´s mir recht überlege hat egon schon recht. r2 und d2 kann
man schon weglassen und wohl auch die diode, die hast du ja schon im OK
und der sollte das aushalten (ich betreibe einen cny17 über
vorwiederstand direkt an 230V wechsel).

Autor: Egon (Gast)
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Ich weiß aus dem Kopf nicht, wie die Sperrspannung von 1N4148 ist, um
-100V am Eingang auszuhalten. Man kann daher diese Verpolungschutzdiode
antiparallel zum Opto-Eingang legen, dann geht alles auf den
strombegrenzenden Widerstand - was soll sein.

Wozu Spikes am Eingang unterdrücken ? Optokoppler sind zum einen recht
langsam und der µP kann zum anderen diese langsamen Signale nach Lust
und Laune auswerten (entprellen). Nur nicht mit Warteschleifen in einer
Interruptroutine :-)

Gerade, wenn man viele Eingänge braucht, ist es angesagt, Bauteile auf
das Notwendige zu begrenzen.

Autor: Stevko (Gast)
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Vielen Dank für die Anregungen. Ich denke wohl in dieser Sache zu
kompliziert und will alles genau berechnen.

Reduzieren wir die Beschaltung mal aufs Nötigste, wie hier besprochen.

  + 24V ---- Widerstand  ---- Optokoppler

So jetzt kann ich den Vorwiderstand berechnen, wenn der OK 2V/5mA
verbraucht.

  R= (24V-2V)/5mA = 4k4

Somit wäre alles im grünen Bereich. Jetzt kommt aber ein Spike von ca.
100V. Dann sehe die Sache ja so aus:

  +100V ---- R= 4k4 ---- Optokoppler

und die Rechnung

 Volt an OK = 100V - Abfall am Widerstand = 78V.

Gibts es da kein Feuerwerk oder lacht darüber der OK?

Gruß
  Stevko

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

der lacht erstmal drüber. Wenn die 78V dann immernoch da sind, wird ihm
ganz warm ums Herz. Danach geht er dann in Rauch auf.

Es sind rund 1,5W, die dann umgesetzt werden. Also einen 0,5W Typ
nehmen, der überlebt dann auch ein paar mS mehr mit den 78V.

Der Strom durch den Koppler erhöht sich dabei kurz auf rund 18mA, also
Datenblatt fragen.

Über die Koppler-Diode noch eine Diode andersrum gegen negative
Spitzen.

Gruß aus Berlin

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