Hallo.
Ich möchte mich mal ganz allgemein über Pegelumsetzung unterhalten.
Praktisch habe ich hier ein Netzteil, welches 24V ausgibt und ich möchte
nun am Microcontroller mit 3,3V checken ob die Spannung vorhanden ist.
Das Problem habe ich bisher einfach mit einem Relais gelöst, also 24V
schalten 3,3V. Nun möchte ich das aber verkleinern, so daß es in eine
AP-Dose passt.
Eine Pegelumsetzung mit Schalttransistor habe ich mir überlegt, aber
auch Optokoppler. Was gibt´s noch für Möglichkeiten?
Was wäre denn eine elegante Lösung?
Ben Avion schrieb:> Was wäre denn eine elegante Lösung?
Normalerweise reicht ein Spannungsteiler. Wenn die "Massen"
von 24V und 3,3V gleich sind, bringt ein OK keinen Vorteil
gegenüber einem einfachen Transistor.
Ben Avion schrieb:> Praktisch habe ich hier ein Netzteil, welches 24V ausgibt und ich möchte> nun am Microcontroller mit 3,3V checken ob die Spannung vorhanden ist.
Dazu solltest du uns verraten, ob das Netzteil elektrisch (Masse) mit
deinem Mikrocontroller verbunden ist oder verbunden werden darf.
> Nun möchte ich das aber verkleinern, so daß es in eine> AP-Dose passt.
Falls eine gemeinsame Masse von µC und Netzteil eine Option ist, käme
vielleicht ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen in Frage.
Ben Avion schrieb:> Die Massen sind getrennt.
Wenn die Massen nicht verbunden werden dürfen,
bleibt der OK. Wichtig wäre noch zu wissen,
ob einfach das Vorhandensein einer Spannung
festgestellt werden soll, oder ob diese auch
innerhalb eines gewissen Bereichs z.B. 24V
+-10% liegen soll.
Ben Avion schrieb:> Die Massen sind getrennt.Ben Avion schrieb:> Eine Pegelumsetzung mit Schalttransistor habe ich mir überlegt,
Da wüsste ich nicht, wie du das machen willst.
> aber auch Optokoppler.
Das ist dann wohl die einfachste, billigste und kleinste Lösung.
Nur mal so als Überlegung, wenn ich den µC nun an das 24V Nt anklemme
und über den versorgen möchte gibt es da doch sicher ein Linearregler
zu. Wird der nicht verdammt warm, weil die Spannungsdifferenz so hoch
ist?
Dann hätte ich eine gemeinsame Masse und könnte einen Spannungsteiler
nutzen.
Sollte ich den dann mit Widerständen ausführen oder könnte ich zb einen
aus einem R und einer Z-Diode herstellen, damit ich auch mit Sicherheit
immer den 3,3V Pegel am Input des µC erreiche?
Ben Avion schrieb:> Eine Pegelumsetzung mit Schalttransistor habe ich mir überlegt, aber> auch Optokoppler. Was gibt´s noch für Möglichkeiten?> Was wäre denn eine elegante Lösung?
Optokoppler mit 20V Z-Diode + Vorwiderstand am Eingang
Dietrich L. schrieb:> Ben Avion schrieb:>> Die Massen sind getrennt.>> Ben Avion schrieb:>> Eine Pegelumsetzung mit Schalttransistor habe ich mir überlegt,>> Da wüsste ich nicht, wie du das machen willst.>>> aber auch Optokoppler.>> Das ist dann wohl die einfachste, billigste und kleinste Lösung.
okay :) die Transistorlösung ist quatsch ohne gemeinsame Masse, ist mir
jetzt auch aufgefallen, da ja bisher noch die Massen getrennt sind.
Danke für den Hinweis. Ich könnte den µC aber klar auch dann über die
24V versorgen, bisher ist der µC noch auf dem Steckbrett extern
versorgt.
Ben Avion schrieb:> Nur mal so als Überlegung, wenn ich den µC nun an das 24V Nt anklemme> und über den versorgen möchte gibt es da doch sicher ein Linearregler> zu. Wird der nicht verdammt warm, weil die Spannungsdifferenz so hoch> ist?
Da spielt auch der Strom mit: Leistung = Spannung * Strom.
Ob das "verdammt warm" wird, hängt also auch vom Strom ab.
Die Alternative wäre ein Schaltregler, da wird nur wenig verheizt.
Ben Avion schrieb:> Nur mal so als Überlegung, wenn ich den µC nun an das 24V Nt anklemme> und über den versorgen möchte gibt es da doch sicher ein Linearregler> zu. Wird der nicht verdammt warm, weil die Spannungsdifferenz so hoch> ist?>> Dann hätte ich eine gemeinsame Masse und könnte einen Spannungsteiler> nutzen.
Um Masse von Netzteil und µC verbinden zu können, musst du nicht den µC
aus dem 24V-Netzteil zu versorgen. Du musst nur sicher sein, dass dieser
Verbindung nichts entgegen steht. Wir kennen deine Anforderungen/Aufbau
nicht.
Den µC unter Verwendung eines DC/DC-Wandler auch aus dem Netzteil zu
versorgen, wäre natürlich eine Möglichkeit. So ein Ding kostet nicht die
Welt (z.B. https://www.ebay.de/itm/272718624682, keine 80ct/Stk. im
5er-Pack), aber du müsstest dir dann natürlich überlegen, wie der µC den
Spannungsausfall mitteilen soll, wenn die Spannung des Netzteils
ausgefallen ist.
okay.
Ich brauche nur noch eine Lösung dafür, wenn ich es an das eine 24V NT
hänge, daß mir der Mikrocontroller mitteilt daß die 24V nicht mehr
anliegen bzw das NT ausgefallen ist, bevor dann auch der µC ausfällt.
Zudem sollte er dann das Programm stoppen, aber das löse ich irgendwie
in der SW.
Ich dachte an einen großen Elko hinter dem 24V/3,3V Regler. Nehme ich da
einen normalen Elko oder so einen hochkapazitiven "Goldcap?"
Ich messe mal den Stromverbrauch des µC, dann kann ich doch sicher
rechnerisch die Entladekurve des Elkos ermitteln, wenn ich zb. von 1000µ
ausgehe.
Ben Avion schrieb:> Ich brauche nur noch eine Lösung dafür, wenn ich es an das eine 24V NT> hänge, daß mir der Mikrocontroller mitteilt daß die 24V nicht mehr> anliegen bzw das NT ausgefallen ist, bevor dann auch der µC ausfällt.
Eine einfache Methode wäre, den Spieß umzudrehen.
Der µC sagt dir immer, wenn die Spannung vorhanden ist und du erkennst
am Ausbleiben der Nachricht, dass die Spannung nicht mehr vorhanden ist.
Bei sicherheitsrelevanten Überwachungen wäre dies die Grundlage für den
Aufbau, i.e. immer wenn das OK-Signal ausbleibt, ist erstmal von einem
Fehler auszugehen.
Ben Avion schrieb:> Ich dachte an einen großen Elko hinter dem 24V/3,3V Regler. Nehme ich da> einen normalen Elko oder so einen hochkapazitiven "Goldcap?"
Am einfachsten ist es so:
1
+--------+
2
+24V ---|>|---+---| Regler |---- +3,3V
3
| +---+----+
4
C |
5
| |
6
0V ----------+-------+---------- 0V
Dann kann der Kondensator relativ klein sein und die Spannung am Ausgang
bleibt länger konstant.
Dietrich L. schrieb:> 0V ----------+-------+---------- 0V
Das wäre wieder eine gemeinsame Masse.
Es sollte erst einmal geklärt werden, was gegen eine gemeinsame Masse
spricht. Ist zwingend eine galvanische Trennung notwendig? Dann ist der
Optokoppler die beste Lösung. Ansonsten einen einfachen Spannungsteiler.
Danke für die vielen Antworten. Ja, den Spiess umdrehen ist eine super
Idee!
Jetzt habe ich soviel Input, ich glaube ich überlege mal von vorne :)
Es wird ein gemeinsames Netzteil, eben diese 24V, der µC über einen
Regler versorgt, ein entsprechend dimensionierter C am Eingang des
Reglers, der den µC dann noch so lange versorgen kann das der auch ein
NICHT-OK senden kann.
Solange die 24V aber da sind, sendet der µC ein OK.
Damit es am Eingang des µC, der die 24V überwacht keinen Mischmasch
gibt, wegen möglicher schwankenden Spannungen, werde ich es wohl mit
einem Spannungsteiler aus einem R und einer ZD lösen.
Ben Avion schrieb:> Ich möchte mich mal ganz allgemein über Pegelumsetzung unterhalten.>> Praktisch habe ich hier ein Netzteil, welches 24V ausgibt und ich möchte> nun am Microcontroller mit 3,3V checken ob die Spannung vorhanden ist.
Das hat aber eher nichts mit "Pegelumsetzung" zu tun.
Pegelumsetzung meint ja typisch Logikpegel. Also entweder H oder L, aber
nichts dazwischen.
Bei deinem Netzteil möchtest du aber wohl wissen, ob die Spannung im
normalen Bereich ist. Wenn das Netzteil gerade wegen Überlastung oder
einem sonstigen Grund nur noch 18V ausgibt, sollte der Controller das
nicht als "alles in Ordunung" gemeldet bekommen.
Wenn GND von Netzteil und µC verbunden sind (oder verbunden werden
dürfen) dann ist in der Tat ein Spannungsteiler die einfachste Lösung.
Mit dem gehst du an einen ADC-Anschluß des µC. Und wenn das geschickt
gemacht ist, kann man sowohl Unterspannung als auch Überspannung
detektieren. Und die Schwellen kann man in der Software festlegen.
In Hardware wird das aufwendiger. Und wenn es galvanisch getrennt sein
muß, dann noch mehr.
Axel S. schrieb:> In Hardware wird das aufwendiger. Und wenn es galvanisch getrennt sein> muß, dann noch mehr.
Wenn bei einer Analogsignalauswertung eine galvanische Trennung nötig
wird, ist es oft einfacher, den µC potentialmäßig mit auf die
Signalseite zu legen und die Trennung auf der digitalen Ausgangsseite
des µCs zu machen.
Danke für den Hinweis, das hätte ich nun auch so gemacht.
nun muss ich noch heraus finden wie ich den Pegel für den Analog in
anpasse, die Suchfunktion hat mir schon geholfen, bin aber noch nicht
weiter.
Ben Avion schrieb:> nun muss ich noch heraus finden wie ich den Pegel für den Analog in> anpasse, die Suchfunktion hat mir schon geholfen, bin aber noch nicht> weiter.
Hier reicht ein ganz normaler Spannungsteiler.
Der max. Innenwiderstand des Teilers ergibt sich aus den Empfehlung der
µC-Herstellers und den Anforderungen an die Genauigkeit.
Zu niederohmig sollte er nicht sein, um den Eingang vor Zerstörung durch
Überspannung zu schützen.
