Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kurzschlußkontrolle in Digitalschaltung


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von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Gegeben: Logikschaltung mit Pegeln 0V und 5V
Wie würdet ihr eine Kurzschlusskontrolle realisieren?

Ich weiß bzw. gebe vor, dass die Summe der Eingangsströme aller 
angeschlossenen Gates z.B. max. 150mA beträgt.
Nun möchte ich die Leitungen auf Kurzschlüsse durch mögliche 
Fehlbeschaltungen (Steckbord, fliegende Luftverdrahtung, o.ä.) beim 
rumprobieren mit verschiedenen angeschlossenen Gates überwachen.

Quasi eine Kontrolle auf einen zu hohen Strom von z.B. 200mA über mehr 
als 100ms.
Vorgabe wäre möglichst geringer Spannungsdrop und keine 
Laufzeitverzögerung der überwachten Leitung.
Sollte eine Leitung z.B. eines Busses einen Kurzschluss aufweisen sollte 
eine LED dies bis zum Reset anzeigen und die Schaltung den Bus offline 
nehmen.
Bus erstmal 4 oder 8bit breit.

Habt ihr eine Idee?
(vorausgesetzt man versteht was ich meine)

von Acker (Gast)


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Du schreibst möglichst geringer Spannungsabfall. Wie hoch muss denn der 
Strom sein? Geht es hier um in der Regel nahezu unbelastete 
Datenleitungen oder muss wirklich Strom fließen?

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Punkt-zu-Punkt Verbindungen?

200 mA erzeugen über eine dünne Leiterbahn Spannungen, die sich nicht 
allzu schwer erkennen lassen. Mit einem Multimeter geht das, aber das 
hat auch eine Auflösung und 0-Punkt-Drift von 100 µV oder weniger.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Acker schrieb:
> Du schreibst möglichst geringer Spannungsabfall. Wie hoch muss
> denn der
> Strom sein? Geht es hier um in der Regel nahezu unbelastete
> Datenleitungen oder muss wirklich Strom fließen?

10-20mA je nach Gatetype wird der Eingangsstrom eines Gates wohl schon 
werden, also fanout von 7-15 max.

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Punkt-zu-Punkt Verbindungen?
>
> 200 mA erzeugen über eine dünne Leiterbahn Spannungen, die sich nicht
> allzu schwer erkennen lassen. Mit einem Multimeter geht das, aber das
> hat auch eine Auflösung und 0-Punkt-Drift von 100 µV oder weniger.

Wie macht man das dann mit der parallelen Überwachung mehrerer 
Datenleitungen?

: Bearbeitet durch User
von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Der Max4374 
https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/amplifiers/MAX4374.html 
sollte sowas können, oder?
Meßwiderstand max 0.5Ohm bei 0.5% ?

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Mike B. schrieb:
> Wie macht man das dann mit der parallelen Überwachung mehrerer
> Datenleitungen?
Mehrere Spannungen messen...(?) Und vergleichen. Das kann gemultiplext, 
oder, bei so wenigen Leitungen, 1:1 gemacht werden. Sehr geringe 
DC-Spannungen kann man durch Modulation (DC "zerhacken") und 
anschließender AC-Verstärkung bestimmen.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> Wie macht man das dann mit der parallelen Überwachung mehrerer
>> Datenleitungen?
> Mehrere Spannungen messen...(?) Und vergleichen. Das kann gemultiplext,
> oder, bei so wenigen Leitungen, 1:1 gemacht werden. Sehr geringe
> DC-Spannungen kann man durch Modulation (DC "zerhacken") und
> anschließender AC-Verstärkung bestimmen.

Ich will Strom messen und überwachen, müsste also z.B. den 
Spannungsabfall (2 Spannungen) über einen Meßwiderstand pro Leitung 
messen.

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Das kann gemultiplext,
> oder, bei so wenigen Leitungen, 1:1 gemacht werden. Sehr geringe
> DC-Spannungen kann man durch Modulation (DC "zerhacken") und
> anschließender AC-Verstärkung bestimmen.

Wie, was, wo? Das übersteigt mein Wissen.

von karadur (Gast)


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Geht auch nur mit Logik.

Ein Tristate-Buffer z.B. 74245 und dann Eingang und Ausgang mit XOR z.B. 
7486 vergleichen. Die Ausgänge der XOR sind 1 bei Fehler. Die XOR mit 
ODER verknüpfen und damit RS-Flipflop setzen der den Tristate 
abschaltet.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Mike B. schrieb:
> Ich will Strom messen und überwachen, müsste also z.B. den
> Spannungsabfall (2 Spannungen) über einen Meßwiderstand pro Leitung
> messen.
Die Leitung selber ist der "Messwiderstand". Eine Mindestlänge wird 
erforderlich sein, einfach wäre es, an beiden Enden zu messen, 
insbesondere, wenn alle Leitungen gleich lang sind.
>> DC-Spannungen kann man durch Modulation (DC "zerhacken") und
>> anschließender AC-Verstärkung bestimmen.
>
> Wie, was, wo? Das übersteigt mein Wissen.
Hier, da und dort... ;-) Nur das Prinzip schriftlich zu erklären, wäre 
vielleicht noch erträglich, aber in der Praxis sollte man mehr als nur 
das Prinzip kennen. Das ginge mir zu weit. Ich weiß jetzt auch keinen 
geeigneten Link. Vielleicht hat jemand anderes einen Tipp.

Sag mir mal deine Leiterbahnlängen, über die die 200 mA fließen, und 
deren Leiterbahnbreite. Dann kann ich besser schätzen.

Vielleicht reicht ja auch, was Karadur vorschlägt. Wenn du nur 
unidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hast und einen Buffer 
zwischen Ausgang und Leitung setzen kannst.

von Sebastian S. (amateur)


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Auf die Schnelle fallen mir 2 Möglichkeiten ein:
1. Den Strom, bei der Ausgabe überwachen. Da ja richtig Strom fließt,
   kann man diesen ja auch überwachen.
2. Einen Lastwiderstand (z.B. 500 Ohm) gegen Masse mittels FET
   zuschalten. Dein Ausgang kann ja "problemlos" 33 Ohm treiben, so
   sollten 32 Ohm kein Problem sein. Bei Bedarf wird der Widerstand
   mit Masse verbunden und ein Logisches High-Signal ausgegeben.
   Ist der FET "aus", so ist die zusätzliche Last fast gleich Null.
   Während der Testphase kannst Du dann zweierlei feststellen:
   a) Ist das Ausgangssignal logisch 1 und somit kein Kurzschluss da.
   b) Ist Deine Ausgangsstufe auch wirklich Kurzschlussfest.
      Ist übrigens nicht ganz trivial. Oft gibt es sekundäre
      Probleme bei zu hoher Stromabgabe.

von Toby P. (Gast)


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Mike B. schrieb:
> Gegeben: Logikschaltung mit Pegeln 0V und 5V
> Wie würdet ihr eine Kurzschlusskontrolle realisieren?

Hängt von der Treiberstufe ab an der das ganze hängt. Wenn die 
kurzschlussfest ist und nicht den ganzen Strom wegsaugt kann man den 
Eingangsstrom messen.

Bei PICs kann man den Ausgangspegel unabhängig vom Treiberlatch sehen, 
da ist es einfacher.

Oder man nimmt je eine extra Eingang (bzw. wenn möglich einen mit Dioden 
entkoppelten gemeinsamen).

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Danke für die Vorschläge!
Ich werd sehen, was am Ende machbar ist.

p.s. wer is so geistreich und bewertet meine Eingansfrage mit 'ner -1?
wenn man selbst keine Antwort hat kommt da keine -1 hin. Dann schweigt 
man. Oder fragt nach.

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