Hallo, ich habe hier einen BTS452r liegen und würde diesen gerne mit meinem Arduino steuern/schalten. Könnt ihr mir bitte erklären, was ich beachten muss. Ich habe den IC mit zwei Netzteilen einem 5V als Steuerspannung und 24V für die Last (LED) in einem Versuchsaufbau angeschlossen und es funktioniert alles so wie es soll. Muss ich für den Einsatz an einem Arduino irgendwas beachten? LG
Effektiv muss man nix besonderes beachten, der Eingang hat normale TTL Eingangspegel.
Falk B. schrieb: > Effektiv muss man nix besonderes beachten, der Eingang hat normale TTL > Eingangspegel. Vielen Dank für die Antwort! Macht es Sinn die µc-Seite mit einem Optokoppler zu sichern und kann da jemand ggf. eine Empfehlung aussprechen (gerne SMD). Wie ist es mit einem Pull-Down Wiederstand? Wie wird der ggf. dimensioniert? Was könnte ich auf der Lastseite zum Schutz vorsehen? Danke!
Pietro M. schrieb: > Macht es Sinn die µc-Seite mit einem Optokoppler zu sichern und kann da > jemand ggf. eine Empfehlung aussprechen (gerne SMD). Gegen was sichern? Pietro M. schrieb: > Wie ist es mit einem Pull-Down Wiederstand? Wie wird der ggf. > dimensioniert? Wozu soll der dienen? Pietro M. schrieb: > Was könnte ich auf der Lastseite zum Schutz vorsehen? Was gibt es da zu schützen?
Arduino Fanboy D. schrieb: > Pietro M. schrieb: >> Was könnte ich auf der Lastseite zum Schutz vorsehen? > Was gibt es da zu schützen? Fall Verpolung ein Fehlerfall sein kann, dann gibt es dazu Kapitel im Datenblatt. Man kann auch die Statusleitung auswerten und ggf. vom µC Maßnahmen ergreifen (z.B. bei Kurzschluss abschalten).
Arduino Fanboy D. schrieb: > Wozu soll der dienen? z.B. dazu, damit es beim Powerup bis zur Definition der Portpins durch den Pullup an den Portpins nicht zum unerwünschten Einschalten kommt. Das kann ja durch den Bootloader etwas dauern. Arduino Fanboy D. schrieb: > Was gibt es da zu schützen? Kommt drauf an. Kann die Last auch je einen induktiven Anteil haben? Durch die Body-Diode kann der BTS selbst so einiges ab, ansonsten müsste man mit zusätzlicher Freilaufdiode arbeiten. Das kommt aber erst bei massiven Magnetventilen zum tragen. Anderer Ausgangsschutz wäre Schutz gegen Verpolung. Da wird es dann schon etwas aufwändiger. Überspannung wäre noch ein Thema.
Arduino Fanboy D. schrieb: > Pietro M. schrieb: >> Macht es Sinn die µc-Seite mit einem Optokoppler zu sichern und kann da >> jemand ggf. eine Empfehlung aussprechen (gerne SMD). > Gegen was sichern? > Gegen einen Defekt des BTS452r. In dem Fall würde doch der komplette µc ausfallen. > Pietro M. schrieb: >> Wie ist es mit einem Pull-Down Wiederstand? Wie wird der ggf. >> dimensioniert? > Wozu soll der dienen? > Um immer ein sauberes Signal am Eingang des BTS anliegen zu haben. > Pietro M. schrieb: >> Was könnte ich auf der Lastseite zum Schutz vorsehen? > Was gibt es da zu schützen? Den BTS452r
Pietro M. schrieb: > Macht es Sinn die µc-Seite mit einem Optokoppler zu sichern Falls auf der Lastseite starke Störungen zu erwarten sind, etwa bei Motoren, aber dann muss der Lastteil völlig galvanisch getrennt sein, mit eigener Stromversorgung. Bei LEDs ist das eher nicht zu erwearten. Georg
Danke für die vielen Antworten! Ich würde gerne hier anfangen: Harald schrieb: > z.B. dazu, damit es beim Powerup bis zur Definition der Portpins durch > den Pullup an den Portpins nicht zum unerwünschten Einschalten kommt. > Das kann ja durch den Bootloader etwas dauern. In diesem Fall müsste es ein Pull-down Wiederstand sein da der BTS452R ja bei HIGH aktiv ist. Richtig? Wie dimensioniere ich den Wiederstand? Danke!
Harald schrieb: > Kann die Last auch je einen induktiven Anteil haben? > Durch die Body-Diode kann der BTS selbst so einiges ab, ansonsten müsste > man mit zusätzlicher Freilaufdiode arbeiten. Die Body-Diode des BTS wirkt nicht als Freilaufdiode. Wenn eine induktive Last abgeschaltet wird geht er einfach in den Durchbruch (siehe Datenblatt S.8 Abbildung rechts oben). Er hält dabei bei Einzelpulsen eine Energie von 150mJ aus (siehe Parameter EAS im Datenblatt). Eine Freilaufdiode wäre bei induktiven Lasten also wahrscheinlich sinnvoll oder sogar notwendig. Die übrigen angedachten Absicherungen würde ich jeweils nur entsprechend der tatsächlichen Gefährdungslage in Betracht ziehen. (Den Optokoppler z.B. bei dem von Georg genannten Szenario).
Pietro M. schrieb: > Könnt ihr mir bitte erklären, was ich beachten muss. Zeichne in einem Schaltplan, so wie du dir die Verschaltung vorstellst. Gib den Bauteilen im Schaltplan Namen R1,R2,C1,C2,T1.. und Werte 10k,BTS452,100n, usw. Dann diskutieren wir darüber, was man besser machen könnte. Und auch, wo eine Freilaufdiode rankommt. Und man kann dir erklären, wie sie wirkt.
Achim S. schrieb: > Die Body-Diode des BTS wirkt nicht als Freilaufdiode Wo habe ich geschrieben, dass sei eine Freilaufdiode?
Harald schrieb: > Achim S. schrieb: >> Die Body-Diode des BTS wirkt nicht als Freilaufdiode > > Wo habe ich geschrieben, dass sei eine Freilaufdiode? Ich habe geschrieben, dass es keine Freilaufdiode ist. Du hattest geschrieben, dass der BTS aufgrund seiner Body-Diode einiges abkönne. Das könnte beim unbedarften Leser den Eindruck erwecken, dass die Body-Diode als Freilaufdiode wirke. Ich habe einfach klargestellt, dass der FET ganz banal in den Durchbruch geht und dabei lediglich 150mJ wegstecken kann (was nicht gerade viel ist).
Pietro M. schrieb: > Wie dimensioniere ich den Wiederstand? Oh man, wenn man ich Sachen Elektronik unterwegs ist, sollte man doch wenigstens Widerstand richtig schreiben... Schreibfehler können passieren, aber immer wieder? Du schaust nach, wie hoch der Pullup in deinem Controller ist. Nehmen wir mal 50kOhm an. Für einen sicheren Nullpegel sollte man unter 0.4V bleiben, siehe auch Datenblatt BTS (0.4V=Annahme, nicht geprüft). Sagen wir also Pullspannung (5V-0.4V)/50k=92µA Querstrom. 0.4V/92µA=4.3kOhm Puldldown oder weniger. In diesem Fall würde man einfach einen 2.2kOhm nehmen, fertig.
Pietro M. schrieb: > Macht es Sinn die µc-Seite mit einem Optokoppler zu sichern Falls die 24V von einem unabhängigen Netzteil kommen. Leider muss man dann auf der 24V-Seite nochmal 5...12V erzeugen, mehr verträgt der BTS452R am Eingang nicht. Ein kleiner Übertrager 1:2 oder 1:3 mit Gleichrichter statt dem Optokoppler schützt gegen mehrere Fehler gleichzeitig. Der BTS kann nur einschalten, wenn der Übertrager Wechselstrom bekommt. Weil nur mW nötig sind, kann der uC direkt ein Rechteck liefern. Ein Reset des uC führt unmittelbar und zwangsläufig zum Abschalten, egal, ob der Ausgang High oder Low oder gepullt ist. Echte Feiglinge erzeugen das Rechteck auch noch per Software statt per Timer-Ausgang ;) Gleichzeitig bietet der Übertrager den gleichen Schutz für den uC wie der Optokoppler, aber mit deutlich besserer MTBF (wenn man Silizium- statt Schottky-Gleichrichter nimmt). Potentialtrennung gibt's auch geschenkt; erst, wenn man wirklich Kilovolts trennen muss, kann ein Optokoppler wieder punkten. Und die 5...12V auf der 24V-Seite gibt's auch noch geschenkt. Warum sieht man sowas so selten?
Achim S. schrieb: > und dabei lediglich 150mJ > wegstecken kann (was nicht gerade viel ist) Aber genau das habe ich thematisiert. 150mJ ist jetzt nicht Nichts, auch wenn Du möchtest dich jetzt gerne daran aufreiben möchtest. Für gelegentliche Schaltspiele geht das, nichts für PWM und dicke Magnetventile.
Harald schrieb: > auch > wenn Du möchtest dich jetzt gerne daran aufreiben möchtest Das möchte ich ganz sicher nicht, ich wundere mich, wie du auf die Idee kommst. Ich fand deine Formulierung seltsam (und ggf. irreführend), dass der BTS "durch die Body-Diode" einiges an induktiver Last wegstecken könne. Der FET geht einfach in den Durchbruch, die Body-Diode erfüllt nicht die Funktion einer Freilaufdiode. Das war's, mehr habe ich dazu nicht zu sagen.
Achim S. schrieb: > Der FET geht einfach in den Durchbruch Wie kommst Du auf das Wort "Durchbruch", eine Aktivierung einer Body-Diode hat nichts mit Durchbruch zu tun.
Harald schrieb: > eine Aktivierung einer > Body-Diode hat nichts mit Durchbruch zu tun. Welche Richtung hat der auftretende "Freilauf Strom"? Male es in ein Bild, und du wirst sehen, dass die Bodydiode die falsche Richtung hat. Sie (oder der ganze Transistor) kann also nur durchbrechen, und niemals als Freilaufdiode arbeiten.
Arduino Fanboy D. schrieb: > Welche Richtung hat der auftretende "Freilauf Strom"? Im Datenblatt von ITS4200 ist das schöner erklärt.
Arduino Fanboy D. schrieb: > und niemals als Freilaufdiode arbeiten. Tut und soll sie auch nicht, wurde nirgends behauptet
Bauform B. schrieb: > Im Datenblatt von ITS4200 ist das schöner erklärt. Ich weiß zwar, dass es so ist, aber eine Erklärung finde ich da nicht. Ich kann da nicht sehen, dass da ein Freilaufstrom irgendwohin fließt. Da steht auch nur lapidar drin, dass die Spannung "negativ wird". Aber eben kein Grund für diese "Umkehrung" und es steht auch nicht drin, dass diese Spannung (theoretisch) beliebig groß werden kann. Und das ist der Knackpunkt. Denn sonst müsste der Mosfet ja einfach nur 2x VBatt aushalten und alle ist gut. Das ist aber leider nicht der Fall... Wenn z.B. bei eingeschaltetem Mosfet durch die Spule 5A fließen, und der Fet dann abgeschaltet wird, passiert fließt der Strom durch die Spule erstmal einfach weiter. Und er fließt durch die Batterie und weiter zum Pin 4. Dort gibts jetzt Probleme: die Diode ist in Sperrichtung verbaut und der Mosfet wurde ja gerade eben abgeschaltet. Wo soll der Strom jetzt hin, dass er den Stromkreis zurück zur Spule schließen kann. Er findet keinen Weg es kommt aber laufend weiterer Strom "nach" und die Spannung am Pin 4 steigt deshalb an, bis a) der Mosfet "durchbricht" oder b) die Diode "durchbricht" oder c) die vorgelagerte Schaltung, die am Pin 4 angeschlossen ist, durchlegiert. Im Fall c) is das IC dann sicher kaputt (immerhin haben wir es mit einem Strom von 5A zu tun). Im Fall a) und b) kommt es darauf an, ob die energie, die in der Spule gespeichert ist, für eine Zerstörung dieser Leistungsbauteile ausreicht. Allerdings hat diese Endstufe noch einen speziellen "Trick" eingebaut, der hilft, das IC und die Bodydiode zu schützen: wird die Spannung am Pin 4 zu hoch, dann wird über die ZDdscl der Mosfet wieder leitend gemacht, dass er die Energie übernehmen und in Wärme umsetzen kann.
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eigentlich wurde es mir ja zu albern. Aber da die Diskussion weitergeht, melde ich mich doch nochmal kurz. Danke an Bauform B. für den Hinweis. Was Harald wohl meinte: der BTS hat eine clamping-diode zwischen Drain und Gate. Diese sorft dafür, dass der FET bei Überspannung (also beim Abschalten induktiver Lasten) in einen definierten Linearbetrieb geht (so dass beinahe die Durchbruchspannung an ihm abfällt). Mit der Body-Diode hat diese clamping-Diode allerdings nichts zu tun.
Achim, Asche auf mein Haupt! Die Bodydiode wirkt natürlich nur bei Brückenschaltungen, hier nicht. Der MOSFET wird vor dem Druchbruch geschützt, indem das Active Clamping aktiviert ist. Also ist weder Bodydiode noch Durchbruch richtig. Fakt ist auch, dass man gefälligst eine vernünftige Freilaufdiode verbauen sollte, wenn auch nur ansatzweise der Verdacht besteht, dass da jemals induktive Lasten mit geschaltet werden!
Harald schrieb: > Fakt ist auch, dass man gefälligst eine vernünftige Freilaufdiode > verbauen sollte, wenn auch nur ansatzweise der Verdacht besteht, dass da > jemals induktive Lasten mit geschaltet werden! Der kann schon einiges ab. Aber wenn man ohne Freilaufdiode einen 24V-1,5A-Zugmagneten schaltet, dann geht er irgendwann kaputt.
Harald schrieb: > Oh man, wenn man ich Sachen Elektronik unterwegs ist, sollte man doch > wenigstens Widerstand richtig schreiben... Schreibfehler können > passieren, aber immer wieder? Doppeltes DANKE! 1. Für die Korrektur in Sachen Widerstand. 2. Für die super Erklärung! (0.4V sind laut Datenblatt korrekt "Input Threshold Hysteresis").
>Ein kleiner Übertrager 1:2 oder 1:3 mit Gleichrichter statt dem >Optokoppler schützt gegen mehrere Fehler gleichzeitig...... Und du willst dann für 50 24V-Ausgänge 50 Übertrager verbauen, die verschalten und diese 50 einzelne uC-Ausgangs-Pins separat mittels Wechselspannung ansteuern?
MCUA schrieb: >>Ein kleiner Übertrager 1:2 oder 1:3 mit Gleichrichter statt dem >>Optokoppler schützt gegen mehrere Fehler gleichzeitig...... > Und du willst dann für 50 24V-Ausgänge 50 Übertrager verbauen Warum nicht? Wo ist das Problem? Die haben auch nicht mehr Pins als ein Optokoppler. Wenn man die Fail-Safe Funktion wirklich für alle 50 einzeln braucht, macht man das eben. Meistens reichen ja pro uC ganz wenige Ausgänge in der Art, z.B. einer für den Shutdown des 24V-Netzteils und zweitens ein High-Side Switch, der die Verbraucher vom Netzteil trennt. Einen davon braucht man ja sowieso. Die BTS4xx für die eigentlichen Ausgänge können dann wieder direkt am uC angeschlossen werden. Für den Benutzer ist es schließlich egal, ob nur der BTS kaputt ist oder auch der uC -- seine Kiste läuft nicht mehr. Und getauscht sowieso nur das ganze Gerät, mindestens die ganze Platine.
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