Sicherung für Sensoren

[Herbert (Gast)]

Hallo liebe Gemeinde,
ich habe an meinem Mikrocontroller Sensoren mit sehr geringer 
Leistungsaufnahme angeschlossen. Die Betriebsspannung beträgt überall 
3.3V, Strom ist immer etwas unterschiedlich aber nicht höher als 5mA.

Jetzt ist mir zum zweiten mal der offensichtlich nicht ganz so 
Wasserdichte DS18B20 abgesoffen und hat einen Kurzschluss im Sensor und 
Mikrocontroller verursacht. Beim ersten Mal zog der Sensor nach dem 
Defekt weiterhin einen Strom von 100mA (hatte ihn nach dem Defekt an ein 
Labornetzteil angeschlossen), jetzt beim zweiten Mal ging gar nichts 
mehr.

Nun habe ich überlegt die Sensoren alle mit einer einzelnen Sicherung 
abzusichern. Hier stellt sich mir allerdings zunächst die Frage, welche 
Größe gewählt werden sollte. Ich dachte eigentlich an irgendetwas wie 
10mA? Die Spannungsversorgung erfolgt über einen Step Down Converter auf 
3.3V mit maximal 500mA. Zu hoch würde ich ungern ansetzen wollen, da 
beim ersten Defekt der Sensor weiterhin mehr als 20x so viel Strom 
gezogen hat als üblich.

Nun wäre eine Feinsicherung ja langweilig. Um den Ganzen eins 
draufzusetzen, möchte ich beim Defekt eine Nachricht aufs Telefon 
erhalten. Dazu müsste ich den Zustand der Sicherung kennen und bin bei 
meiner Suche auf Current Load Switches gestoßen.

Beispielsweise der TPS22941
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps22941.pdf?ts=1614619338085&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fde-de%252Fpower-management%252Fpower-switches%252Fload-switches%252Fproducts.html

Der sichert bei 40mA ab und liefert mir den gewünschten Zustand. 
Schalter mit geringerem Abschaltstrom habe ich nicht gefunden. Ich denke 
40mA reichen, oder sollte es doch noch geringer sein? Vielleicht gibt es 
auch noch andere Alternativen, mir sind Begriffe wie Hot Swap, eFuse, 
Current loop limiter usw.. untergekommen. Es darf auch gerne ein IC 
sein, an dem ich mehrere Sensoren anschließen kann. Habe ja schließlich 
ein paar davon ;) Über den Sinngehalt lässt sich vielleicht Streiten, 
aber ich habe da irgendwie Bock drauf. Natürlich könnte ich auch 
irgendetwas selber basteln, aber es gibt ja offensichtlich bereits 
fertige und kostengünstige Produkte.

Dankeschön,
Herbert

[Achim H. (pluto25)]

Bekommen sie Power von einem Pin? Dann ein ADC-Pin, so könnte der Mc die 
Überlast feststellen, abschalten und gleich eine Fehlermeldung ausgeben.
Eine PTC Sicherung sollte auch gehen.

[Herbert (Gast)]

Nein, die Sensoren hängen direkt an der Stromversorgung. Es ist nur ein 
ESP8266, da brauche ich jeden einzelnen GPIO :) PTC habe ich auch 
gedacht. Bin mir aber nicht sicher wie schnell die Auslösen. Wenn sie 
ausreichend klein gewählt und der Kurzschlussstrom groß genug ist, 
sollte es eigentlich auch schnell gehen? Das der Sensor danach 
möglicherweise im Eimer ist, stört mich nicht. Nur sollte das Board 
nicht schon wieder ausfallen, denn dann werden gar keine Werte mehr 
übermittelt.

Eigentlich würde PTC ja auch gehen. Dann bekomme ich eben eine 
Nachricht, sobald ein Sensor nicht mehr erreichbar ist. Aber welche 
Größe?

[Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)]

Herbert schrieb:
> denn dann werden gar keine Werte mehr
> übermittelt.
Das Problem hast du bei einer Sicherung ja auch wenn du nicht gerade für 
jeden Sensor eine eigene spendieren willst.

Von den Werten her fange diese hier bei 32mA an, das würde ja zu deinem 
Fehlerbild passen:

https://www.eska-fuses.de/sicherungen-passive-bauelemente/sicherungen/feinsicherungen/5x20mm/521.000

Wobei ich einfach alle an eine hängen würde und dann in der Software 
abfangen würde wenn alle nicht erreichbar sind und eine entsprechende 
Meldung ausgeben das da was defekt ist. So würdest du recht schnell 
mitbekommen das da was nicht stimmt. Theoretisch könnte man das auch für 
jeden einzelnen Sensor machen. Wenn der nicht korrekt Antwortet oder 
unplausible Werte kommen eine entsprechende Fehlermeldung verschicken.
Durch die ausgelößte Sicherung sollte der µC ja problemlos weiterlaufen.

[Herbert (Gast)]

Oh ups. Dann habe ich das falsch formuliert. "Alle mit einer einzelnen", 
sollte eigentlich heißen "Alle mit jeweils einer einzelnen", damit im 
Falle eines Ausfalls die anderen Sensoren weiterhin ihren Job erledigen 
können.

Die Sensoren werden ja sowieso zyklisch Abgefragt. Eine kleine Abfrage 
auf Plausibilität der Messungen bzw. ob überhaupt welche vorhanden sind, 
kann ich ja anschließend vornehmen und als Fehler werten.

Bei Feinsicherungen wirds dann schon Kritisch. Da muss ich schauen ob im 
Gehäuse noch ausreichend Platz ist. Die Sicherungshalter sind in der 
Regel auch nicht gerade schlank. SMD PTCs wären da schon eine 
willkommenere Alternative.

Der Wert für die Sicherung ist aber ausreichend gewählt oder sollte ich 
vielleicht etwas im Bereich des doppelten Maximalstroms suchen? Ich 
betreibe ja keine Motoren und habe keinen Anlaufstrom oder so..