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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik spannung an ports


Autor: funker (Gast)
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hallo, ich bin relativ neu und wollte wissen wieviel spannung ich so
maximal an mein atmega16 ranlassen darf... also an einem port
(eingang)
und ist es falsch direkt (ohne widerstand oder was weiss ich) eine
spannung anzulegen?

funker

Autor: Ludwig Wagner (lordludwig)
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schau mal ins datenblatt, widerstand brauchst du nicht zwingend (evtl.
nen pullup wenn du einen brauchst)

Autor: johnny.m (Gast)
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Im Datenblatt unter 'Electrical Characteristics' - 'Absolute Maximum
Ratings' nachsehen...

Widerstand kommt drauf an, wie und was Du anschließt. Kann zur
Strombegrenzung sinnvoll sein, um zu verhindern, dass ein Eingangspin,
der versehentlich mal als Ausgang geschaltet wird, sofort abraucht.

Autor: Christoph Wagner (christoph)
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hmmm da hätte ich auch eine Frage : und zwar hab ich 2 Spannungen im
System : 5V und 3,3V. Da ich vom 3,3V-System einen Bus zum 5V-System
legen muss und mir am liebsten die Level-Shisfter sparen will
(unidirektional) wollt ich fragen, ob es funktionieren würde, wenn die
Leitung durch einen ext. Pull-up (100M) auf 5V gezogen wird (AVR @3,3V
als Hochohmiger Eingang) und bei bedarf zieht der AVR dann den Pin auf
0V. kann das funktionieren ohne das Portpins abrauchen ? (lt.
Datenblatt will der AVR max. 0,5V über Vcc (also 3,8V).

Autor: Ludwig Wagner (lordludwig)
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Hallo herr Wagner :)))))))

in AVR's sind z-dioden eingebaut (um die für so etwas zu missbrauchen
gibt es sogar ne app-note)

Autor: funker (Gast)
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also so wie ich das jetzt verstanden habe (natürlich wieder fast ganz
unten ^^) kann ich 5V / 20mA (high) bzw. 3V / 10mA (low) (was immer das
auch heißen mag) pro port in anspruch nehmen. naja ist jetztn bischen
blöd wenn ich nen 24V signal bekomm. gibts da ne andere möglichkeit
außer ein widerstand, is sicher nicht elegant von 24V auf 5V
runterzuschrauben oder?

funker

Autor: Ludwig Wagner (lordludwig)
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auch für dich gelten die eingebauten z-dioden!!! Es gibt ne ATMEL
app-note um an nen AVR 230V anzuschließen (mit verwendung der app-note)

Autor: seacrash (Gast)
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Daß da Z-Dioden drin sind, ist mir neu. Meines Erachtens hat der AVR
parasitäre normale Dioden mit 0,6V Flußspannung, die zur
Betriebsspannung und zur Masse hin ableiten. Diese sind übrigens mit
nur maximal 1mA belastbar.

Autor: Christoph Wagner (christoph)
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ich schau gleich mal danach. Hoffentlich endet das nicht wie bei dem
AVR@230kV von Hubert ;))))

Autor: Christoph Wagner (christoph)
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@funker : das sind die maximalen Ströme, die der port liefern kann. Wenn
du aber eine höhere (als Vcc) Eingangsspannung anschließen willst, so
musst du diese über einen R-R Spannungsteiler an den Port geben. Immer
so berechnen, dass Vcc nie überschritten wird !

@ludwig : Auch Hallo, Herr Wagner :))))) leider konnte ich die app-note
nicht finden ...

Autor: TravelRec. (Gast)
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>>so musst du diese über einen R-R Spannungsteiler an den Port geben.
>>Immer so berechnen, dass Vcc nie überschritten wird !

Das ist nicht ganz korrekt, ein simpler Serienwiderstand reicht, wenn
der Strom in den Port nicht größer als 1mA wird. Den Rest killen die
Dioden. Diese Vorgehensweise hat ein Ende, wenn der Stromfluß in
mehrere Ports zusammen größer als die Stromaufnahme des AVRs selbst
ist, da es hier dann zur Betriebsspannungsanhebung kommen kann.

Autor: A.K. (Gast)
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Zudem ist nicht auszuschliessen, dass es bei Stromfluss über die
Schutzdioden zu weiteren parasitären Effekten kommt, bei denen ein
solcherart übersteuerter Eingang einen benachbarten hochohmig
angefahrenen Eingang mit hochzieht.

Autor: Christoph Wagner (christoph)
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Die Pins am 5V-System haben ein "Input Pin Leakage" von 1µA.
Nimmt man einen 1MOhm-Widerstand als Pull-up kann diese Leitung mit 5µA
belastet werden. Im selben Moment müsste der AVR (3,3V) die Leitung
schon mit 1,7µA belasten (Spannungsabfall über die Diode). Habe ich 11
solcher Leitungen müsste der AVR knapp 20µA wegstecken. (jede Diode
1,7µA -> weit unter den maximalen 1mA).
Der AVR schluckt selbst mind. 100µA. Also sollte doch nichts passieren,
oder ?

wenn ich ihn aber schlafen schicken will, muss ich zuerst das 5V-System
abschalten, dass die 20µA 5V-Strom die Betriebsspannung des AVRs nicht
anheben ?

Autor: funker (Gast)
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also ich versteh hier nur bahnhof (:
ich habe die app-notes gefunden (mit der "z-diode") bloß find ich den
code irgendwie nicht so das ich dem glaube dass er mein AVR vor 230V
schützt ;)

http://www.atmel.ru/Disks/AVR%20Technical%20Librar...
http://www.atmel.ru/Disks/AVR%20Technical%20Librar...

hat das jemand schon so gemacht wie in dem code? irgendwie trau ich dem
nicht.

funker

Autor: Christoph Wagner (christoph)
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trauen kannste dem schon ... ich zum Beispiel bin jetz sicher, dass das
funktionieren wird, was ich vorhabe.

Irgendwie verwirrt mich deine Aussage, TravelRec. Wie kann ein 20µA 5V
Diodendurchfluss-Spannüngchen ein 3,3V System anheben, das von einem
Schaltregler erzeugt wird ? Noch dazu schlucken noch andere Komponenten
drauf etwas Saft. Der AVR villeicht nur 100µA. Der ARM und weitere
Subsysteme aber dann stets mindestens 1mA.
Kann ich sicher sein, dass im AVR der Spannungspegel nicht steigt, wenn
die 20µA fließen und der AVR - sagen wir mal im PowerDown (800nA) ist
(die restliche Schaltung saugt stets mehr als 1mA) ?

Autor: funker (Gast)
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hallo, habe noch eine kleine frage zu dieser schaltung:

24V -------------------------------------
                   |E
                  /
PB0 -------------| B
                  \
                   |C
                   --------+ X0

                   --------+ X1
                   |
GND -------------------------------------

also ich will über einen port (PB0) einen transistor schalten der dann
an die klemmen x0 / x1 24V schaltet. habe allerdings noch nicht viel
ahnung von transsistoren und weiss auch nicht welchen ich dann
benötige.

danke... funker

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Ist falsch herum, mach's andersherum...

24V=x0
x1=Kollektor
Basis (mit Widerstand zum AVR-Pin)
Emitter=GND

(gilt für NPN-Transistor)

...

Autor: funker (Gast)
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okay, soweit wäre damit die schaltung klar. was ich mich jetzt noch
gefragt habe: mit wieviel spannung darf ich denn so ein transistor
schalten, wenn ich da noch ein widerstand an die basis bastel soll?
darf ich den so mit 12-24V beschalten?

und da ich momentan mit streifenplatinen arbeite, wieviel spannung /
strom vertragen diese? (streifen sind so ca. 2-3mm breit) ?

funker

Autor: Frank (Gast)
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Schau ins Datenblatt deines Transistors, da stehen die Leistungsdaten
drin. Eingangsseitig wird ein bipolarer Transistor mit Strom gesteuert
und nicht mit Spannung. Der Widerstand soll eben diesen Strom begrenzen
um den Pin des Controllers nicht zu überlasten.

bye

Frank

Autor: funker (Gast)
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okay, das ist dann also auch klar. bloß woher bekomm ich diese
datenblätter? kennst du einen händler der solche auf der seite
anbietet, da ich nur reichelt kenn und es dort keine für transistoren
gibt :|

habe mir bei reichelt den hier ausgesucht: "SI-NPN 40V 0,2A"
ich gehe mal davon aus dass 0,2A den arbeitsstrom zuzuordnen ist und
nicht den steuerstrom den ich suche.

funker

Autor: Marco S. (masterof)
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such mal bei conrad. die müsten datenblätter haben wenn nicht gebe mal
dan Transistortype in google ein der spuckt dir tausende seiten mit den
Datenplätter aus.

Autor: funker (Gast)
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okay, hab die datenblätter bei conrad gefunden. hab zwar nicht viel
ahnung aber "Emitter-base Voltage (I C = 0)" sollte wohl die maximale
spannung an der basis beschreiben. bloß was sagen mir diese 3
eigenschaften?

Collector-base Voltage (I E = 0)     40 V
Collector-emitter Voltage (V BE = 0) 40 V
Collector-emitter Voltage (I B = 0)  15 V

btw: irgendwie find ich nur transistoren mit max 10V basis-spannung
o.0

funker

Autor: johnny.m (Gast)
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> ...mit max 10V basis-spannung
Wo gibts die denn??? Normalerweise liegt die Basis-Emitter-Spannung um
die 0,7V... Schau mal z.B. bei
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm
und eigne Dir ein paar Grundlagen über Transistoren an.

Autor: johnny.m (Gast)
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Ach ja, Emitter-Base Voltage ist die maximale Sperrspannung der
Emitter-Basis-Strecke. Wenn Du das mit Basisspannung meinst, dann ist
klar, dass Du was bei 10V findest. Für die normale Anwendung wichtiger
ist die Basis-Emitter-Spannung (also die andere Richtung).

Ein Bipolar-Transistor ist aber nicht spannungs- sondern
stromgesteuert! Deshalb legst Du an die Basis-Emitterstrecke auch
keine Spannung an, sondern Du sorgst mit einem entsprechenden
Basis-Widerstand dafür, dass bei Deiner Betriebsspannung der
erforderliche Strom von der Basis zum Emitter fließen kann.

Autor: funker (Gast)
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ja danke, die seite hab ich mir schon angeschaut. dann ist ein
transistor vll doch nicht das richtige, wenn die meist nur mit 0,7V
angesteuert werden? ich will eine lichtschranke mit 24V (evtl auch nur
12V) an die interrupts anschließen und das vll mit einem transistor
oder gibts noch ne bessere alternative außer ein widerstand oder relai
dafür zu benutzen?

funker

Autor: johnny.m (Gast)
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Anscheinend hast Du Dir die Seite nicht angeschaut. Sonst hättest Du
nämlich verstanden (was ich oben auch schon mal geschrieben habe!),
dass ein Transistor stromgesteuert ist... Die werden nicht mit 0,7V
angesteuert! Die 0,7V sind die Flusspannung der Basis-Emitter-Diode.

Autor: Sebastian B. (bushido)
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Ja, dann machs umgekehrt... schliesse den Ausgang der Lichtschranke über
einen Vorwiderstand an deinen AVR Int0 Eingan direkt an...

Schöner wärs wahrscheinlich mit einem NAND Gatter CD4049 oder
Optokoppler - dann wärs zumindest galvanisch getrennt und sauber...

Autor: funker (Gast)
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ja ok, hab mich voher falsch ausgedrückt, 10V ist das maximale was an
der BE strecke anliegen darf und das ist dann eben nicht genug für
meine lichtschranke und mit einem widerstand will ich nicht von 24V auf
5V runterschrauben.

funker

Autor: johnny.m (Gast)
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Nein! 10V ist das maximale, was an der EB-Strecke anliegen darf, also in
Sperrichtung! Du betreibst den Transistor aber in Durchlassrichtung,
dann sind es die 0,7V V_BE und den Rest übernimmt der Basiswiderstand!

Autor: funker (Gast)
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naja da hab ich ja noch was vor mir, trotzdem danke. ist es denn falsch
GND von 5V und 24V zu mischen?

funker

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> ist es denn falsch GND von 5V und 24V zu mischen?

Nein, GND ist GND (Ground, Masse, +/-0V, Erde...). +5V und +24V haben
ein gemeinsames GND.

Mit den 5V die aus einem Mikrocontroller-Portpin kommen, kann man (über
einen Basiswiderstand) einen NPN-Transistor (Emitter an GND) schalten,
der eine Last gegen +24V schaltet (er unterbricht bzw. verbindet dabei
GND von/mit dem Verbraucher, der an +24V angeschlossen ist.

Ebenso kann man mit +24V (z.B. Ausgang eines Sensors) über einen
Basiswiderstand einen NPN-Transistor ansteuern, dessen Kollektor einen
Mikrocontrollerpin nach GND "zieht" (Emitter liegt an GND).

Man kann das 24V-Signal (also +24V bzw. GND, je nach Zustand) eines
Sensors auch über einen Spannungsteiler (2 Widerstände) an den Eingang
eines Mikrocontrollers (der ja nur Spannungen von GND bis Vcc verträgt,
also 0V..5V) anpassen, so dass man zwischen Sensor (z.B. Lichtschranke)
und Mikrocontroller gar keinen Transistor braucht.

Bei all diesen Überlegungen ist es allerdings sehr vorteilhaft, wenn
man die Grundlagen der Elektrik und Elektronik beherrscht, also das
Ohmsche Gesetz nicht nur auswendig kann, sondern es auch versteht und
anwenden kann. Auch die Funktionsweise eines Transistors und dessen
Grundschaltungen sollten verstanden sein, wenn man sich mit
Mikrocontrollern und deren Peripherie beschäftigen möchte.

Dein Name "Funker" suggeriert, dass Du die Amateurfunk-Lizenz
erworben hast, also eine Prüfung abgelegt hast, mit der Du neben dem
Wissen über Funkbetrieb und Rechtsvorschriften auch Wissen auf dem
Gebiet der Elektronik nachweist.

...

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