Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik "Überspannung" an PIC-Eingängen


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von Mark K. (mamikoe)


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Hallole,
ich möchte einen PIC-Input mit einer höheren Spannung as die 5V 
Betriebsspannung füttern. Üblicherweise nimmt man hierzu einen 
Vorwiderstand und vertraut auf die PIC-internen Schutz-/Klemmdioden.
Hier geht es um Signale im Spannungsbereich +18V/-18V. Als Vorwiderstand 
sind (nicht von mir) 270k vorgesehen
Das geht grundsätzlich auch. Allerdings ist mir beim Betrachten des 
Eingangssignals (Pulse bis herab zu ca. 30us Dauer) aufgefallen, daß die 
Pulse doch arg verschliffen sind, das Masse-Potential allenfalls zu 
erahnen ist. Eine versuchsweise Reduzierung des Vorwiderstands auf 100k 
und 47k brachte eine deutliche Verbesserung. Ein Spannungsteiler aus 
2x270k brachte nicht so gute Ergebnisse, zumal noch ein Widerstand kaum 
unterzubekommen wäre. Da ausweislich der PIC-Doku die 
Schutz-/Klemmdioden bis angeblich 20mA gut sein sollen erschien mir dies 
aber auch unproblematisch (maximal 0,4mA).
Allerdings war einen Tag nach diesem Test der PIC hinüber, er saugte 
plötzlich einige zig mA. Das mag ein Zufall sein, vielleicht habe ich 
ihn danach unbemerkt auf andere Weise gekillt, aber vorsorglich möchte 
ich doch mal nachfragen, welche Größe der Vorwiderstad bei diesen 
Rahmendingungen nicht unterschreiten sollte.
Und nein, Platz für eine Z-Diode am Eingang ist auf der Platine nicht.

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Da ausweislich der PIC-Doku die
> Schutz-/Klemmdioden bis angeblich 20mA gut sein sollen

Lese ich zum ersten Mal. Bisher hat MCHP den Strom nicht spezifiziert 
sondern nur die max. Spannung.

Sie haben sogar ausdrücklich davon abgeraten diese als 
Überspannungteiler zu nutzen.

20mA klingt verdächtig nach Ausgangsstrom bei den Dingern, kannst du die 
Stelle im Datenblatt hier rein stellen?

Mit 100k bekommen deine Eingänge eine große Eingangsimpedanz, werden 
also empfindlich. Man kann immer externe Dioden nehmen. Aber egal wie, 
der Strom fließt immer rückwärts in den Regler. Bei USB wird das dann 
richtig spannend.

von Peter D. (peda)


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Die internen oder externe Schutzdioden zu benutzen, hat einen riesen 
Pferdefuß. Sobald der Strom über dem Bedarf des MCs liegt, wird dessen 
VCC hochgezogen, was dieser überhaupt nicht mag.
Benutzt man Stromsparmodi des MCs, kann dieser weniger als 1µA ziehen, 
d.h. die VCC steigt an, bis es knallt.
Ein Würg-Around wäre, einen Lastwiderstand parallel zu VCC schalten, der 
genügend Strom verheizt.
Der Profi nimmt also immer einen Spannungsteiler, der sicher auf <VCC 
teilt.

Zusätzlich zu beachten ist, ob die Eingangsspannung anliegen kann, wenn 
VCC noch 0V beträgt, dann sind nur max 0,3V zulässig. Dann nimmt man 
Schutz-ICs, die ohne VCC auf hochohmig schalten.

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Und nein, Platz für eine Z-Diode am Eingang ist auf der Platine nicht.

Dann löte Sie evtl. ins Kabel.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mark K. schrieb:
> Üblicherweise nimmt man hierzu einen
> Vorwiderstand und vertraut auf die PIC-internen Schutz-/Klemmdioden.

Ich glaube nicht, dass dies die übliche Methode ist, denn so riskierst 
du, die Versorgungsspannung zu überhöhen - insbesondere in 
Stromspar-Modi. Außerdem kann dieses Problem auch innerhalb des IC 
passieren und dort schlimmstenfalls einen Latch-Up (Selbst-Zerstörung 
durch internen Kurzschluss) auslösen.

> 270k ... Allerdings ist mir beim Betrachten des Eingangssignals
> aufgefallen, dass die Pulse doch arg verschliffen sind

Kein Wunder bei 270kΩ. Aber wenn du z.B. auf 27kΩ runter gehst, 
verschärft sich das andere Problem, dass ich gerade geschildert habe.

> Allerdings war einen Tag nach diesem Test der PIC hinüber

Vermutlich genau deswegen.

> Platz für eine Z-Diode am Eingang ist auf der Platine nicht.

Wenn nicht einmal dafür Platz ist, hast du verloren. Jede andere 
alternative Maßnahme erfordert nämlich ebenfalls mindestens so viele 
Bauteile.

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Mark K. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus 2x270k brachte nicht so gute Ergebnisse,
> zumal noch ein Widerstand kaum unterzubekommen wäre.

Schon mal die dritte Dimension erforscht? Stiftleisten brauchen nicht 
unbedingt eine Buchsenleiste, man kann beide Ende einlöten.

> Da ausweislich der PIC-Doku die Schutz-/Klemmdioden bis
> angeblich 20mA gut sein sollen

Mit einem Datenblatt-Link könnte man besser streiten ;)

von Zeitstrahlwächter (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Und nein, Platz für eine Z-Diode am Eingang ist auf der Platine nicht.

Glaube ich nicht.
Einen Spannungsteiler hast du schließlich auch unterbekommen.
Von daher sollte ein Drüberlöten einer Z-Diode am massebezogenen 
Widerstand des Spannungsteilers möglich sein.

von Günni (Gast)


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Ich habe für solche Fälle mit Erfolg einen NPN-Transistor als 
Emitterfolger geschaltet verwendet. Den KolleKtor habe ich mit der 5 
(oder 3,3) V Versorgung des Prozessors verbunden. Den Emitter an den 
Port führen und den Arbeitswiderstand nach GND legen. (Damit wird das 
LOW-Potential um die 0,5 V der Basis-Emitterstrecke niedriger als das 
Eingangssignal.) Das Eingangssignal selbst über einen Widerstand an die 
Basis des Transistors führen. Da auch negative Spannungen am Eingang 
anliegen können, von der Basis des Transistors eine Diode nach GND 
legen, die diese ableitet. Zur Dimensionierung: Der Arbeitswiderstand am 
Emitter des Transistors muss den Eingangsport sicher nach LOW ziehen 
können. Ein Widerstand von 560 Ohm müsste das sicher schaffen, 
vermutlich reicht auch ein Widerstand von 1 kOhm aus (ausprobieren). 
Damit muss der Transistor für einen HIGH-Pegel 1 bis 2 mA 
Kollektorstrom liefern, d.h. ein Basisstrom von 0,1 mA ist mehr als 
ausreichend. Der Widerstand zur Basis könnte 120 kOhm betragen, aber 
auch etwas höhere oder niedrigere Werte dürften die Funktion nicht 
stören. Das Prinzip der Schaltung ist, dass die Stromverstärkung des 
Transistors stark sinkt, wenn der Transistor in die Sättigung kommt. 
Schickt man noch mehr Basisstrom in den Transistor als der Emitter 
abnimmt,fließt der überschüssige Basisstrom über die 
Basis-Kollektorstrecke zur Versorgungsspannung des Prozessors ab.

Die Schutzdioden von ICs dienen - wie der Name sagt - dem Schutz des 
Bausteins und sind nicht als Funktionsteile entworfen. Meist geht es 
gut, solange der Strom durch diese Dioden nicht zu groß wird. Aber ab 
einem Schwellwert wird eine interne Thyristorstruktur leitend (Latch-up) 
und beendet das Leben des Bausteins. Die Schutzdioden bilden nämlich mit 
dem Rest des ICs eine Thyristorstruktur und deren "Triggerstrom" streut 
von IC zu IC (auch bei ICs aus der gleichen Charge) sehr stark und hängt 
auch noch von der Temperatur ab.

von Dieter (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Sobald der Strom über dem Bedarf des MCs liegt, wird dessen
> VCC hochgezogen, was dieser überhaupt nicht mag.

Aus diesem Grunde werden manchmal Quick and Dirty Lösungen in der Art 
verwendet, dass die Betriebsspannung 3.3V gewählt wird, der PIC 5.5V 
aushält und eine 4.x-4.7V ZD über der Versorgungsspannung der Schaltung 
verhindert, dass VCC hochgezogen wird und nicht zu sehr negativ wird. In 
der Betriebsanleitung steht dann, erst nach dem Einschalten des Gerätes 
die Anschlüsse an die Eingänge anlegen. Und das ist Pfusch im Circuit 
Design.

von MaWin (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Und nein, Platz für eine Z-Diode am Eingang ist auf der Platine nicht.

Aber für 2 Widerstände reicht er als Spannungsteiler, lachhaft.

Ja, 270k sind viel, wenn 30us Pulse übertragen werden sollen.

Js, die Ableitung über die Schutzdioden hat den Nachteil dass der Strom 
in VCC fliesst und die Spannung angehoben werden kann wenn niemand den 
Strom verbraucht.

Eine 4V7 Z-Diode hält die Spannung unter 5V und könnte, 500mW Modell, 
einen 150 Ohm Widerstand erlauben, der mit 2W aber gross wäre, besser 
470 Ohm oder 1k. Die Z-Diode hilft auch beim Ableiten unter 0V, aber 
dann braucht man noch einen Widerstand zum uC, vielleicht auch 1k, damit 
der Strom in ihn begrenzt wird.

Aber unklar ist, bei welcher Eingangsspannung denn die Schaltschwelle 
liegen soll.

Toby P. schrieb:
> Sie haben sogar ausdrücklich davon abgeraten diese als
> Überspannungteiler zu nutzen.

Aha
http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00521c.pdf
https://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en536938

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich denke, daß das funktioniert.

Von Atmel gab es eine Application Note für einen µC-gesteuerten Dimmer, 
dort haben sie direkt 230V~ über einen hochohmigen Widerstand in einen 
AVR-Pin reingefeuert.

von Günni (Gast)


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Damit die Spannung nicht über den Bedarf des MCs hochgezogen wird, 
reicht es meist, den Widerstand zum Signal hochohmig zu machen. Über 100 
kOhm erzeugen die 18 V -Signale nur noch einen Strom von 0,18 mA. Wer 
sicher sein will, kann ja von der 5V-Versorgung einen Widerstand von  27 
KOhm nach GND legen. Die Stromversorgung merkt diese Dauerlast nicht und 
nun kann die Spannung nicht mehr unzulässig groß werden.

von Anja (Gast)


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Hallo,

bei rein digitalen PICs mag das ja noch funktionieren. (mit 0.5mA max 
gemäß Application Note von Microchip).

Aber analoge Funktionen des Chips können gestört werden.

Ich selbst hatte bei einem PIC12F675 sporadische Sprünge an einem 
Analogsignal (NTC für Temperaturmessung) weil ich eine 
RS232-Schnittstelle direkt über einen 100K Serienwiderstand auf einen 
anderen Port-Pin desselben Chips gelegt habe.

Das ganze wurde erst besser nachdem ich mit einer Schottky-Diode die 
negative Spannung auf 0.3V begrenzt habe. Selbst ein 10uF Elko am 
Analogpin hat die Störung nicht weggebügelt.

Gruß Anja

von Wolfgang (Gast)


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Toby P. schrieb:
> Lese ich zum ersten Mal. Bisher hat MCHP den Strom nicht spezifiziert
> sondern nur die max. Spannung.
>
> Sie haben sogar ausdrücklich davon abgeraten diese als
> Überspannungteiler zu nutzen.

Dann muss man halt zur Konkurrenz wechseln. Von Microchip gibt es die 
AVR Prozessoren von Atmel. In der App-Note AVR182 hat Atmel empfohlen, 
einen Strom von 1mA nicht zu überschreiten.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf

von Hp M. (nachtmix)


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Mark K. schrieb:
> Als Vorwiderstand
> sind (nicht von mir) 270k vorgesehen

Dann glaube ich nicht daran, dass du den Chip über die Eingangsleitungen 
zerschossen hast.
Genau so gut kann man den Latch-up nämlich auch über Ausgänge triggern, 
und da sind gewöhnlich keine Vorwiderstände dran.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6267325 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Mark K. (mamikoe)


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Bin grade auf dem Sprung, daher nur ganz kurz:
Diese 20mA habe ich den Angaben zum clamp current entnommen, der ja 
anscheinend den maximal zulässigen Strom durch diese Klemm-/Schutzdioden 
beschreibt - z.B. im Datenblatt des 16F1825 auf S.334, oder auch z.B. 
bei
https://electronics.stackexchange.com/questions/71479/what-is-meant-by-input-clamp-current-output-clamp-current-in-micro-controller-da
Die Einwände wegen des Platzes gehen ins Leere, denn den Test mit dem 
Spannungsteiler habe ich "fliegend" vorgenommen.
Daß die 270k nicht meine Idee sind bedeutet nicht, daß dieses Design 
nicht suboptimal sein kann - auch wenn es schon vor 20 Jahren mit einen 
F84 so verwendet wurde und nach meinem Eindruck sehr weit verbreitet 
ist. Ich "kenne" es auch nur mit relativ großen Widerstandswerten, aber 
ich sehe i Ansehung dieser max. zulässigen 20mA keinen rechten Grund, 
den Widerstand nicht deutlich kleiner zu machen. Daher frage ich.

: Bearbeitet durch User
von 2 Cent (Gast)


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Günni schrieb:
> Ich habe für solche Fälle mit Erfolg einen NPN-Transistor als
> Emitterfolger geschaltet verwendet. Den KolleKtor habe ich mit der 5
> (oder 3,3) V Versorgung des Prozessors verbunden. Den Emitter an den
> Port führen und den Arbeitswiderstand nach GND legen. (Damit wird das
> LOW-Potential um die 0,5 V der Basis-Emitterstrecke niedriger als das
> Eingangssignal.)
Das ist natürlich eine sehr sichere, aber leider aufwändigere Lösung; 
sogar bei sehr heftiger Übersteuerung klammert die B-C-Diode die 
Basisspannung soweit fest, daß die Emitterspannung noch nahe der 
Versorgungsspannung des uC liegt.


Anja schrieb:
> Das ganze wurde erst besser nachdem ich mit einer Schottky-Diode die
> negative Spannung auf 0.3V begrenzt habe.
Dein 100kOhmer hat möglicherweise mit seiner Parallelkapazität die 
steilen Flanken des RS232 in die Schaltung "reingehämmert", Induktionen 
deines Aufbaus erledigten den Rest, who knows...


Zusammenführen beider angesprochenen Probleme:
Auch noch einen PNP nach derselben Logik dazugebaut erspart den 
Pulldownwiderstand, und macht die Sache ohne niederohmigen 
"Arbeitswiderstand" auch von Hause aus schnell der Eingangsspannung 
folgend, also Hochfrequenztauglich.


Ein solcher Aufwand wird (weshalb auch immer) gerne gescheut, meistens 
gehts ja auch Ewigkeiten ohne jedwede Probleme... allerdings solche 
herbeigeredeten Probleme wie "kein Platz" lese ich selten :D


Der Mittelweg (?):
Schaltungseingang-Längswiderstand-(Schottky)Klammerdioden-Längswiderstan 
d-uC.


Wo ich gerade eben dabei bin darüber zu Philosophieren fällt mir auf: 
zwei Transistoren mit einem (Eingangsseitigem) Längswiderstand ergeben 
acht Lötstellen, zwei Klammerdioden und zwei Längswiderstände auch :D

Gute Diskussion!

Mark K. schrieb:
> aufgefallen, daß die Pulse doch arg verschliffen sind
HTH

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Diese 20mA habe ich den Angaben zum clamp current entnommen, der ja
> anscheinend den maximal zulässigen Strom durch diese Klemm-/Schutzdioden
> beschreibt

Zitat aus deiner Quelle:

"There are probably two separate specs for these clamp diode currents. 
The absolute maximum section will tell you what the device can tolerate 
without getting damaged. This is the current the diodes can shunt around 
the rest of the chip without harm. The other spec will be in the 
operating section. This current will be much less because current thru 
these diodes can cause various problems to the operation of the device. 
Basically, in a practical sense you don't want these diode to conduct 
during operation."

Hab das auch schon gesehen, mache es aber selber nicht. Bei +/- 18V wäre 
mir das auch als 1malige Bastellösung zu heavy. Evtl kannst du ja nen 
Kondensator in Reihe nehmen und Spannungswechsel bzw. Umladung messen. 
Per IOC oder ADC (der hat meist  10k Ohm max am Eingang) oder, wenn 
vorhanden, mit den Touchcaps (CVD).

von Anja (Gast)


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2 Cent schrieb:
> Dein 100kOhmer hat möglicherweise mit seiner Parallelkapazität die
> steilen Flanken des RS232 in die Schaltung "reingehämmert", Induktionen
> deines Aufbaus erledigten den Rest, who knows...

Verschwörungstheorie?

Die Fakten:
RS232 hat keine steilen Flanken
(muß ja schließlich >15m ohne Abschlußwiderstände reflexionsfrei 
übertragen).

Ein 1206 Widerstand hat ca 0.1 pF
die gegen 5 pF Eingangskapazität eines Prozessorpins geteilt werden.

Gruß Anja

von Jens G. (jensig)


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Mark K. (mamikoe)

>Das geht grundsätzlich auch. Allerdings ist mir beim Betrachten des
>Eingangssignals (Pulse bis herab zu ca. 30us Dauer) aufgefallen, daß die
>Pulse doch arg verschliffen sind, das Masse-Potential allenfalls zu
>erahnen ist. Eine versuchsweise Reduzierung des Vorwiderstands auf 100k
>und 47k brachte eine deutliche Verbesserung. Ein Spannungsteiler aus

In Wirklichkeit sehen die Flanken besser aus, denn der 
Oszilloskoptastkopf verfälscht mit seiner Eingangskapazität das Signal 
nochmal kräftig.

von 2 Cent (Gast)


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Anja schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Dein 100kOhmer hat möglicherweise mit seiner Parallelkapazität die
>> steilen Flanken des RS232 in die Schaltung "reingehämmert", Induktionen
>> deines Aufbaus erledigten den Rest, who knows...
> Verschwörungstheorie?
LOL Verschwörungstheorie, ein besseres Orakel ist mir schlicht nicht 
eingefallen!

> Die Fakten:
> RS232 hat keine steilen Flanken
> (muß ja schließlich >15m ohne Abschlußwiderstände reflexionsfrei
> übertragen).
Stimmt auch wieder, laut Wikipedia senderseitig eine maximale slewrate 
von 30 V/µs, ergibt also mindestens 0,8µs für einen Pegelwechsel bei 
angenommenen +12V/-12V. Wieder was gelernt nebenbei, folgendes spielt 
wohl die Hauptrolle:

> Ein 1206 Widerstand hat ca 0.1 pF
> die gegen 5 pF Eingangskapazität eines Prozessorpins geteilt werden.
Ooops, mit deinen Zahlen machst du meine schöne Theorie kaputt ;-)
Zahlenspiel bei der fallenden Flanke, ohne jedwede Zeitkonstante der 
100k/5pF oder der Slewrate, angenommen "einfach steil runter":
Eingangsportpin auf angenommenen +5,5V 
(+12V---100k---Portpin_mit_interner_Klammerdiode_gegen_5V), danach eine 
eingangsseitig um 24V fallende Flanke; Spannung am Portpin sinkt um 1/51 
der 24V, also (um etwa 0,5V) auf etwa 5V...weiter abwärts geht die 
Spannung erst durch den Leitwert des Widerstandes, also nach jedweder 
Zeitkonstante.

In Folge heißt das: Meine orakularischen Gedanken waren für die Füsse :D
Vielleicht sollte ich doch einen Aluhut tragen, bis jetzt dachte ich 
noch immer ohne eine Kopfbedeckung auskommen zu können.


> Gruß Anja
Anja, auch du seiest gegrüßt Schutzmaske zieh und verbeug :D

von Toby P. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Toby P. schrieb:
>> Sie haben sogar ausdrücklich davon abgeraten diese als
>> Überspannungteiler zu nutzen.
>
> Aha
(es folgen App.Notes)


Na wer nen uC über nen Widerstand an die Netzspannung anschließt (oder 2 
in Reihe zur "Sicherheit") kann auch die clamp Dioden als 
Transientenschutz nutzen. Das macht dann auch nicht mehr.

von Mark K. (mamikoe)


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Ich habe jetzt mal ein paar weitere Tests gemacht - mi 100k längs 
(anstelle der 270k) und danach eine Z-Diode nach Masse (4V7 bis 6V2), 
ersatzweise einen Widerstand von 47k bis 100k.
Für mich überraschenderweise waren die Z-Dioden subotimal - auf dem Skop 
sah das Signal nicht wirklich besser aus (Tastkopf 1:10) als ohne. 
Deutlich besser war es mit Widerständen anstelle der Z-Dioden - 68k ist 
nicht sichtbar schlechter als 47k.
In der Anwendung ist das Signal der Versorgungsspannung aufgeprägt 
(nominal +/- ca. 18V), d.h. ohne Versorgungsspannung auch keine 
Signalspannung und vice versa. Damit dürfte sich eine wesentliche 
Problematik erledigt haben. Wären es immer 18V wäre ein weitgehend 
passend dimensionierter Spannnugsteiler (100k/47k) wohl die beste 
Lösung. Allerdings fällt die Spannung aufgrund Spannungsabfall an 
Übergangswiderständen (es geht um Modellbahn) auch schon mal auf 12V. Da 
wäre ein Spannungsteiler, der unter optimalen Bedingungen genau zu den 
5,5V Betriebsspannung führt, nicht so gut.
Daher meine Frage: Ist es in Hinblick auf den Schutz des PIC-Eingangs 
irrelevant, ob das +/-18V-Signal nur über einen Serienwiderstand von 
100k zugeführt wird oder ob es über zusätzlich 68k parallel zum Eingang 
auf ca. +/-7V begrenzt wird?

von foobar (Gast)


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> Daher meine Frage: Ist es in Hinblick auf den Schutz des PIC-Eingangs
> irrelevant, ob das +/-18V-Signal nur über einen Serienwiderstand von
> 100k zugeführt wird oder ob es über zusätzlich 68k parallel zum Eingang
> auf ca. +/-7V begrenzt wird?

Prinzipiell: über den Längswiderstand muß soviel Strom fließen, dass die 
"überflüssige" Spannung abfällt.  Mit Parallelwiderstand passiert das 
vor dem Eingang.  Ohne den muß der Eingang den Strom aufnehmen.  Wenn er 
das nicht kann/schafft, ...

von Bauform B. (bauformb)


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Wenn aber trotz Spannungsteiler noch 7.7 Volt rauskommen können, fließt 
immer noch Strom durch die Schutzdiode, allerdings um so viel weniger, 
wie durch den 68k Widerstand fließt.

von Mitleser (Gast)


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Wo findet das ganze Anwendung? DCC oder anderer Decoder für 
Modelleisenbahn?
Wenn ja, scheint dass "die" Referenzschaltung für Digital Decoder mit 
PIC Controller zu sein.
Es macht irgendwie jeder so, 22k Ohm Widerstand oder größer zwischen 
Digital Signal (+/- 18 V) und PIC Controller Interrupt Eingang. Ab und 
zu ist noch ein Kondensator mit ein paar PF dem Widerstand gegen GND 
nachgeschaltet.
Ich habe das Konzept nie hinterfragt, da es einfach funktioniert und 
tausendfach so angewandt wird.

von foobar (Gast)


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> Es macht irgendwie jeder so, 22k Ohm Widerstand oder größer zwischen
> Digital Signal (+/- 18 V) und PIC Controller Interrupt Eingang.

Das darf man aber nicht alleingestellt betrachten.  Der Eingang muß 
den nötigen Strom aufnehmen und irgendwie nach Masse ableiten.  Die 
gesamte Restschaltung spielt an sich den unteren Teil eines 
Spannungsteilers - braucht sie zu wenig Strom, fällt nicht genügend 
Spannung am 22k ab.

Früher war das kein Thema, jedes popelige Gatter hat genug gezogen. 
Aber heutzutage, wo Schaltungen im Idle auf einmal nur noch µA brauchen, 
muß man das berücksichtigen.

von Mark K. (mamikoe)


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Mitleser schrieb:
> Wo findet das ganze Anwendung? DCC oder anderer Decoder für
> Modelleisenbahn?

Andere. Aber das spielt keine Rolle. Denn:

> Wenn ja, scheint dass "die" Referenzschaltung für Digital Decoder mit
> PIC Controller zu sein.

Das gilt nach meiner Kenntnis allgemein.

> Es macht irgendwie jeder so, 22k Ohm Widerstand oder größer zwischen
> Digital Signal (+/- 18 V) und PIC Controller Interrupt Eingang. Ab und
> zu ist noch ein Kondensator mit ein paar PF dem Widerstand gegen GND
> nachgeschaltet.

Nach meiner Kenntnis im Bereich von einigen 100k.

> Ich habe das Konzept nie hinterfragt, da es einfach funktioniert und
> tausendfach so angewandt wird.

Eben. Zigtausend Dekoder funktionieren auf diese Weise und in einer eher 
"robusten" Umgebung. Allerdings grundsätzlich mit dem bereits erwähnten 
Merkmal: Ist die Versorgungsspannung weg ist auch das Signal weg. Nicht 
zwingend vice versa (wenn der Dekoder gepuffert wird zur Überbrückung 
von Kontakproblemen) aber den Zustand: "Signal ja, Versorgungsspannung 
nein" gibt es nie.

von Mark K. (mamikoe)


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Bauform B. schrieb:
> Wenn aber trotz Spannungsteiler noch 7.7 Volt rauskommen können, fließt
> immer noch Strom durch die Schutzdiode, allerdings um so viel weniger,
> wie durch den 68k Widerstand fließt.

Mhm. Maßgeblich ist doch aber die Versorgungsspannung plus die 
Schwellspannung der Schutzdioden? Also sagen wir mal hier in Summe ca. 
6V. Bei +18V und 100k längs wären es zunächst 0,12mA. Die am Input 
anliegenden ca. 6V führen bei dem 68k-Parallel-R zu rund 0,09mA. Bleiben 
also als Differenz ca. 30uA für den PIC. Im Vergleich: Mit den 
(evidenzbasiert) unschädlichen alleinigem Längs-270k sind es bei +18V 
ca. 44uA für den PIC. Sollte also kein Problem darstellen.

Die Wirkung einer hohen positiven Spannung verstehe ich zwar nicht 
wirklich, aber ich kann sie als "es ist so" akzeptieren ;-).
Aber wie ist das mit der negativen Spannung? Wie wirkt sich die bzw. der 
daraus folgende Strom aus?
Bei Längs-270k sind es ca. 65uA. Mit dem Spannungsteiler 100k/68 sind es 
wegen des 100k ca. 175uA, was über den 68k abfließt ist bedeutungslos. 
Das einzige, was da helfen würde, wenn es wichtig wäre, wäre wohl eine 
Schottky parallel zum 68k.

von Mark K. (mamikoe)


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2 Cent schrieb:
> allerdings solche
> herbeigeredeten Probleme wie "kein Platz" lese ich selten :D

Es geht um dutzende von fertigen Platinen/Dekodern, die aufgrund der 
sehr begrenzten Platzverhältnisse in den Loks für Hobby-Platinen sehr 
eng bepackt sind, und bei denen das Auffrickeln weiterer Teile zumindest 
Zusatzverdrahtungen erfordert, die weitere Maßnahmen zur Folge hätten 
...
Klar, "unmöglich" ist relativ, aber verglichen damit sind kommerzielle 
SMD-Platinen in anderen Bereichen extrem weitläufig ...

von Mark K. (mamikoe)


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Günni schrieb:
> Damit die Spannung nicht über den Bedarf des MCs hochgezogen wird,
> reicht es meist, den Widerstand zum Signal hochohmig zu machen. Über 100
> kOhm erzeugen die 18 V -Signale nur noch einen Strom von 0,18 mA. Wer
> sicher sein will, kann ja von der 5V-Versorgung einen Widerstand von  27
> KOhm nach GND legen. Die Stromversorgung merkt diese Dauerlast nicht und
> nun kann die Spannung nicht mehr unzulässig groß werden.

"Unnötige" Belastungen der Versorgungsspannungen muß ich tunlichst 
vermeiden. Bei Kontaktproblemen muß der PIC für einige hundert ms 
weiterlaufen, damit er bloß nicht in den Reset geht, weil dann die Lok 
stehen bleibt - und da die Größe des Puffer-C aufgrund der 
Platzverhältnisse doch sehr begrenzt ist ...
Vielleicht habe ich mich verrechnet, aber anscheinend entlädt sich der 
Puffer-C 220u in 0,5s bei dieser Belastung um (zusätzlich) ca. 0,5V. Das 
wäre schon kritisch ....

von Soul E. (souleye)


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Mitleser schrieb:

> Wenn ja, scheint dass "die" Referenzschaltung für Digital Decoder mit
> PIC Controller zu sein.

Was sagt denn Microchip dazu? Üblicherweise gibt es für den injection 
current zwei Angaben. Der höhere Wert stellt die Grenze für die 
Schutzstrukturen dar, die nicht überschritten werden soll um Schädigung 
zu vermeiden. Der niedrigere Wert darf überschritten werden, in diesem 
Fall ist aber eine Beeinflussung der Analogfunktionen (ADC etc) auf dem 
Chip zu erwarten.

Leider stehen die Werte nicht immer im öffentlichen Datenblatt, einige 
Hersteller geben sie nur gegen NDA raus.

Bei einem von uns eingesetzten Controllertyp japanischer Herkunft 
erlaubt der Hersteller maximal 2,0 mA injection current pro Pin und 
maximal 20 mA gesamt. Dabei steigt der Messfehler des ADC um bis zu 0,4% 
an. Soll die Beeinflussung des ADC unter 1 LSB (bei 10 bit) bleiben, 
darf der Strom 0,2 mA pro Pin nicht überschreiten. Wir schalten bei KL30 
(8..16 V) meist 47k in Reihe. Zusätzliche Dioden sind dann nicht 
erforderlich.

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Es geht um dutzende von fertigen Platinen/Dekodern, die aufgrund der
> sehr begrenzten Platzverhältnisse in den Loks für Hobby-Platinen sehr
> eng bepackt sind, und bei denen das Auffrickeln weiterer Teile zumindest
> Zusatzverdrahtungen erfordert, die weitere Maßnahmen zur Folge hätten

Stell doch mal Schaltplan/Layout dieses Teils rein und um welchen Port 
bei welchem Pic es sich handelt. SMD z.B. kann man huckepack löten, 
einige Pics haben Komparatoren / AD Wandler usw..

von Dieter R. (drei)


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Mark K. schrieb:

> "Unnötige" Belastungen der Versorgungsspannungen muss ich tunlichst
> vermeiden.

Dann eben kein Widerstand, sondern eine Z-Diode über der 
Betriebsspannung. Ohne zusätzliche Bauteile wird es wohl nicht gehen. 
Den Prozessor auf magische Weise in einen Zustand zu versetzen, wo er 
zwar wenig, aber immer genügend Strom aufnimmt, hat der Hersteller nicht 
vorgesehen.

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> es geht um Modellbahn

Bin jetzt kein Modellbahnspezi, aber woher kommt dann deine Masse? Du 
hast doch nur 2 fragwürdige Schleifer. Ständig verändert sich 
Stromaufnahme und Übergangswiderstand. Da sind dann auch Schutzdioden 
fraglich, egal ob intern oder extern. Man weiß doch nie wann was wohin 
fliest.

Da haust du jetzt ne Spannung von +/- 18 Volt drauf und hoffst das der 
Port das überlebt. Dafür soll das über ungeeignete und für diesen Zweck 
nicht spezifizierte ESD Dioden im Chip geleitet werden. Das ganze wird 
dann noch über einen Kondensator gepuffert, Platz ist keiner da um 
irgendwas einzubauen, klingt spannend ;-).

Also ohne Ahnung von Details würde ich das Signal kapazitiv auf nen 
Interrupt Eingang koppeln. Einen mit Komparator, besser 2. Da kann man 
die Energie begrenzen, die Schaltschwellen einstellen (weit unter der 
Clamp Spannung) und den Pic zur Not schlafen ( unter 100nA hab ich schon 
geschafft) legen wenn deine Lok über ne Weiche rumpelt.

Die Zeitmessung zur Signalauswertung ist dann gleich mit drin, von Int 
zu Int.

von Dieter R. (drei)


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Toby P. schrieb:

> Da haust du jetzt ne Spannung von +/- 18 Volt drauf und hoffst das der
> Port das überlebt. Dafür soll das über ungeeignete und für diesen Zweck
> nicht spezifizierte ESD Dioden im Chip geleitet werden.

Dass die Dioden sehr wohl dafür spezifiziert sind und in professionellen 
Anwendungen mit geeigneter Schaltungstechnik auch in dieser Weise 
verwendet werden, wurde nun hinreichend häufig dargelegt. Wie man 
unzulässige Überspannung am Prozessor vermeidet, ebenfalls.

> Also ohne Ahnung von Details würde ich das Signal kapazitiv auf nen
> Interrupt Eingang koppeln.

Und wie begrenzt man den Strom bei kapazitiver Kopplung? Richtig, mit 
einem Vorwiderstand.

von 2 Cent (Gast)


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Mark K. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> allerdings solche
>> herbeigeredeten Probleme wie "kein Platz" lese ich selten :D
>
> Es geht um dutzende von fertigen Platinen/Dekodern, die aufgrund der
> sehr begrenzten Platzverhältnisse in den Loks für Hobby-Platinen sehr
> eng bepackt sind, und bei denen das Auffrickeln weiterer Teile zumindest
> Zusatzverdrahtungen erfordert, die weitere Maßnahmen zur Folge hätten
Ahh, dies leuchtet mir, es leuchtet sogar ein :D


Salamiproblematik deiner mehreren Probleme:
Auf die Gefahr hin einen vorherigen Tipp verpasst zu widerholen: die 
"Loklast" sollte die Versorgung des Controllers nicht "runterreissen"; 
--->Diode in den Versorgungskreis Elko-[Spannungsregler]-uC.

von Andi B. (andi_b2)


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Unabhängig davon ob so mache Entwickler schon seit > 20 Jahren die 
internen Schutzdioden zum Ableiten von Überspannung verwenden oder 
nicht, erfahrungsgemäß hat man damit immer früher oder später Probleme. 
Auch bei bei PIC16 oder PIC24 oder...

Wie schon geschrieben, empfehlen Hersteller üblicherweise (immer?) im 
Normalbetrieb KEINEN Strom über die Schutzdioden zu leiten. Wenn man's 
tut, selber Schuld. Der uC hält das zwar aus (Clamp current), aber 
keiner garantiert, dass er noch spezifikationsgemäß arbeitet. 
Üblicherweise sind dann die analogen Teile im uC die ersten die anfangen 
verrückt zu spielen. Aber auch sporadische Ausfälle vom z.B. UARTs hab 
ich schon bei solchen Pfusch-Designs gesehen.

von Dieter R. (drei)


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Andi B. schrieb:

> Wie schon geschrieben, empfehlen Hersteller üblicherweise (immer?) im
> Normalbetrieb KEINEN Strom über die Schutzdioden zu leiten.

Quatsch. Auch durch andauernde Wiederholung wird diese Behauptung nicht 
wahr. Ich hab jetzt keine Zeit + Lust, ein PIC-Datenblatt 
herauszusuchen. Atmel Tiny habe ich gerade griffbereit, dort steht:

I/O pin injection current except RESET pin  -1 1 mA

Sum of I/O pin injection current -45 45 mA

If Vpin is lower than GND-0.6V, then a current limiting resistor is 
required. If Vpin is greater than VDD+0.6V, then a current limiting 
resistor is required.


Das sind Maximalwerte, man sollte also in der Schaltungsdimensionierung 
darunter bleiben. Mit Faktor 0,1 bis 0,5 liegt man auf der sicheren 
Seite. Was außerdem zu beachten ist (Analog-Eingänge, Begrenzung der 
Betriebsspannung), wurde bereits ausführlich diskutiert.

von Mark K. (mamikoe)


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Toby P. schrieb:
> Mark K. schrieb:
>> es geht um Modellbahn
> Bin jetzt kein Modellbahnspezi, aber woher kommt dann deine Masse? Du
> hast doch nur 2 fragwürdige Schleifer. Ständig verändert sich
> Stromaufnahme und Übergangswiderstand. Da sind dann auch Schutzdioden
> fraglich, egal ob intern oder extern. Man weiß doch nie wann was wohin
> fliest.
>
Nimm mir´s nicht krumm, aber ich mag diese grundsätzliche Diskussion 
hier nicht führen: Im gesamten Bereich der MoBa-Digital-Steuerung wird 
seit wenigstens 20 Jahren auf diese Weise "gearbeitet". Es mag nicht 
hochprofessionell sein bzw. nicht den Anforderungen im Luftfahr- und 
Medizinbereich genügen, aber es funktioniert.
Die Schaltung ist i.ü. banal: Die Gleisspannung besteht je nach System 
aus +/-16V bis +/-24V, je nach System, Hersteller und Gusto auch 
stabilisiert. Die Befehle sind auf die Spannung aufgeprägt. Die 
Dekoderschaltung bestehen aus Gleichrichter, Spannungsversorung für den 
PIC, diesen selbst sowie je nach Hersteller mehr oder weniger aufwändige 
Peripherie für Motor, Licht, Funktionen usw. Die Masse kommt folglich 
aus dem Gleichrichter auf dem Dekoder und ist nicht identisch mit der 
sog. Schienenmasse, die es überdies nur gibt, wenn der Booster sie 
liefert; viele Booster haben einen H-Brücken-Schaltung und da gibt es 
keine feste Masse.
Insofern war, das muß ich konzedieren, meine Angabe der +/-18V aus Sicht 
der Dekodermasse nicht korrekt.

von Mark K. (mamikoe)


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Toby P. schrieb:
> Stell doch mal Schaltplan/Layout dieses Teils rein und um welchen Port
> bei welchem Pic es sich handelt. SMD z.B. kann man huckepack löten,
> einige Pics haben Komparatoren / AD Wandler usw..

Nicht erforderlich. Ich sehe ein, daß es allein mit dem auf 100k oder 
gar noch weiter verkleinerten Längswiderstand etwas heikel ist und da 
sich mit bis zu 68k parallel zum Eingang die Signalform weiter 
verbessert werde ich wohl in diesen sauren Apfel beißen müssen. Da der 
Strom selbst mit 68k, wie geschrieben, unter dem mit dem alleinigen 
Längs-270k liegt, sehe ich ich das evidenzbasiert als probemlos an.

Aber wie ist das mit der negativen Spannung? Was bewirkt die? Siehe mein 
gestriges post von 18:50.

von Soul E. (souleye)


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Andi B. schrieb:

> Wie schon geschrieben, empfehlen Hersteller üblicherweise (immer?) im
> Normalbetrieb KEINEN Strom über die Schutzdioden zu leiten. Wenn man's
> tut, selber Schuld.

Bullshit. Die zulässigen Stöme durch die ESD-Strukturen (injection 
current) werden von den Herstellern spezifiziert, und ein Betrieb bei 
Einhaltung derselben stellt einen regulären Betriebsfall dar. Genau wie 
die Verwendung eines Portpins zur Spannungsversorgung, solange dessen 
zulässiger Ausgangsstrom eingehalten wird.

Das wird in Millionen von Designs gemacht und von den 
Controllerherstellern regelmäßig gereviewed und freigegeben.

von Dieter R. (drei)


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Mark K. schrieb:

> Aber wie ist das mit der negativen Spannung? Was bewirkt die? Siehe mein
> gestriges post von 18:50.

Welchen Typ verwendest du? Dann sehen wir mal gemeinsam ins Datenblatt.

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Nimm mir´s nicht krumm, aber ich mag diese grundsätzliche Diskussion
> hier nicht führen: Im gesamten Bereich der MoBa-Digital-Steuerung wird
> seit wenigstens 20 Jahren auf diese Weise "gearbeitet"

Kein Problem, es ging ja um einen möglichen workaround für die 
vorhandenen PCB's.
> Die Schaltung ist i.ü. banal:
Das es da etablierte Schaltungen gibt habe ich vermutet. Ist da Frage 
erlaubt warum du diese nicht genutzt hast?


> Aber wie ist das mit der negativen Spannung? Was bewirkt die? Siehe mein
> gestriges post von 18:50.
Da must du Leute Fragen die den Schaltplan kennen.

Soul E. schrieb:
> Die zulässigen Stöme durch die ESD-Strukturen (injection
> current) werden von den Herstellern spezifiziert, und ein Betrieb bei
> Einhaltung derselben stellt einen regulären Betriebsfall dar.

Interesant, zeig doch mal wo das im Datenblatt des hier verwendeten aber 
vom Fragesteller nicht genannten PIC steht

von Dieter (Gast)


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Sich blind auf die internen Schutzdioden zu verlassen ist trotz allem 
Quick and Dirty Design by Engineering. Meistens wird auch die ZD 
gespart, die da sein sollte für den Fall, dass die Schaltung die 
zusätzliche Energie nicht aufnehmen kann in beide Polaritätsrichtungen. 
Diese ZD schützt zusätzlich, wenn die Spannungsversorgung durchlegieren 
sollte.

Zum Thema des verschliffenen Signals sei an parasitäre Kapazitäten an 
den Signaleingängen erinnert und ein Blick in das Datenblatt empfohlen.

von Dieter R. (drei)


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Dieter schrieb:
> Sich blind auf die internen Schutzdioden zu verlassen ist trotz allem
> Quick and Dirty Design by Engineering.

Es ist überhaupt schlechtes Design, sich blind auf die Funktion eines 
Prozessors zu verlassen. So viele Transistoren, was da alles kaputt 
gehen kann! Und dann erst die Softwarefehler, das kann doch nie 
zuverlässig funktionieren.

Besser Analogdesign, möglichst mit Röhren. Die altern auch nicht.

von Toby P. (Gast)


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Dieter schrieb:
> Sich blind auf

Das macht ja hier keiner sondern das Gegenteil ist der Fall. Es wird das 
wie und Details besprochen.

Dieter R. schrieb:
> Besser Analogdesign, möglichst mit Röhren. Die altern auch nicht.

Das kommt dann dabei raus wenn jemand auf einen Beitrag der im Stile 
heutiger "Journalisten" verfasst ist antwortet.

-

Es ist wohl kein Problem 1mA über die Schutzdioden abzuleiten. Einige 
Hersteller garantieren das auch, hab ich hier gelernt. Gibt auch 
bestimmt ein paar ultrabillig Massendesigns wo das sinnvoll eingesetzt 
wird. Ok, gut zu wissen.

Aber Hand aufs Herz, wer hat das jemals gebraucht? Wenn man darauf 
angewiesen ist hat man doch eher einen Bock geschossen und muss was 
hinstricken.

Jeder 0402 Widerstand hat bessere Eigenschaften als ne On Chip clamp 
diode. Die ist dann auch schon voll leitend, wie wirkt sich das aus? 
Dann geistern da auch Ströme durch den Die und über die Bond Drähte die 
ich da nicht haben will und auch nicht kontrollieren kann.

Murphys law dafür könnte lauten: "Der Strom über die clamp Diode ist 1nA 
über dem Wert der keinen Schaden anrichtet, tritt aber nur im 
ungünstigsten Moment auf. ;-)

von Soul E. (souleye)


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Toby P. schrieb:

> Aber Hand aufs Herz, wer hat das jemals gebraucht? Wenn man darauf
> angewiesen ist hat man doch eher einen Bock geschossen und muss was
> hinstricken.

Was veranlasst Dich zu dieser Annahme? Du hast eine Leitung "KL15", die 
auf High geht wenn der Zündschlüssel gedreht wird. Die wird mit einem 
Pin des Controllers eingelesen. Der Hersteller des Controllers 
spezifiziert dass sein Pin 200µA gegen VDD ableiten kann ohne 
Funktionseinschränkungen und 2 mA ohne Beschädigung. Ein 100k-Widerstand 
in Reihe lässt bei KL15 = 8 V 30 µA, bei KL15 = 16 V 110 µA und im 
Fehlerfall "Load Dump" bei 32 V 270 µA fließen. Alles voll und ganz im 
Rahmen der vom Hersteller des Controllers vertraglich zugesicherten 
Spezifikationen.

Warum genau sollte man da jetzt noch Dioden, Z-Dioden, 
Operationsverstärker oder Komparatoren reinbauen? Um die BOM-Kosten 
hochzutreiben? Weil der Toby das gesagt hat? Geh weiter spielen, wenn Du 
mal im Berufsleben angekommen bist wirst Du sehen wie das läuft.


> Murphys law dafür könnte lauten: "Der Strom über die clamp Diode ist 1nA
> über dem Wert der keinen Schaden anrichtet, tritt aber nur im
> ungünstigsten Moment auf. ;-)

Murphy's Law könnte auch lauten: die 0,7*VDD, die gemäß Datenblatt für 
einen High-Pegel erforderlich sind, sind 1 ppm über dem Wert der gerade 
noch Low ist. Oder der für 16 MHz spezifizierte Oszillator explodiert 
sobald der Takt durch Phasenrauschen auf 16,000001 MHz ansteigt.

Für jeden spezifizierten Wert gibt es eine Betriebsgrenze, bis zu der 
einwandfreie Funktion garantiert wird, und eine Zerstörungsgrenze, bei 
der das Bauteil beschädigt werden kann. Von letzerer solltest Du 
natürlich ausreichend weit wegbleiben, das ist klar.



BTW: mit 5 MOhm in Reihe darf es sogar Netzspannung sein: 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00521c.pdf
Weiter hinten wird aber auch die externe Angst-Diode erwähnt.

Für PIC16 scheinen die Grenzen bei +/-0,5 mA für Funktion und +/-20 mA 
für Zerstörung zu liegen. Ich kenne den aber nicht näher, wir setzen die 
Serie nicht ein.

: Bearbeitet durch User
von Dieter R. (drei)


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Soul E. schrieb:

> Warum genau sollte man da jetzt noch Dioden, Z-Dioden,
> Operationsverstärker oder Komparatoren reinbauen? Um die BOM-Kosten
> hochzutreiben? Weil der Toby das gesagt hat? Geh weiter spielen, wenn Du
> mal im Berufsleben angekommen bist wirst Du sehen wie das läuft.

Es ist ja genau andersherum, als der Toby sich das vorstellt. Eine 
Schaltung, die mit möglichst wenigen Bauteilen im Rahmen der 
Spezifikationen läuft, ist nicht nur kostengünstiger und braucht weniger 
Platz, sondern ist auch zuverlässiger. Jedes zusätzliche notwendige 
Bauteil erhöht das Ausfallrisiko. Und wenn es nicht notwendig ist, 
kann man es sowieso weglassen.

Port-Pins über Schutzbeschaltung an erhöhte Spannung, insbesondere 
Netzspannung, warum das böse ist und nur ein Optokoppler ist gut, 
alternativ auch gerne mehrere Transistoren und weiteres Klimbim, ist 
aber der Running Gag in diesem Forum. Unter einem Dutzend Besserwissern 
läuft da kaum eine Diskussion.

> BTW: mit 5 MOhm in Reihe darf es sogar Netzspannung sein:
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00521c.pdf
> Weiter hinten wird aber auch die externe Angst-Diode erwähnt.

Ich hab's mir jetzt mal durchgelesen, bisher kannte ich nur 
entsprechende Appnotes von Atmel und ST. Die Schutzdiode wird benötigt, 
falls man den T0CKI Pin benutzt. Da uns der TO bisher seine Schaltung 
vorenthält, wissen wir nicht, ob das ein Problem bei seiner Applikation 
sein könnte.

: Bearbeitet durch User
von Toby P. (Gast)


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Soul E. schrieb:
> Warum genau sollte man da jetzt noch Dioden, Z-Dioden,
> Operationsverstärker oder Komparatoren reinbauen?

Weil es KFZ Elektronik ist? Denke das muss ich hier nicht weiter 
erläutern.

> Was veranlasst Dich zu dieser Annahme?

Dieter R. schrieb:
> Es ist ja genau andersherum, als der Toby sich das vorstellt.

Da habt ihr schlicht recht, das ist eine Annahme. Könnte auch 
unmaßgebliche Meinung heißen. Ziehe ich zurück weil ich da von mir 
ausgehe das aber allgemein formuliert habe.

von Andi B. (andi_b2)


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Dieter R. schrieb:
> Andi B. schrieb:
>
>> Wie schon geschrieben, empfehlen Hersteller üblicherweise (immer?) im
>> Normalbetrieb KEINEN Strom über die Schutzdioden zu leiten.
>
> Quatsch. Auch durch andauernde Wiederholung wird diese Behauptung nicht
> wahr. Ich hab jetzt keine Zeit + Lust, ein PIC-Datenblatt
> herauszusuchen. Atmel Tiny habe ich gerade griffbereit, dort steht:

Anstatt "Quatsch" zu schreiben, solltest du wirklich die entsprechenden 
Datenblätter lesen. Oder mal den Thread Titel. Da steht nämlich PIC. Und 
da hab ich ein bißchen Erfahrung ebenso mit einigen anderen Controller 
Herstellern. Ja auch mit dem Atmel Klumpert. Ebenso mit z.B. externen 
ADCs. Ich verstehe bis heute nicht, warum Microchip diese Bastlerbude 
aufgekauft hat. Egal, dein Atmel Wissen ist nicht alles auf der Welt was 
zählt. Wenn der TO endlich seine Type posten würde, dann könnte man 
wirklich speziell im richtigen Datenblatt nachsehen. Auf jeden Fall 
mögen PIC16 und PIC24 keinen Strom über die Schutzdioden. Kann ja sein, 
dass dein Atmel Spielzeug dahingehend weniger Probleme macht. Oder aber 
du hast z.B. die Perfomance des ADCs nie richtig vermessen oder 
Genauigkeit war dir halt nie wichtig. Jedenfalls sind deine Atmel 
Erfahrungen hier in diesem Thread nicht hilfreich.

von Dieter R. (drei)


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Andi B. schrieb:

> Auf jeden Fall mögen PIC16 und PIC24 keinen Strom über die Schutzdioden.

Auf jeden Fall wurde die Appnote von Microchip/PIC, in der das Gegenteil 
steht, hier schon gepostet. Darin steht auch, welcher Strom zulässig 
ist. Aber Atmel ist ja Klumpert und Bastlerbude, und die Verfasser der 
PIC-Appnotes haben keine Ahnung. Klar doch.

von Andi B. (andi_b2)


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Dieter R. schrieb:
> Andi B. schrieb:
>
>> Auf jeden Fall mögen PIC16 und PIC24 keinen Strom über die Schutzdioden.
>
> Auf jeden Fall wurde die Appnote von Microchip/PIC, in der das Gegenteil
> steht, hier schon gepostet. Darin steht auch, welcher Strom zulässig
> ist. Aber Atmel ist ja Klumpert und Bastlerbude, und die Verfasser der
> PIC-Appnotes haben keine Ahnung. Klar doch.

Mußt mir eh nicht glauben. Probier's halt mal aus. Vermesse den PIC ADC 
und schau dir an was der für Werte beginnt auszugeben, wenn du 
gleichzeitig Strom über die Schutzdioden fließen lässt. Oder mach mal 
ernsthafte Kommunikation über den UART und protokolliere ob wirklich 
jedes Datenpaket korrekt übertragen wird über einen längeren Zeitraum 
und dann lass mal ein bißchen Strom über die Schutzdioden fließen und 
auch dir werden die Augen aufgehen.

Kannst natürlich weiterhin darauf bestehen, dass nicht ist was nicht 
sein darf nur weil mal irgendein Student in irgendeiner Appnote was 
geschrieben hat, was anderes suggeriert.

Wenn einer meiner Entwickler so beratungsresistet wäre, so notorisch an 
bewiesenen Tatsachen zweifel würde und den Pfusch mit dem Ableiten über 
die Schutzdioden noch immer als gute Lösung verkaufen wollte, dann 
bekäme er von mir einen Tritt in den Arsch. Und den blauen Brief. Aber 
wenn's für deine Anforderungen reicht, kannst es gerne weiter so machen. 
Nur behaupte nicht, dass wäre gut und hätte keine negativen 
Nebenwirkungen.

von Jim M. (turboj)


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Dieter R. schrieb:
> Darin steht auch, welcher Strom zulässig
> ist.

Euch ist schon klar das der Strom über die Schutzdioden auch irgendwo 
verbraucht werden muss? Übliche Spannungsregler (LDO/Step-Down) können 
nicht als Senke arbeiten sondern nur als Quelle.

Das bedeutet einerseits das der µC relativ schnell an Überspannung 
stirbt sobald er in einen Schlafmodus fällt, wo Versorgungsstrom < 
Schutzdioden-Strom.

Andererseits sind die Schutzdioden IIRC nicht in jedem Falle für 
Dauerstrom ausgelegt...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Jim, das wurde alles schon gesagt. Nur noch nicht von jedem.

von Dieter (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Auf jeden Fall wurde die Appnote von Microchip/PIC, in der das Gegenteil
> steht, hier schon gepostet. Darin steht auch, welcher Strom zulässig
> ist.

Sich blind auf die internen Schutzdioden zu verlassen ist trotzdem Quick 
and Dirty Design by Engineering.

Die Angabe des zulässigen Stromes im Datenblatt ist nicht dazu gedacht 
dieses Kriterium für den normalen Betrieb als Grenze auf die 
hinoptimiert wird zu verwenden. Für bestimmte worst case Szenarien in 
Verbindung mit Fehlerfällen werden diese Daten zwingend benötigt und 
müssen daher im Datenblatt stehen. Ansonsten kann der Hersteller 
seinen Mist gleich wieder einpacken.

Rule one ist einen solchen Strom über die Schutzdioden zu vermeiden.

Wenn dies nicht geht (oder es sind getarnte Kostengründe), sind 
Prüfungen und Nachweise notwendig. Am einfachsten können in ettlichen 
Fällen die  Nachweise und Prüfungen mit einer ZD parallel zum µC (PIC, 
Atmel usw.) erschlagen werden. Entweder wurden diese von den 
Befürwortern zurückgehalten oder es ist Unkenntnis.

von Dieter R. (drei)


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Dieter schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>> Auf jeden Fall wurde die Appnote von Microchip/PIC, in der das Gegenteil
>> steht, hier schon gepostet. Darin steht auch, welcher Strom zulässig
>> ist.
>
> Sich blind auf die internen Schutzdioden zu verlassen ist trotzdem Quick
> and Dirty Design by Engineering.

Lies die Appnote. Und dann erzähle Microchip, dass deren 
Applikationsingenieure keine Ahnung haben. Du wirst bestimmt einen 
indischen Support-Mitarbeiter finden, der dir gerne zuhört. Mann, was 
seid ihr alle für Besserwisser! Glücklicherweise widerlegt euch die 
Praxis durch zahllose Designs, die genau so und zuverlässig 
funktionieren. Ob ein A/D-Wandler dabei erhöhte Fehler aufweist, kann 
sein oder auch nicht, das müsste man mit Microchip klären, wenn es denn 
ein Thema ist (ich persönlich, aber das ist nur meine Meinung, keine 
diesbezügliche Erfahrung, kann es mir schwerlich vorstellen, weil bei 
korrektem Design die zusätzlich über die Dioden fließenden Ströme gering 
sind im Vergleich zu den ohnehin vorhandenen Betriebs- und 
Ausgangsströmen). In allen Fällen, wo kein A/D-Wandler benutzt wird, ist 
es sowieso schnurz.

von Dieter R. (drei)


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Andi B. schrieb:

> Oder mach mal
> ernsthafte Kommunikation über den UART und protokolliere ob wirklich
> jedes Datenpaket korrekt übertragen wird über einen längeren Zeitraum
> und dann lass mal ein bißchen Strom über die Schutzdioden fließen und
> auch dir werden die Augen aufgehen.

Mit PIC habe ich da keine Erfahrungen. Mit den von dir mit harschen 
(und, mit Verlaub gesagt, ziemlich dämlichen) Worten verteufelten 
Atmel-Prozessoren geht das problemlos, stundenlang, bei beliebig hohen 
Datenraten.

Da du offenbar Personalverantwortung trägst: kann schon sein, dass dir 
bei deinem Auftreten kein Mitarbeiter widerspricht. Ich habe es da immer 
mehr mit einer offenen Arbeitsatmosphäre gehalten. Für das 
Arbeitsergebnis war das vorteilhaft, man wurde auch mal auf eigene 
Fehler hingewiesen. Die bleiben nämlich nicht aus, trotz allen 
angesammelten Wissens.

von Anja (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Lies die Appnote. Und dann erzähle Microchip, dass deren
> Applikationsingenieure keine Ahnung haben.

Hast Du auch beide Appnotes (von MaWin referenziert) gelesen?

MaWin schrieb:
> Aha
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00521c.pdf
> https://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en536938

Die 2. paßt zu meinem Erfahrungsbericht mit analogen Funktionen.
Sogar Microchip lernt etwas dazu.
Wobei analoge Funktionen relativ weit gefächert ist. (interner 
Oszillator).

Gruß Anja

von Dieter (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Lies die Appnote. Und dann erzähle Microchip, dass deren
> Applikationsingenieure keine Ahnung haben.

Weil die Applikationsingenieure sehr wohl eine Ahnung haben von dem was 
ich geschrieben habe, drum stehen diese Daten ja auch drin.

Außerdem hast Du Dich gerade perfekt selbst widersprochen:

Dieter R. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Sich blind auf die internen Schutzdioden zu verlassen ist trotzdem Quick
>> and Dirty Design by Engineering.
....
> zusätzlich über die Dioden fließenden Ströme gering
> sind im Vergleich zu den ohnehin vorhandenen Betriebs- und
> Ausgangsströmen). ...wo kein A/D-Wandler benutzt wird ...

Wenn Du das selbst richtig gelesen hast, machst Du hier schon einen 
Schritt der theoretischen Prüfung, ob der Strom über die Dioden den 
Betrieb in allen Betriebszuständen beeinträchtig. Also verläßt Du Dich 
doch nicht ganz so blind darauf, wie Du oben behauptest. Entweder wurden 
die weiteren Prüfschritte zurückgehalten oder es ist Deine Unkenntnis.

von Soul E. (souleye)


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Wie bereits mehrfach geschrieben wurde spezifizieren die meisten 
Controllerhersteller mehrere Werte für den injection current:

* einen Grenzwert bis zu dem keine Beeinflussung von analogen 
Schaltungsteilen (ADC) erfolgt
* einen Grenzwert bis zu dem keine Beeinträchtigung der allgemeinen 
Funktion auftritt, der Messfehler des ADC aber bis zu einem 
spezifizierten Wert ansteigen kann
* einen Maximalwert über dem eine Zerstörung des  Bauteils möglich ist.

Das Ganze ist üblicherweise noch Pin- oder Portgruppen-spezifisch.

Es liegt an Dir, den zu Deiner Anwendung passenden Grenzwert auszuwählen 
und seine Einhaltung über Produktlebensdauer sicherzustellen. Der FAE 
des Herstellers hilft Dir gerne mit einem Design Review.

Die Injection Current-Spezifikation ist als mitgeltendes Dokument 
vertraglich bindend. Die dort aufgeführten Werte sind daher genau 
zuverlässig wie alle anderen Aussagen in den Datenblättern. Wenn Du die 
aus Prinzip nicht glaubst solltest Du auf den Einsatz von Kaufteilen 
generell verzichten.

von Toby P. (Gast)


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Also ich finde die Diskussion sehr Interessant. Auch wenn es einige 
nicht schaffen persönliche Angriffe zu unterlassen hab ich was dazu 
gelernt. In erster Linie weil ich den Teil mit max.  clamp current immer 
ignoriert habe.

Gut zu wissen, danke für die sachlichen Beiträge.

von Dieter (Gast)


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Soul E. schrieb:
> ... Injection Current-Spezifikation ...
> Wenn Du die aus Prinzip nicht glaubst solltest Du auf den
> Einsatz von Kaufteilen generell verzichten.

Diese Werte gelten für den Fall, dass die aufnehmenden 
Versorgungsschienen (Betriebsspannung und GND) die Injection Currents 
aufnehmen können ohne andere Betriebsparameter zu verletzen. Bei 
Kaufteilen, bzw. Zukaufteilen schadet es nicht nachzusehen, ob der Rest 
der Schaltung dazu passend ist.
Nach Deiner ausführlichen Liste, dass der Hersteller mehrere Werte für 
den injection current angibt, hast Du Dich damit auch schon näher befaßt 
und erkennst so etwas auch umgehend.

von Mark K. (mamikoe)


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Toby P. schrieb:
> Kein Problem, es ging ja um einen möglichen workaround für die
> vorhandenen PCB's.

:-))
Keine Sorge, irgendwas zusammenfrickeln kann ich auch so. Ich möchte 
halt den Aufwand so gering wie möglich halten, was aber zunächst 
erfordert, die erforderlichen Änderungen zu bestimmen.

> Das es da etablierte Schaltungen gibt habe ich vermutet. Ist da Frage
> erlaubt warum du diese nicht genutzt hast?

Habe ich doch. Mit besagtem 270k (oder um den Dreh herum) 
Längswiderstand. Nur hatte ich niemals zuvor die Signalform am 
PIC-Eingang gecheckt. Und da die Zuverlässigkeit der Befehlserkennung - 
allerdings auch systembedingt - auch davon abhängt möchte ich es auf 
dieser Ebene so optimal wie möglich haben. Denn wie gesagt müssen Pulse 
und Pausen von bis zu ca. 30us Dauer bzw. Kürze erkannt werden ...
>
>> Aber wie ist das mit der negativen Spannung? Was bewirkt die? Siehe mein
>> gestriges post von 18:50.
> Da must du Leute Fragen die den Schaltplan kennen.

Was hat das mit dem Schaltplan zu tun? Hier wurde erklärt, welche 
Wirkung hohe positive Spannungen haben, die auf diese Weise an den 
PIC-Eingang gelegt werden. Meine Frage, welche Folgen negative 
Spannungen haben, hat aber mit der konkreten Schaltung nichts zu tun.

>> Die zulässigen Stöme durch die ESD-Strukturen (injection
>> current) werden von den Herstellern spezifiziert, und ein Betrieb bei
>> Einhaltung derselben stellt einen regulären Betriebsfall dar.
> Interesant, zeig doch mal wo das im Datenblatt des hier verwendeten aber
> vom Fragesteller nicht genannten PIC steht

Es sind der 16F684 und der 16F1825. Aber diese Art der Zuführung der 
Signalespannungen wird mit "beliebigen" uC verwendet, auch mit Atmels 
von Leuten, die ihre Dekoder auf Atmel-Basis aufbauen.

von Dieter R. (drei)


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Mark K. schrieb:

> Ich möchte halt den Aufwand so gering wie möglich halten, was aber
> zunächst erfordert, die erforderlichen Änderungen zu bestimmen.
> ...
> Mit besagtem 270k (oder um den Dreh herum) Längswiderstand.
> ...
> Es sind der 16F684 und der 16F1825. Aber diese Art der Zuführung der
> Signalespannungen wird mit "beliebigen" uC verwendet, auch mit Atmels
> von Leuten, die ihre Dekoder auf Atmel-Basis aufbauen.

Keine Ahnung, ob es hier Mitleser gibt, die genau wissen, wovon du 
redest. Ich weiß es jedenfalls ohne Schaltplan und Angabe der 
Betriebsbedingungen nicht.

Die Unklarheiten fangen schon an mit der Frage, welche Spannungen 
überhaupt anliegen. Genannt wurden von dir +/- 18V. Sind das nominelle 
Werte oder Grenzwerte? Können (induktive) Überspannungen auftreten, wenn 
ja, in welcher Weise? Gibt es RC-Zeitkonstanten an den Eingängen, welche 
die anliegenden Impulse beeinflussen können? Wie viele solche Eingänge 
gibt es, einen oder mehrere? Werden (auch) analoge Eingangssignale 
verarbeitet? Wie hoch ist die Betriebsspannung des Controllers, wie wird 
sie erzeugt und abgeblockt? Gibt es weitere Pfade, über die Störsignale 
auf den Prozessor einkoppeln können? Fragen über Fragen, welche das 
Verhalten des Prozessors beeinflussen, vermutlich noch ein Paar über die 
von mir genannten hinaus.

Du hast jetzt sehr viel Input bekommen, um dir selbst diese Fragen 
beantworten zu können. Wir anderen können nur raten, was in deiner 
Applikation passiert und ob etwas daran kritisch ist.

von Mark K. (mamikoe)


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Anscheinend hast Du meine ursprg. Frage nicht mehr in Erinnerung. 
"Überspannung" an PIC-Eingängen via Reihen-R: Genügen die internen 
Klemmdioden, genügt ein Reihen-R, welche Größe minimal bzw. wie groß 
darf maximal der Strom sein.
In der AN521 (Interfacing to Power AC) wird ausdrücklich dieser simple 
Reihen-R propagiert, bezüglich des zulässigen Strom ist auf S.1 links 
unten von "several milliamps" die Rede.
Diese AN521 scheint jedenfalls teilweise überholt zu sein:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/93013a.pdf
Die Revision in dem verlinkten neueren Dokument problematisiert diese 
Vorgehensweise nach meinem Verständnis aber nur soweit Eingänge mit 
analog-Option und mit positiver "Überspannung" davon betroffen sind - 
diese sollen über externe Schottky und Widerstände geschützt werden (S.3 
Bild 3 unten), da die Klemmspannung der internen Schutzdioden für die 
analog-Option-Beschaltung zu hoch sei. Wobei sich mir hierbei die Frage 
stellt, ob diese ausdrücklich empfohlene Beschaltung nicht ebenfalls zu 
einer unzulässigen/gefährlichen Erhöhung der PIC-Versorgungsspannung 
führt.

Das hat aber anscheinend nichts mit der Belastbarkeit der internen 
Klemmdioden zu tun, die - so verstehe ich es - bei rein 
digital-verknüpften Eingängen nach wie vor wie in AN521 beschrieben 
beschaltet werden können. Ohne daß indes konkret gesagt wird, wie gering 
der Strom sein sollte (von den 20mA maximal aus der PIC-Doku mal 
abgesehen)

Auf S.3 rechts sind auch negative Spannungen erwähnt. Allerdings wird 
mir daraus nicht klar, ob dies auch den Fall des Reihen-R betrifft also 
wie in AN521 beschrieben, also die internen Klemmdioden trotz Reihen-R 
nicht (mehr) helfen/schützen oder dies nur ohne Reihen-R oder nur bei 
Eingängen mit analog-Option (weil die Klemmspannung der internen Dioden 
zu niedrig sei) zu beachten ist.

von Mark K. (mamikoe)


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Dieter R. schrieb:
> entsprechende Appnotes von Atmel und ST. Die Schutzdiode wird benötigt,
> falls man den T0CKI Pin benutzt. Da uns der TO bisher seine Schaltung
> vorenthält, wissen wir nicht, ob das ein Problem bei seiner Applikation
> sein könnte.

Dumm gelaufen, blöderweise ist es RA2, also in der Tat T0CKI. Da stellt 
sich mir aber die Frage: Warum funktioniert es dennoch (nicht nur bei 
mir) mit allein 270k in Reihe? Warum wird die Spannung auch ohne externe 
Diode auf Vdd+0,6V begrenzt? Könnte es sein, daß diese AN521 von 1997, 
die sich auf 16C5X bezieht, (auch) insofern nicht mehr einschlägig ist?
Gut, in Hinblick auf die in TB3013 genannt analog-Problematik (RA2 hat 
eine analog-Option und es wird, wenn es auch über einen einen Eingang, 
der ADC verwendet) werde ich eine Schottky jednfalls nach Vdd einbauen 
müssen, aber dennoch wäre es interessant zu wissen.

von Mark K. (mamikoe)


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Andi B. schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>> Andi B. schrieb:
>>> Auf jeden Fall mögen PIC16 und PIC24 keinen Strom über die Schutzdioden.
>> Auf jeden Fall wurde die Appnote von Microchip/PIC, in der das Gegenteil
>> steht, hier schon gepostet. Darin steht auch, welcher Strom zulässig
>> ist. Aber Atmel ist ja Klumpert und Bastlerbude, und die Verfasser der
>> PIC-Appnotes haben keine Ahnung. Klar doch.
> Mußt mir eh nicht glauben. Probier's halt mal aus. Vermesse den PIC ADC
> und schau dir an was der für Werte beginnt auszugeben, wenn du
> gleichzeitig Strom über die Schutzdioden fließen lässt. Oder mach mal
> ernsthafte Kommunikation über den UART und protokolliere ob wirklich

Vielleicht hat sich dies ohne weiteren Streit durch die verlinkte TB3013 
geklärt - beide haben recht: Bei Inputs mit analog-Option kann die 
Verwendung der internen Klemmdioden mittels externen Reihen-R wie in 
An521 beschrieben zu falschen Messungen führen - oder führt immer zu 
falschen Ergebnissen des ADC, so eindeutig/genau verstehe ich die 
Ausführungen in Tb3013 dazu nicht.

von Mark K. (mamikoe)


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Jim M. schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>> Darin steht auch, welcher Strom zulässig
>> ist.
> Euch ist schon klar das der Strom über die Schutzdioden auch irgendwo
> verbraucht werden muss? Übliche Spannungsregler (LDO/Step-Down) können
> nicht als Senke arbeiten sondern nur als Quelle.

Darauf wurde ich bereits hingewiesen ....

> Das bedeutet einerseits das der µC relativ schnell an Überspannung
> stirbt sobald er in einen Schlafmodus fällt, wo Versorgungsstrom <
> Schutzdioden-Strom.

Sleep gibt es in dieser Applikation (noch) nicht. Allerdings wollte ich 
das Programm entsprechend erweitern. Jedoch dürfte auch dann diese 
Problematik nicht bestehen, da nur dann geschlafen wird, wenn kein 
Eingangssignal anliegt. Konkret: Erst verschwindet das Eingangssignal, 
dann verliert die gesamte Schaltung die Versorgungsgungsspannung, dann 
verliert der PIC seine (gesonderte gepufferte) Versorgungsspanung - und 
bevor dies geschieht soll er einschlafen.
Erinnerung: Es handelt sich um einen Lokdekoder für ein 
Modellbahn-Digitalsystem (s.o.).
>
> Andererseits sind die Schutzdioden IIRC nicht in jedem Falle für
> Dauerstrom ausgelegt...

Auch das hatten wir schon - laut Doku sollen der Klemmiodenstrom max 
20mA sein, laut AN521 sollen "several milliamps" ok sein und hier sind 
es weit, weit weniger als 1 mA.

Aber: Die angesprochene Überspannung würde doch auch bei externen 
Klemmdioden auftreten .... oder?

von Soul E. (souleye)


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Mark K. schrieb:

> (...) Wobei sich mir hierbei die Frage
> stellt, ob diese ausdrücklich empfohlene Beschaltung nicht ebenfalls
> zu einer unzulässigen/gefährlichen Erhöhung der PIC-Versorgungsspannung
> führt.

Das ist ein unabhängiges Problem. Wenn Du Strom in die VDD drückst, egal 
ob innerhalb oder außerhalb des Controllers, dann musst Du den irgendwo 
verbrauchen, sonst steigt die Spannung an! Das ist insbesondere wichtig 
im Sleep/Stop Mode, wenn der Controller nur wenige µA braucht. Manche 
(Automotive-)Spannungsregler können Überspannung abbauen, die meisten 
aber nicht.

Die mögliche Spannungserhöhung musst Du bei einer externen 
Schutzschaltung genauso betrachten.


> Das hat aber anscheinend nichts mit der Belastbarkeit der internen
> Klemmdioden zu tun, die - so verstehe ich es - bei rein
> digital-verknüpften Eingängen nach wie vor wie in AN521 beschrieben
> beschaltet werden können. Ohne daß indes konkret gesagt wird, wie gering
> der Strom sein sollte (von den 20mA maximal aus der PIC-Doku mal
> abgesehen)

In besagter AN521 ist von +/-0,5 mA die Rede.

Injection current führt in den meisten Fällen zu einer Beeinflussung 
analoger Schaltungsteile. Wenn Dein Controller ein Funkmodul, kapazitive 
Touch-Sensorik oder PSoC-Analoghardware an Bord hat ist das ein größeres 
Problem, bei einem einfachen ADC ist es ein kleineres Problem, und wenn 
Du nur GPIOs benutzt ist es wahrscheinlich egal. Insofern steht die neue 
AppNote nicht im Widerspruch zu der alten, sie bezieht sich nur auf neue 
Controller mit neuen Funktionen.

Ohne Deinen Controller im Detail zu kennen, ein paar Hausnummern:

* +/-100 µA in einen GPIO-Pin geht ohne Beeinflussung des ADC
* +/-1 mA in einen GPIO-Pin liefert bis zu 1% zusätzlichen Fehler am ADC 
(also effektiv 7 bit statt 10 oder 12).
* +/-20 mA aufwärts führt meist zur Schädigung des Bauteils
* reine ADC-Pins, Pins mit sehr geringer Treiberleistung oder Pins die 
beim Programmieren höhere Spannungen bekommen (beim PIC ist das m.W. der 
Reset-Pin) dürfen meist keinen Strom aufnehmen, also <10 µA

Wenn in dem öffentlichen Datenblatt zu Deinem Controller keine Werte 
angegeben sind, dann hat Dein Controllerhersteller üblicherweise ein 
separates Dokument zu dem Thema, das er auf Nachfrage rausrückt.


> Auf S.3 rechts sind auch negative Spannungen erwähnt. Allerdings wird
> mir daraus nicht klar, ob dies auch den Fall des Reihen-R betrifft also
> wie in AN521 beschrieben, also die internen Klemmdioden trotz Reihen-R
> nicht (mehr) helfen/schützen oder dies nur ohne Reihen-R oder nur bei
> Eingängen mit analog-Option (weil die Klemmspannung der internen Dioden
> zu niedrig sei) zu beachten ist.

Negative Ströme fließen in die Masse und heben die VDD nicht an. Sie 
können aber die Leitfähigkeit des Substrates beeinflussen und damit 
empfindliche Schaltungsteile stören. Daher gilt hier sinngemäß das 
Gleiche wie für positive Ströme. Bei allen mir bekannten Controllern 
sind die Grenzwerte für positiven und negativen injection current 
identisch spezifiziert.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Die Frage, welche Folgen negative oder positive Spannungen haben hat mit 
der konkreten Schaltung und den verwendeten Modes des µC zu tun.

(Übrigens könnte ich einen PIC unter Verwendung nur eines einzigen 
Einganges, so dass nur insgesamt 0.5mA fließen, abschießen und das sogar 
noch recht genau einschaltzeitbegrenzt bei freier Auswahl der Schaltung 
und Programm.)

Es sind der 16F684 und der 16F1825. Aber diese Art der Zuführung der
Signalespannungen wird mit "beliebigen" uC verwendet, auch mit Atmels
von Leuten, die ihre Dekoder auf Atmel-Basis aufbauen.

Da ausweislich der PIC-Doku die Schutz-/Klemmdioden bis angeblich 20mA 
gut sein sollen erschien mir dies aber auch unproblematisch (maximal 
0,4mA).

Wieviele Signaleingänge wurden verwendet?

von Bauform B. (bauformb)


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Mark K. schrieb:
> Könnte es sein, daß diese AN521 von 1997,
> die sich auf 16C5X bezieht, (auch) insofern nicht mehr einschlägig ist?

Natürlich muss man davon ausgehen, dass die nicht einschlägig ist und 
auch nie war. Weil nämlich:

Mark K. schrieb:
> Es sind der 16F684 und der 16F1825.

Es kann schon sein, dass diese unterschiedlichen uC zufällig ähnliche 
Eigenschaften haben, aber man darf das nicht einfach so voraussetzen. 
Ihr habt doch gesehen, dass schon einzelne Pins von einem Chip 
unterschiedlich sein können.

Demnächst baut ihr vielleicht die beliebten STM32 ein. Bei denen sind 
fast alle Pins mit Null uA spezifiziert. Wenn man die wenigen internen 
Dioden nutzen will, muss man für jeden einzelnen Pin bei jedem Chip ins 
Datenblatt schauen.

von Anja (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Habe ich doch. Mit besagtem 270k (oder um den Dreh herum)
> Längswiderstand. Nur hatte ich niemals zuvor die Signalform am
> PIC-Eingang gecheckt.

Mal kurz überschlagen: 270K * 5pF Eingangskapazität = 1.35 us 
Zeitkonstante. Da sollten 30 us noch nicht stark gestört sein.
Da frage ich mich:
- was für eine Kapazität hat der 10:1 Tastkopf?
  oder wurde sogar 1:1 gemessen > 100 pF?
- ist der Widerstand ggf. viel zu weit weg vom Prozessorpin?

Gruß Anja

von Dieter R. (drei)


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Anja schrieb:

> Da frage ich mich:
> - was für eine Kapazität hat der 10:1 Tastkopf?
>   oder wurde sogar 1:1 gemessen > 100 pF?
> - ist der Widerstand ggf. viel zu weit weg vom Prozessorpin?
>
> Gruß Anja

Ich frage mich noch viel mehr. Vielleicht ist schon das Eingangssignal 
alles andere als sauber. 30us-Impulse auf einer 10 m² oder auch 100m² 
großen Modellbahnanlage? Ich verstehe nichts von Modellbahnsteuerungen, 
und Schaltpläne kriegen wir nicht zu sehen, nur bröckchenweise 
Teilinformationen. Aber vielleicht ist das alles ja Allgemeinwissen, das 
jeder hat, bloß ich nicht.

Ein Link zu einer Quelle mit generellen Systemparametern wäre schon mal 
hilfreich. So ist das - jedenfalls für mich - nur lästiges Stochern in 
einem niemals gelichteten Nebel.

von Mark K. (mamikoe)


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Die Kapazität der Tastköpfe kenne ich nicht; steht nicht drauf. Sie 
waren seinerzeit bei meinem HAMEG-Skop dabei.
Spielt aber keine Rolle. Ich habe mal q&d eine kleine Endlosschleife 
reingepackt, die den gelesenen Wert postwendend an einen Ausgang 
schickt. So konnte ich sehen, daß in der Tat die Kapazität des Tastkopfs 
einen falschen Eindruck vermittelt hat. Ganz so schlimm wie es den 
Anschein hat sieht es nicht aus.
Die kürzesten Pulse bzw. Pausen sollen 26us sein. Mit den Reihen-270k 
kommen ca. 15% kürzere Pausen und ca. 15% längere Pulse an. Das kann 
schon mal zu Verständnisproblemen führen. Mit Reihen-100k wird es besser 
und mit Reihen-100k und 68k nach Masse - sei es mit, sei es ohne 
5V6-Z-Diode parallel - ist es nahezu perfekt.

Wie oben geschrieben wird blöderweise RA2, also in der Tat T0CKI, 
verwendet. Da die Spannung gleichwohl auch ohne 68k oder eine externe 
Klemmdiode auf etwas über Vdd begrenzt wird, stimmen die Angaben in der 
AN521 insofern offenbar nicht für die 16F684 und 16F1825.
Aber: Wie es in den Dokus heißt dürfte MCLR/ ebenfalls nicht mit 
Überspannungen traktiert werden. In der Schaltung liegt MCLR/ aber über 
270k an der Dekoder-Versorgungsspannung von ca. 18V. Ursprünglich wurde 
damit ein Kontaktproblem, Ausfall der Spannung erkannt und der damals 
noch verwendete 16F84 in den Schlaf geschickt (ja, diese Schaltung und 
das Programm ist im Kern sicherlich 20 Jahre alt). Aus Platzmangel 
später rausgeworfen und dann irgendwann vergessen. Ich habe mir auch 
nicht dabei gedacht bzw. nur, daß der ursprgl. Entwickler sicher gewußt 
hatte, was er tat. Gleichwohl liegen an diesem Pin ebenfalls nur etwas 
mehr als Vdd an, der PIC funktioniert und auch ISP funktioniert. Was ich 
nunmehr nicht verstehe: Wenn an MCLR/ nur etwas mehr als Vdd anliegen, 
dann muß es intern doch auch da eine Klemmdiode geben. Wie kann dann 
aber ISP funktionieren?
In jedem Fall werde ich zumindest von MCLR/ 100k nach Masse legen.

Bei RA2 muß es für ein optimales Signal auf jeden Fall ein Reihen-100k 
sowie 68k nach Masse sein. Ich neige zu zusätzlich einer 5V6-Z-Diode 
nach Masse anstelle einer Schottky nach Vdd (und ggfs. ein weiteren 
Schottky nach Masse). Mit der Z-Diode gibt es keine Ströme nach Vdd. 
Oder gibt es Gründe, die für eine Schottky-Kombi sprechen?

von Toby P. (Gast)


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Mark K. schrieb:
> Anscheinend hast Du meine ursprg. Frage nicht mehr in Erinnerung.
> "Überspannung" an PIC-Eingängen via Reihen-R: Genügen die internen
> Klemmdioden, genügt ein Reihen-R, welche Größe minimal bzw. wie groß
> darf maximal der Strom sein.

Die Antwort darauf ist ganz einfach, halte dich an die Daten in den 
Unterlagen. Das Datenblatt ist dabei verbindlich. Wenn da nichts steht 
ist es nicht spezifiziert. Evtl. hilft eine Anfrage im Microchip Forum 
weiter.

Das ist aber alles Theorie. In der Praxis nutzt es dir nichts. Da sind 
Motore (Induktivitäten) Spulen (deine Schienen) und Antennen (wieder die 
Schienen)  und unbekannte sich ständig ändernde Widerstände (Schleifer 
und Schienenkotaktbrücken). Da weißt du nicht wie sich das verhält, 
musst also vom worst case ausgehen. Der wiederum hat mit dem x-kV human 
body model nach denen die meisten Schutzdioden spezifiziert sind wenig 
zu tun.

von Toby P. (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Ich verstehe nichts von Modellbahnsteuerungen,
> und Schaltpläne kriegen wir nicht zu sehen, nur bröckchenweise
> Teilinformationen. Aber vielleicht ist das alles ja Allgemeinwissen, das
> jeder hat, bloß ich nicht.

Hab ich auch nicht, eine für mich sinnlose Weigerung wenn man von 
anderen was will.

von Dieter (Gast)


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Es reicht eine ZD fuer den PIC, falls durch den Eigenverbrauch die 
Stroeme durch die internen Ableitdioden nicht geschluckt werden koennen.

von Dieter R. (drei)


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Dieter schrieb:
> Es reicht eine ZD fuer den PIC, falls durch den Eigenverbrauch die
> Stroeme durch die internen Ableitdioden nicht geschluckt werden koennen.

Woher weiß die Z-Diode, wie hoch die Betriebsspannung ist? Spezifizierte 
maximale Überspannung an den Eingängen ist 0,3V. Entweder wird das durch 
die Schutzdioden im Prozessor begrenzt, oder durch eine externe 
Schottky-Diode. Z-Diode nützt nur, wenn noch ein Reihenwiderstand zum 
Pin folgt. Dann begrenzt wieder, wie erwähnt ...

von Soul E. (souleye)


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Dieter R. schrieb:

> Woher weiß die Z-Diode, wie hoch die Betriebsspannung ist?

Das weiss derjenige der die Schaltung auslegt. Man wählt den Wert so 
dass die Z-Diode bei Nennspannung (5,25 V) sperrt und im leitenden 
Zustand das zulässige Limit für VDD (7,5 V) nicht überschritten wird.

> (...) Spezifizierte
> maximale Überspannung an den Eingängen ist 0,3V.

Diese Spannung stellt sich an der ESD-Schutzstruktur ein, wenn vom Pin 
der maximal zulässige Strom in die VDD fließt. Das ist keine Spannung 
die Du dort anlegst. Du lieferst den Strom, die Diode macht die 
Spannung. Niemals umgekehrt!

Dass der Strom in den Pin entsprechend begrenzt werden muss um die 
funktionalen oder absoluten Limits einzuhalten sollte mittlerweile klar 
geworden sein. Falls nicht, lies einfach nochmal den Rest des Threads.

von Dieter R. (drei)


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Soul E. schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>
>> Woher weiß die Z-Diode, wie hoch die Betriebsspannung ist?
>
> Das weiss derjenige der die Schaltung auslegt.

Ach. Beim Einschalten sind die Impulse da, bekanntlich dauern sie nur 26 
us. Die Betriebsspannung dürfte etwas länger brauchen. Also wirken nur 
die Eingangsschutzdioden bzw. die externe (Schottky-) Diode, die Z-Diode 
ist wirkungslos. Dann kann man auch gleich die Schaltung so auslegen, 
dass sie ohne Z-Diode betriebssicher ist.

Anders sieht es aus, wenn man mit extremen Überspannungssituationen 
rechnen muss und zusätzlich eine Überspannungs-Schutzdiode oder 
Z-Diode im Signalpfad vorsieht. Der Schutz des Prozessor-Eingangs 
erfolgt aber auch dann über den vorgeschalteten Längswiderstand.

von Soul E. (souleye)


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Dieter R. schrieb:

> (...) Der Schutz des Prozessor-Eingangs
> erfolgt aber auch dann über den vorgeschalteten Längswiderstand.

Das sollte stets der Fall sein, denn nur so kann man den Strom 
begrenzen. Die  Z-Diode verhindert lediglich ein Hochlaufen der VDD 
falls der Controller im Sleep Mode ist.

von Dieter R. (drei)


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Soul E. schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>
>> (...) Der Schutz des Prozessor-Eingangs
>> erfolgt aber auch dann über den vorgeschalteten Längswiderstand.
>
> Das sollte stets der Fall sein, denn nur so kann man den Strom
> begrenzen. Die  Z-Diode verhindert lediglich ein Hochlaufen der VDD
> falls der Controller im Sleep Mode ist.

Das ist richtig. Ich verliere hier aber allmählich den überblick, was 
der TO uns sagen will. Den Schutz der Eingänge erreicht er jedenfalls 
mit einer Z-Diode am Pin nicht, ein unkontrolliertes Hochlaufen der 
Betriebsspannung schon.

Falls er mehrere solche Eingänge hat (hab ich gefragt, hat er aber nicht 
verraten) ist es allerdings sinnreicher, die Z-Diode auf der 
Spannungsversorgungsseite anzuordnen.

: Bearbeitet durch User
von Andi B. (andi_b2)


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Dieter R. schrieb:
> Den Schutz der Eingänge erreicht er jedenfalls
> mit einer Z-Diode am Pin nicht,

Wenn er nach seinem Serien-R z.B. eine 3V Z-Diode gegen GND einbauen 
würde, bei einer angenommenen Betriebsspannung des uC von 3,3V, wäre 
doch alles super für positive Impulse. Und bei einer 5V Versorgung gebe 
es auch die passende 4V7 Z-Diode. Aber soviele Details zu seiner 
Schaltung will der TO ja gar nicht verraten.

von Kastanie (Gast)


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Andi B. schrieb:
> Aber soviele Details zu seiner
> Schaltung will der TO ja gar nicht verraten.

Nein, die ist offenbar top secret.
Und mittlerweile hat er auch plötzlich genug Platz für die 
Zusatzbauteile.
Fragen über Fragen...
Aber so wird er sein eigentliches Problem nicht lösen können.

von Mark K. (mamikoe)


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Langsam kommt mir das vor wie ein Verschwörungstheoretiker-Fred.
Das sind keine Geheimnisse, die relevanten Daten wie Spannungen und 
Beschaltungen habe ich genannt, aber wenn ich es jetzt anfange, die 
Technik des verwendeten MoBA-Digital-Systems zu erläutern, dann führt 
das letztlich zu nichts; dazu gibt es im Netz tausende Seiten.
Und auch das mit dem Platz für zusätzliche Teile habe ich doch schon 
erklärt: Es ist kein Platz, um einfach noch ein Teil draufzulöten. 
Sondern ich muß sie irgendwo, ggfs. auf eine aufgeklebte Isolierung, 
aufkleben und frei verdrahten, was aufgrund des teilweise sehr 
gedrängten Einbaus in die Loks zu weiteren Isolierungerfordernissen 
führt. Und diesen Aufwand möchte ich - offensichtlich und 
begreiflicherweise - gerne vermeiden bzw. so gering wie möglich halten.
Es ist auch völlig egal, ob es bei der Digitalsteuerung - wie hier - um 
das Märklin-Digitalsystem (im Netz tausenfach erklärt, ebenso wie DCC, 
z.B. http://www.drkoenig.de/digital/grundleg.htm), ob das alte Format 
oder neue Format oder mfx oder DCC-System oder was auch immer geht, ob 
die Gleisspannung +/-14V, 16V, 18V oder unstabilisiert 16-22V sind - die 
relevanten technischen Rahmendingungen und das Problem ist immer gleich:
Aus dem am Gleis anliegenden Digitalsignal von +/- 16....22V wird durch 
einen Brückengleichrichter die Betriebsspannung des Dekoders gewonnen. 
Daraus wird mit Spannugsregler oder diskret die 
5...5,5V-Betriebsspannung des uC (hier ein PIC 16F684 bzw. 16F1825) 
erzeugt.
Bei Mittelleiter-Anlagen (bei denen typischerweise, aber nicht zwingend, 
das Märklin-Digitalsystem verwendet wird) ist der Mittelleiteranschluß 
("rot", meist "heiß", wenn der Booster nicht als H-Brücke sondern 
"klassisch" Masse-symmetrisch aufgebaut ist -> z.B. 
http://www.drkoenig.de/digital/booster.htm) über einen Reihen-R von 
meist 270k mit einem PIC-Eingang verbunden; hierüber werden die 
Befehle/Kommandos erkannt. Und genau um diese Verbindung geht es hier, 
wie eingangs beschrieben. Bei 2Leiter-Anlagen (also ohne Mittelleiter) 
werden häufig beide Gleisanschlüsse über Reihen-R zum uC geführt.
Den Schaltplan einer der ersten DIY-PIC-Dekoder aus den 90ern gibt es 
z.B. hier (http://www.drkoenig.de/digital/wiking.zip) und nach dem 
Strickmuster sind sie eigentlich alle, auch die kommerziellen Dekoder, 
diese mittlerweile natürlich viel aufwendiger, aufgebaut.

Es gibt im Netz reichlich Schaltpläne von DIY-Dekodern, alle im Prinzip 
gleich aufgebaut. Bei denen einen begnügt man sich mit dem 
270k-Reihen-R. Manche (wie in dem oben verlinkten Beispiel) haben noch 
einen R vom Eingangspin nach Masse. Aber ich kenne keinen Schaltung, in 
der zusätzlich externe Klemmdioden oder eine Z-Diode den uC/Input 
absichert. Und wenn ich nicht - irrigerweise, wie sich herausgestellt 
hat - von einem unzulänglichen, völlig "verbogenen" Signal am 
Eingangspin ausgegangen wäre, dann hätte ich die in der Praxis offenbar 
(zig)tausendfach funktionierende Beschaltung mit nur einem Reihen-R 270k 
auch nicht in Zweifel gezogen.
Gut, durch diese Diskussion bin ich schlauer geworden und habe gelernt, 
daß hier Probleme lauern und man es nicht bei diesem einen Reihen-R 
belassen sollte. Und darum geht es es (noch) - neben dem im letzten Post 
angesprochenen mir nicht verständlichen Funktionieren des ISP, obwohl 
auch MCLR/ über 270k an der Dekoderbetriebsspannung hängt UND dadurch am 
MCLR/-Pin dennoch nur etwas mehr als die PIC-Versorgungsspannung 
anliegt:

Zur Optimierung der Signalqualität und Verringerung der Möglichkeit von 
Verständnisproblemen (siehe letztes Post) werde ich den Reihen-R auf 
100k verringern und zusätzlich von dem Eingangs-Pin (RA2) einen R von 
47k ... 68k nach Masse schalten.
Welche zusätzliche Maßnahmen sind erforderlich?
1. Eine Z-Diode 5V6 in Sperrichtung vom Eingangspin RA2 nach Masse?
2. Eine Schottky in Durchlaßrichtung vom Eingangspin RA2 zur 
PIC-Versorgungsspannung?
3. 1. oder 2. und zusätzlich eine Schottky vom Eingangspin RA2 in 
Sperrichtung nach Masse?

Nach meinem Verständnis der Problematik genügt die Lösung 1. - die 
Z-Diode. Damit wird sichergestellt, daß die Eingangsspannung am Pin RA2 
nicht über die PIC-Versorgungsspannung 5,5V liegt. Deren Erhöhung wie 
bei einer Klemmdiode wird ebenfalls nicht erfolgen.
Eine inverse Schottky vom Eingangspin RA2 nach Masse ist nicht 
erforderlich, da zu einen über die R-Kombi 100k/68k und die Z-Diode eine 
Begrenzung evtl. negativer Spannungen auf ca. -0,6V erfolgt und zum 
anderen die Notwendigkeit der Begrenzung zu großer Eingangsspannungen 
auf Vdd+0,3V nur bei positiven Eingangsspannungen besteht.
Die Z-Dioden-Lösung könnte ich auch am besten unterbringen - ist zwar 
fruckelig und erfordert das geringfügige Versetzen einer 
Gleichrichterdiode, kommt aber ohne weitere Verdrahtung aus und wäre mir 
daher am liebsten. Aber ich mag mich irren.

Es verbleibt das mir bislang ebenfalls nicht bewußt gewesene 
MCLR/-Problem (zur Erinnerung: MCLR/ liegt übe 270k an der 
Dekoder-Betriebsspannung) - auch wenn bislang keine Probleme aufgetreten 
sind. Würde hier ein R 100k von MCLR/ nach Masse reichen? Den könnte ich 
noch, wenn auch fruckelig, auflöten.

von Mod (Gast)


Angehängte Dateien:

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Mark K. schrieb:
> aber wenn ich es jetzt anfange, die Technik des verwendeten MoBA-Digital-Systems 
zu erläutern

warum nicht?
du schreibst doch gerne so viel:

von Dieter R. (drei)


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Mark K. schrieb:
> ... kilometerlanger Text

Bitte poste einen Schaltplan der von dir verwendeten Schaltung, damit 
wir nachvollziehen können, wie es in deinem Fall aussieht. Muss ja 
nicht das ganze hochgeheime Gerät sein, sondern nur Controller mit 
relevanten Pins, Betriebspannungserzeugung, Signaleingang.

von Mark K. (mamikoe)


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Dieter R. schrieb:
> Soul E. schrieb:
> Ach. Beim Einschalten sind die Impulse da, bekanntlich dauern sie nur 26
> us.

Falsch. Ich habe geschrieben, daß die kürzesten Pulse 26us lang sind. 
Dies war aber bezogen auf die vom PIC im Lokkekoder ausgewerteten bzw. 
zu erkennenden Kommandos, also bezogen auf meinen Wunsch, die 
"Verbiegung" des Signal infolge der Eingangsbeschaltung des Pins so 
gering wie möglich zu lassen. Tatsächlich geistern am Gleis auch kürzere 
Pulse herum, bis herab zu 13us, die der PIC aber nicht 
erkennen/auswerten muß. Und die längeren zu erkennenden Pulse sind ca. 
180us. Aber es können je nach Betriebssituation auch längere Pulse, die 
den PIC aber nicht interessieren, auftreten. Aber all dies ist doch für 
die Frage des Schutzes des PIC(-Eingangs) ohne Bedeutung.

> Die Betriebsspannung dürfte etwas länger brauchen.

Das ist in der Tat so. Die Dekoderbetriebsspannung ist mit 47u 
gepuffert, um die Spannungseinbrüche durch die PWM-Motor-Pulse (denn 
natürlich gibt es auf Weg vom Booster bis zum Dekoder genügend 
Übergangswiderstände) etwas zu kompensieren. Und die 
PIC-Versorgungsspannung ist mit 220u gepuffert, damit der PIC bei 
Kontaktproblemen nicht sofort in den Reset geht sondern einige hundert 
ms weiterläuft.

> Also wirken nur
> die Eingangsschutzdioden bzw. die externe (Schottky-) Diode, die Z-Diode
> ist wirkungslos. Dann kann man auch gleich die Schaltung so auslegen,
> dass sie ohne Z-Diode betriebssicher ist.

Ich verstehe, daß in dem Moment des Einschaltens/Aufgleisens, bis die 
PIC-Versorgungsspannung nach einigen ms die vollen 5,5V erreicht hat, 
die 5V6-Z-Diode nicht gewährleistet, daß die Spannung am Eingang RA2 
unter der PIC-Versorgungsspannung bleibt. Wenn ich mich nicht auf die 
internen Schutzdioden verlassen möchte (sofern vorhanden- siehe meine 
Feststellung, daß RA2/T0CKI dieser PIC entgegen der Angaben in der Doku 
anscheinend noch eine Klemmdiode nach Vdd hat) müßte ich (zusätzlich) 
eine externe (Schottky-)Klemmdiode nach Vdd vorsehen.
Ich weiß, daß viele, viele Dekoder, bei denen RA2/T0CKI nur über 270k an 
der Gleisspannung hängen, ohne Ausfälle arbeiten, und dies bei 
vieltausendfachem Einschalten. Daraus muß ich folgern, daß a) auch bei 
RA2/T0CKI eine Klemmdiode nach Vdd vorhanden ist und b) diese ausreicht, 
also dieses Problem in praxi keines ist.
Daher werde ich nicht beides ergänzen - Z-Diode nach Masse und Schottky 
nach Vdd. Für die Schottky spricht zwar, daß damit auch dieses Problem 
erschlagen wäre - aber ihr habt mir mit der Möglichkeit des Anstiegs der 
PIC-Versorgungspannung über diese Klemmdioden so zugesetzt, daß ich dies 
vermeiden möchte, auch wenn der sleep-Zustand des PIC niemals bei 
vorhandenem Signal an RA2/T0CKI eintreten kann (bzw. eintreten wird, da 
derzeit sleep noch nicht vorgesehen).

> Anders sieht es aus, wenn man mit extremen Überspannungssituationen
> rechnen muss und zusätzlich eine Überspannungs-Schutzdiode oder
> Z-Diode im Signalpfad vorsieht. Der Schutz des Prozessor-Eingangs
> erfolgt aber auch dann über den vorgeschalteten Längswiderstand.

Vielleicht mißverstehe ich Dich, aber es war nie davon die Rede, diesen 
Längs-R wegzulassen.

von Dieter (Gast)


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Da ist eigentlich alles erklärt:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Bild 1 zeigt die Schutzdioden, die bei Dir intern sind, aber mit 
deutlich geringeren Leistungsfähigkeit.

Bild 9 zeigt zusätzlich die eine ZD, und warum die drin ist.

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