Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AMS1117 an Arduino GPIO Eingang


von Watt is los (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe ein Verständnisproblem. Ich habe einen AMS1117 an einen Arduino 
GPIO (Eingang) geschaltet. Der AMS1117 soll eine Spannung von 6V auf 
3.3V runterregeln und diese Spannung möchte ich mit dem Arduino digital 
(HIGH / LOW) erfassen.

Jetzt meine Frage: Müsste ich nicht auch einen Vorwiderstand vor den 
GPIO setzen? Sonst dürfte der Arduino doch vom AMS1117 beliebig Strom 
ziehen?

Vielen Dank, Grüße "Watt is los".

von hinz (Gast)


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Für Signale nimmt man keinen Spannungsregler.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Watt is los schrieb:
> ich habe ein Verständnisproblem. Ich habe einen AMS1117 an einen Arduino
> GPIO (Eingang) geschaltet. Der AMS1117 soll eine Spannung von 6V auf
> 3.3V runterregeln und diese Spannung möchte ich mit dem Arduino digital
> (HIGH / LOW) erfassen.
Beschreib doch mal die Aufgabe, nicht deine Lösung dafür.

> Jetzt meine Frage: Müsste ich nicht auch einen Vorwiderstand vor den
> GPIO setzen? Sonst dürfte der Arduino doch vom AMS1117 beliebig Strom
> ziehen?
Warum?
Wenn Vcc des Andruiden auf mindestens 3,3V st, dann sind die 3,3V am 
GPIO im erlaubten Bereich und es fließt bestenfalls ein winziger 
Leckstrom.

hinz schrieb:
> Für Signale nimmt man keinen Spannungsregler.
Weil der Spanungsregler im Grunde verzweifelt versucht, 3,3V am Ausgang 
zu halten. Er ist nicht dafür spezifiziert, dort auch mal 0V auszugeben.

: Bearbeitet durch Moderator
von Watt is los (Gast)


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Schon klar. Ist aber ein kurzer Impuls (100ms) von einer Relais-Spule. 
Für mich also ein Signal auch wenn es das nur indirekt ist.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Watt is los schrieb:
> Schon klar. Ist aber ein kurzer Impuls (100ms) von einer Relais-Spule.
> Für mich also ein Signal auch wenn es das nur indirekt ist.
Für mich hört sich das nach "Vorwiderstand und 2 Dioden nach Vcc und 
GND" an...

Lothar M. schrieb:
> Beschreib doch mal die Aufgabe
Am besten mit Schaltplan und so.

: Bearbeitet durch Moderator
von Watt is los (Gast)


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Watt is los schrieb:
> Schon klar. Ist aber ein kurzer Impuls (100ms) von einer Relais-Spule.
> Für mich also ein Signal auch wenn es das nur indirekt ist.

Das war die Antwort auf.....

hinz schrieb:
> Für Signale nimmt man keinen Spannungsregler.


Zur Erklärung:
Ich habe ein 2-Spuliges bistabiles Relais (HFD2/005 S L2) welches mit 6V 
an einer Spule "gezogen" wird. Dieses "anziehen" des Relais möchte ich 
mit dem mU erfassen. Daher habe ich parallel zur Spule einen AMS1117 
eingebaut der mir die 3.3V an den GPIO vom mC weitergibt.

von Achim S. (Gast)


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Watt is los schrieb:
> Ich habe ein 2-Spuliges bistabiles Relais (HFD2/005 S L2) welches mit 6V
> an einer Spule "gezogen" wird. Dieses "anziehen" des Relais möchte ich
> mit dem mU erfassen. Daher habe ich parallel zur Spule einen AMS1117
> eingebaut der mir die 3.3V an den GPIO vom mC weitergibt.

Und wie hinz gesagt hat: für sowas nimmt man keine Spannungsregler.

Dein AMS1117 benötigt z.B. einen Mindeststrom von 10mA. Also musst du 
ihm mindestens eine Last von 3,3V/10mA=33Ohm dazuschalten, sonst regelt 
er die Spannung evtl nicht auf die gewünschten 3,3V ein.

Der vorgeschlagene Vorwiderstand samt Dioden auf die Versorgung oder ein 
Spanungsteiler (ggf. auch samt Dioden) erledigen die Aufgabe besser und 
mit weniger Aufwand und geringerem Stromverbrauch als dein 
Spannungsregler.

von Joachim B. (jar)


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hinz schrieb:
> Für Signale nimmt man keinen Spannungsregler.

mal nachgefragt, würde nicht ein kleiner Kondensator auf einen PC pin 
change Interrupt genügen?

: Bearbeitet durch User
von OMG (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> würde nicht ein kleiner Kondensator auf einen PC pin
> change Interrupt genügen?

So wie du das beschreibst ist das mal so richtig guter
Pfusch-Käse.

von Watt is los (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Der vorgeschlagene Vorwiderstand samt Dioden auf die Versorgung oder ein
> Spanungsteiler (ggf. auch samt Dioden) erledigen die Aufgabe besser und
> mit weniger Aufwand und geringerem Stromverbrauch als dein
> Spannungsregler.

Wie sähe der denn aus wenn die Spule einen Widerstand von 168 Ohm hat?

Also es kommen 6V vom L7806 (ja der ist nicht effizient, ist aber in dem 
falle Wurscht) und die 6V gehen in die Relais-Spule. Wenn ich nun einen 
Spannungsteiler parallel schalte...müsste ich den Widerstand der Spule 
mit einrechnen.

Schade dass es der AMS1117 nicht tut.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Watt is los schrieb:
> Schade dass es der AMS1117 nicht tut.
Ja, nun, er wird halt ausserhalb der Spezifikation betrieben, und da 
kann alles Mögliche passieren...

> Wenn ich nun einen Spannungsteiler parallel schalte...müsste ich den
> Widerstand der Spule mit einrechnen.
Nimm einfach 2 Stück 4k7 Widerstände und fertig.

Die Masse von den 6V und die Masse vom Andruiden sind aber schon gleich? 
Und den Schaltplan hast du auch schon gemalt? Dann könntest du den ja 
mal posten.

: Bearbeitet durch Moderator
von Andreas S. (Gast)


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Das Relais wird ja von irgendwo angesteuert - kann man damit
keine Kontrolllogik aufbauen und wozu das Ganze ?
Um zu erkennen ob ein Relais angezogen/geschaltet hat,gibt
es andere Möglichkeiten.
Ansonsten stimme ich den Vorredner zu: nimm einen Spannungsteiler.

von Watt is los (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> nimm einen Spannungsteiler.

Nur eben die Frage welche da sinnvoll ist.

Lothar M. schrieb:
> Nimm einfach 2 Stück 4k7 Widerstände und fertig.

Habe ich mit einem Tool simuliert. Der Anker vom Relais (alle Werte 
gemäß den Bauteilen verwendet) wird nicht gezogen.

Lothar M. schrieb:
> Die Masse von den 6V und die Masse vom Andruiden sind aber schon gleich?

Ja.

Lothar M. schrieb:
> Und den Schaltplan hast du auch schon gemalt? Dann könntest du den ja
> mal posten.

Habe ich vorhin schon versucht, aber mit meinem Tool kann ich die 
Step-Downs nicht einfügen. Ich kann es trotzdem mal anhängen. Habe 
einfach mal PNP's als Step-Down-Ersatz eingefügt und beschriftet.

PS: Habe den AMS1117 mal in die Platine eingelötet und funktioniert 
soweit ohne Probleme. Der GPIO erkannt sauber dass das Relais gerade 
geschaltet wird.


Als Hintergrund noch: Ich möchte einen Taster für das elektrische 
Einschalten (Relais/Spule A) und das logische Ausschalten (Relais/Spule 
B über den Arduino / ESP32) umsetzen. Daher die etwas unkonventionelle 
Schaltung. Nachdem der Taster also los gelassen wurde macht der Arduino 
seine Feierabend Aufgaben und kappt seine Stromversorgung über NPN+PNP 
Transistor an Spule B. Das klappt auch soweit. War mir nur wegen einem 
eventuellen Vorwiderstand am GPIO unsicher. Aber klappt. Danke allen!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Watt is los schrieb:
> PS: Habe den AMS1117 mal in die Platine eingelötet und funktioniert
> soweit ohne Probleme. Der GPIO erkannt sauber dass das Relais gerade
> geschaltet wird.
Das reicht aus. Lass das Gebastel so.
Aber du solltest für diese Schaltung nicht das Adjektiv "sauber" 
verwenden.

von Watt is los (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Aber du solltest für diese Schaltung nicht das Adjektiv "sauber"
> verwenden.

;o) Immer noch mal einen mitgeben. Habe ich aber nicht....nur dass die 
Erkennung sauber klappt. Ich hatte vorher auch einen Spannungsteiler 
verwendet...das klappte aber nicht. Daher habe ich den Linearregler in 
Betracht gezogen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Watt is los schrieb:
> Habe ich aber nicht....nur dass die Erkennung sauber klappt. Ich hatte
> vorher auch einen Spannungsteiler verwendet...das klappte aber nicht.
Das würde ich aber mal näher untersuchen. Denn ich habe weltweit 
hundertausende Eingänge in ähnlicher Art und da geht das mit dem 
Spanungsteiler.

> das klappte aber nicht.
Hast du dann mit den Schultern gezuckt und das so hingenommen? Oder hast 
du mal ein Multimeter zur Hand genommen und dieses unerklärliche 
Fehlverhalten untersucht?

Denn wenn du z.B. den Pin falsch konfiguriert hast z.B. als Ausgang und 
dort Low ausgibst, dann ist es klar, dass die Spannungsteilerlösung 
versagt. Die Lösung mit dem Spannungsregler wird aber funktionieren und 
einfach genug Strom zur Verfügung stellen, dass da ein High rauskommt. 
Der Controller wird dann halt ein wenig warm...

: Bearbeitet durch Moderator
von hinz (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Aber du solltest für diese Schaltung nicht das Adjektiv "sauber"
> verwenden.

Das funktioniert nur zufällig.

von Christoph M. (maije)


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Hi!

Du hast den Spannungsteiler auch sicher so wie im Anhang angeschlossen?

Lg,
Christoph

von Wolfgang (Gast)


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Watt is los schrieb im Beitrag #6101950

Lothar M. schrieb:
> Warum?
> Wenn Vcc des Andruiden auf mindestens 3,3V st, dann sind die 3,3V am
> GPIO im erlaubten Bereich und es fließt bestenfalls ein winziger
> Leckstrom.

Wie willst du das sicher stellen?
Solange nicht sicher gestellt ist, dass die  Versorgungsspannung 
eingeschaltet und der GPIO als Eingang konfiguriert ist, gibt es ein 
Problem.

von Achim S. (Gast)


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Watt is los schrieb:
> Wenn ich nun einen
> Spannungsteiler parallel schalte...müsste ich den Widerstand der Spule
> mit einrechnen.

Nein, muss du nicht. Der Spannungsteiler liegt parallel zu Spule, genau 
wie jetzt dein AMS1117 parallel zu Spule liegt. Den Spulenwiderstand 
muss du nirgends mit reinrechnen. Du musst nur rechnen, wie du V auf 
3,3V runterteilst.

Watt is los schrieb:
> Ich hatte vorher auch einen Spannungsteiler
> verwendet...das klappte aber nicht.

Dann zeigt mal den Schaltplan mit Teiler - da muss was falsch gewesen 
sein wenn es nicht klappte.

Watt is los schrieb:
> Habe ich mit einem Tool simuliert. Der Anker vom Relais (alle Werte
> gemäß den Bauteilen verwendet) wird nicht gezogen.

Dann hast du es falsch simuliert: es ist der Relaisspule mit Sicherheit 
egal, wenn parallel zu ihr zwei 4k7-Widerstände in Serie liegen.

In deinem Schaltbild oben steuerst du die Relaisspule mit einem 
mechanischen Taster. Wenn das auch in der Realität so ist, dann erzeugt 
die Spule beim Abschalten eine negative Induktionsspannung. Die wird 
zwar vom 7806 auf einen kleinen Wert begrenzt, aber ein Spannungsteiler 
wäre bei negativen "Eingangsspannungen" ebenfalls sicherer als dein 
AMS1117.

von Achim S. (Gast)


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Tschuldigung für den Verschreiber:

Achim S. schrieb:
> Du musst nur rechnen, wie du V auf
> 3,3V runterteilst.

das sollte natürlich heißen "wie du 6 V auf 3,3 V runterteilst"

von Lötlackl *. (pappnase) Benutzerseite


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Der "Schaltplan" ist eh Grütze, sobald das Relais anzieht, gibts nen 
satten Kurzschluß.

von Wolfgang (Gast)


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Watt is los schrieb:
> ams1117-fix-gemacht.png

Achim S. schrieb:
> In deinem Schaltbild oben steuerst du die Relaisspule mit einem
> mechanischen Taster. Wenn das auch in der Realität so ist, dann erzeugt
> die Spule beim Abschalten eine negative Induktionsspannung. Die wird
> zwar vom 7806 auf einen kleinen Wert begrenzt ...

Welcher Datenblattangabe entnimmst du, dass der 7806 negative Spannungen 
an seinem Ausgang begrenzt und dies ein zulässiger Betriebszustand für 
den Spannungsregler ist?

Groß ist die entstehende Induktionsspannung allerding nicht. Sobald sie 
einen Wert von ca. 0.7V erreicht hat, wird die Diode leitend und der 
Anlaß zur Erzeugung einer Induktionsspannung, i.e. die kräftige 
Stromänderung, hat sich erledigt, weil der Strom über die Diode dann 
weiter fließen kann.

von Manfred (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Dein AMS1117 benötigt z.B. einen Mindeststrom von 10mA.

Das halte ich für Unfug.

Lothar M. schrieb:
>> Schade dass es der AMS1117 nicht tut.
> Ja, nun, er wird halt ausserhalb der Spezifikation betrieben, und da
> kann alles Mögliche passieren...

Ausserhalb welcher Spec?

Datenblatt Seite 2:
Output Voltage AMS1117-3.3: 0 ≤ IOUT ≤ 1A , 4.75V ≤ VIN ≤ 12V

Ob das sinnvoll ist oder "man es nicht macht", steht auf einem anderen 
Blatt - ich sehe nicht, weshalb es nicht funktionieren sollte.

Am Port des µC muß allerdings ein Widerstand nach GND dran, der 
LM1117-33 ist keine definierte Senke.

von Michael B. (laberkopp)


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Watt is los schrieb:
> ams1117-fix-gemacht.png

Mann-o-Mann bastelt ihr euch was zusammen.

Fehlt es echt dermassen an Grundlagen ?

BEIDE Spannungsregler sind eher fehl am Platze.
Und die Schaltung ein einziger Kurzschluss.

Also nochmal von vorne. Billige Widerstände reichen.

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Achim S. schrieb:
>> Dein AMS1117 benötigt z.B. einen Mindeststrom von 10mA.
>
> Das halte ich für Unfug.

Das ist egal.

Entscheidend ist, was der Hersteller im Datenblatt dazu zu sagen hat und 
der schreibt dort (S.3) "Minimum  load  current  is  defined  as  the 
minimum  output  current  required to  maintain  regulation.  When  1.5V 
≤  (VIN  -  VOUT) ≤  12V  the  device  is guaranteed to regulate if the 
output current is greater than 10mA."

von Bla (Gast)


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Ein paar Milliampere werden wohl in die Klemmdioden des Inputs fließen.

von Wolfgang (Gast)


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Bla schrieb:
> Ein paar Milliampere werden wohl in die Klemmdioden des Inputs fließen.

Warum sollten irgendwelche Milliampere durch die Klemmdioden fließen, 
wenn sich die Spannung am GPIO im lt. Datenblatt zulässigen Bereich 
befindet.

Wie Dioden funktionieren, weißt du?

von Nils (Gast)


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Liegt die Spannung denn bei <3V3 ?
Wissen wir das ?
Regelt der Regler ohne Laststrom ? Nach deinen eigenen Angaben wohl 
nicht .

Oder regelt er nicht weil er keine Mindestlast hat, läßt die 
Ausgangsspannung ansteigen und erzeugt damit einen Stromfluß durch die 
Klemmdioden?

Wäre mal spannend zu sehen wie hoch die Spannung am IO-Pin wirklich ist.

von Christian M. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ausserhalb welcher Spec?
>
> Datenblatt Seite 2:
> Output Voltage AMS1117-3.3: 0 ≤ IOUT ≤ 1A , 4.75V ≤ VIN ≤ 12V

Vin liegt die meiste Zeit ausserhalb!

Gruss Chregu

von Wolfgang (Gast)


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Nils schrieb:
> Regelt der Regler ohne Laststrom ? Nach deinen eigenen Angaben wohl
> nicht .

Das Lesen von Datenblättern ist nicht so dein Stärke?

Ich habe das Datenblatt zitiert und dort schreibt der Hersteller, dass 
er ab dem angegebenen Laststrom dafür garantiert, dass der Regler dann 
sauber arbeitet. Über das Verhalten bei anderen Bedingungen ist an der 
Stelle keine Aussage gemacht. Unter Electrical Characteristics findest 
du auch ein paar Angaben zu I_out = 0 mA.
Das setzt aber eine vernünftige Beschaltung des Reglers voraus.
Unter Application Hints ist ein notwendiger Ausgangskondensator genannt 
und für stabiles Arbeiten unter allen Betriebsbedingungen ein Wert von 
22µF empfohlen.
Den sehe ich im "Schaltplan" des TO überhaupt nicht. Und ob der TO einen 
Arduino verwendet, dessen GPIO mit den durch den Kondensator 
verschliffenen "Schalt"-flanken (speziell den fallende Flanke) 
vernünftig umgehen kann, wird das Datenblatt des dort verwendeten µCs 
wissen.
Vielleicht neigt der Regler ohne Kondensator zu munterem Schwingen ...

von Stefan F. (Gast)


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Ich habe neulich erst (in Zusammenhang mit Sleep Modi) darauf 
hingewiesen, dass der AMS1117 bei zu geringer Belastung Überspannung 
ausgibt. Das kann man nicht nur zwischen den Zeilen aus dem Datenblatt 
heraus lesen, ich habe mich dessen per Versuch vergewissert.

Ich habe zwei Kinder - Teenager. Die wollen ihre eigenen Erfahrungen 
machen und Papas Ratschlag erst hören, wenn die Kacke bereits am dampfen 
ist. Als Eltern gewöhnt man sich daran.

Kleine Anekdote zur Erheiterung: Im Dezember bot ich meiner Tochter an, 
Glühwein zu probieren. Sie reagierte sehr empört, was mir den einfallen 
würde, einer (fast) 16 jährigen Alkohol anzubieten. Zwei Nächte später 
rief mich jemand an, ob ich sie von der Silvesterparty abholen könne, 
weil sie sich voll gekotzt und ein geschissen hat. Danach hat sie 
freiwillig 40 Stunden im Bett verbracht.

Mein Tipp an die Diskussionsteilnehmer: Kommt runter. Von solchen 
Dummheiten geht die Welt nicht unter.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manfred schrieb:
> Ausserhalb welcher Spec?
> Datenblatt Seite 2:
> Output Voltage AMS1117-3.3: 0 ≤ IOUT ≤ 1A , 4.75V ≤ VIN ≤ 12V
Was macht er also bei 0V?
Richtig: nicht spezifiziert.

Und am Besten wird es dann, wenn die 6V am Relais und damit potente 3 3V 
am IO Pin anliegen, der Andruide selbst aber keine Versorgung hat. Dann 
wird der uC und alles, was an dessen Vcc hängt, über die Schutzdiode des 
IO Pins versorgt.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Teenager. Die wollen ihre eigenen Erfahrungen machen
Blöd, wenn sie dabei das Falsche lernen:
Spannungsteiler taugen nicht zur Pegelanpassung! Mann muss 
Spannungsregler nehmen, das funzt!

von Stefan F. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Blöd, wenn sie dabei das Falsche lernen:
> Spannungsteiler taugen nicht zur Pegelanpassung! Mann muss
> Spannungsregler nehmen, das funzt!

Er wird schon noch merken, dass das nicht immer wie gewollt 
funktioniert.

von Wolfgang (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Blöd, wenn sie dabei das Falsche lernen:

Auch von diesem eher seltenen Fall geht die Welt nicht unter. Es gibt 
genug Leute, die eine Pegelanpassung auch mit z.B. einem Spannungsteiler 
hin bekommen. ;-)

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