Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Comparator LM393 to uC


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von Klaus Odenwälder (Gast)


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Ich habe in meiner Schaltung OP-Verstärker. Diese werden mit +/- 15V 
versorgt. Ein (Fenster) Comparator LM393 überwacht das Einhalten der 
Grenzwerte. Der uC wird wohl ein ATtiny8x werden. Dieser wird mit 3,3V 
versorgt. Der uC würde gerne vom LM393 wissen, wie es aussieht. Nun 
suche ich eine Interface-Schaltung zwischen LM393 und dem uC. 
Optokoppler will ich nicht unbedingt, das wirkt unbeholfen, die Massen 
von Analog-Teil und Digital-Teil sind ja durchverbunden und nicht 
galvanisch getrennt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Lies doch einfach das DB. Dieser Chip hat einen o.C. Ausgang.

von Christian M. (christian_m280)


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Ja, der positive Pegel ist einfach. Aber der Negative geht auf ~-15V. 
Dort könnte man auch einfach einen Serienwiderstand rein tun und den 
Rest die Eingangsdioden erledigen lassen...

Gruss Chregu

von Wolfgang (Gast)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Ein (Fenster) Comparator LM393 ...

Wieso sollte der LM393 ein Fensterkomparator sein? Dafür fehlt die 
erforderliche logische Verknüpfung.

Der TCA965 wäre ein Fensterkomparator.

von Klaus Odenwälder (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Wieso sollte der LM393 ein Fensterkomparator sein? Dafür fehlt die
> erforderliche logische Verknüpfung.
> Der TCA965 wäre ein Fensterkomparator.

Liebs Herrgöttle, schau, wenn's i dia imma öides erkläre soll, da muscht 
mi oach bezohlen.

Der LM393 ist ein preiswerter, gut erhältlicher DUAL Comparator mit 
OC-Output. Somit ist die für einen Fenstercomparator notwendige Wired-Or 
Verknüpfung recht einfach zu realisieren. Andererseits könnte das der uC 
auch Softwaremässig machen - und dann zwischen + und - Overflow 
unterscheiden.

Der TCA965, ist er noch erhältlich?

Die Eingangsdioden möchte ich nicht bemühen, ich habe eine panische 
Angst vor Latch-Up.
Sind diese Dioden dafür spezifiziert? Wie schnell kommen diese Dioden 
aus der Sättigung?
Macht man das so und benutzt die Eingangsdioden dafür???

Die

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Bipolare ICs haben nicht unbedingt diese Schutzdioden drinnen.

Was ist denn nun deine eigentliche Frage? Du willst zwei unabhängige 
Spannungen auf Nominalwert überwachen und brauchst dafür das 
Levelshifting, damit du die an den uC ranklöbbeln kannst, der auf 
Mittenpotential liegt??

von Andrew T. (marsufant)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Die Eingangsdioden möchte ich nicht bemühen, ich habe eine panische
> Angst vor Latch-Up.

Diese angst ist unberecht, aber noch kein Fall für psychotherapeutishce 
Betreuung.
Dei brauchst d uaber, wenn Du längere zeit hier solchen Unfug postest.

> Sind diese Dioden dafür spezifiziert?

Ja, Steht auch im DaBal as 1mA zulässig sind. Mus aman aber richtig 
lesen.
Oder bei TI direkt nachfragen.

> Wie schnell kommen diese Dioden
> aus der Sättigung?

Schneller als der langsame LM393 braucht um da raus zu kommen.
Dei absoutwerte hängne vo nder Höhe der Übersteuerung ab.
Aber das slltest du wissne wenn D uschon so spezifisch fragst.

> Macht man das so und benutzt die Eingangsdioden dafür???

Ja, macht man wenn man so designed das man alle Möglichkeiten des 
Bauteins ausreizt UND
durch entsprechende EingangsBeschaltung sicherstellen kann das die 
Grenzwerte sicher eingehalten werden. Hier: < 1mA

Da Du aber den 393 wohl  (Dein Eingangspost!) aus den gleichen 
Spannungen wie de OPV betreibst, ist das Thema der Eingangsdioden: 
KEINES.

Weil das Problem schlicht nicht auftritt.

Capiche?

von HildeK (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Da Du aber den 393 wohl  (Dein Eingangspost!) aus den gleichen
> Spannungen wie de OPV betreibst

Dort sind ±15V erwähnt, allerdings für eine unbekannte OPA-Schaltung. 
Wenn er den 393 mit 3.3V single supply versorgen würde, muss er trotzdem 
dafür sorgen, dass die Eingänge des 393 innerhalb seiner 
Versorgungsspannung bleiben.
Welchen Spannungsbereich will er überwachen? Vermutlich sind es die ±15V 
und mit geeigneten Spannungsteilern sollte es erreichbar sein, auch wenn 
der 393 nur mit 3.3V versorgt wird, die Eingänge vom 393 im zulässigen 
Bereich zu halten. Und mit welcher Spannung versorgt er tatsächlich den 
393?

Klaus Odenwälder schrieb:
> Die Eingangsdioden möchte ich nicht bemühen, ich habe eine panische
> Angst vor Latch-Up.
Panik ist übertrieben. Und wenn, wie erwähnt, 1mA spezifiziert ist, dann 
bleibe halt unter 1mA mit einem Widerstand (>15k) vor dem Eingang. Dann 
passiert nichts.
Und wenn die Angst trotzdem da ist, dann nimm einen MOSFET, dessen max. 
Gatespannung >15V beträgt. Dass die Logik dann invertiert ist, spielt 
für die SW-Auswertung keine Rolle.

> Macht man das so und benutzt die Eingangsdioden dafür???
Man kann auch mit externen (Schottky-)Dioden die Eingänge schützen, dann 
werden die internen (Si-)Dioden gar nicht erst belastet.

von Andrew T. (marsufant)


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HildeK schrieb:
> Wenn er den 393 mit 3.3V single supply versorgen würde,

dann würde er eine ziemlich ungeschickte Schaltungsauslegung machen.

Eben darum schreibe ich ja: Der 393 aus +/-15V versorgt.

alles andere (3.3V)  macht wenig Sinn wenn man sich das DaBla des 393 
ansieht. Du mußt bei Vcc 3.3V für korrekte Funktion 2V Abstand von Vcc 
halten. Damit bleibt der Eingangsbereich 0...1,3V ...das ist wenig 
sinnig .

Da wir wir aber weiter munter mutmaßen,
und uns der TE keinen Schaltplan: Wird er Thread länger und länger.

Daher: Schaltplan und weiter geht es.
Den korrekten Hinweis wie es geht hat Chregu schon im zweiten Post 
gegeben...warum er negativ bewertet wurde ist wie immer unverständlich

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Macht man das so und benutzt die Eingangsdioden dafür???

Zumindest Atmel schlägt das in der AVR182 vor.

von Peter D. (peda)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Der uC wird wohl ein ATtiny8x werden.

Die AVRs haben doch interne Komparatoren, warum nicht die verwenden?
Man muß nur mit Spannunsteilern, die Signale in den Bereich 0..VCC 
verschieben.
Man kann aber auch den internen ADC nehmen, und den Meßwert mit den 
Fensterschwellen vergleichen. Eine Hysterese kann man damit auch 
programmieren.

von HildeK (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Eben darum schreibe ich ja: Der 393 aus +/-15V versorgt.

Ja, ist sicher sinnvoll und insgesamt einfacher. Aber auch die Abbildung 
auf den Bereich 0V...1.3V für einen mit 3.3V versorgten 393 ist machbar.

Andrew T. schrieb:
> Da Du aber den 393 wohl  (Dein Eingangspost!) aus den gleichen
> Spannungen wie de OPV betreibst, ist das Thema der Eingangsdioden:
> KEINES.

In dem Fall ist es für den 393 keines, für den nachfolgenden µC schon. 
Ich denke, darum geht es auch. Und dann helfen genau zwei Bauelemente, 
ein Serienwiderstand und eine Schottky-Diode, um die negative Spannung 
vom µC und seinen ESD-Dioden fern zu halten (Angst vom TO) - und den 
Ausgangs-PU an die µC-VCC legen. Fast wie von Chregu genannt 😀.

Oder eben der Vorschlag von Peter D. Da muss man dann auch auf einen 
kleineren Bereich abbilden.

Es ist ein Raten ohne den Schaltplan und ohne mehr Input vom TO.

von Andrew T. (marsufant)


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HildeK schrieb:
> Und dann helfen genau zwei Bauelemente,
> ein Serienwiderstand

Den braucht man.

> und eine Schottky-Diode, um die negative Spannung

das ist dann die Luxus variante, denn wie Atmel schon selber schreibt: 
nicht nötig, da interne Dioden. Vorwiderstand && gut ist.

> vom µC und seinen ESD-Dioden fern zu halten (Angst vom TO)

Gegen Angst hilft oft Wissen :-)
Das Szenario welches der TO hier (bewußt?) erzeugt, ist sowas wie 
"Latzhose mit Gürtel sichern, zusätzlich Hosentrager".


>
> Oder eben der Vorschlag von Peter D. Da muss man dann auch auf einen
> kleineren Bereich abbilden.

Tja, womit dann das Problem der höheren Ungenauigkeit aufkommt.
There is nothing like free lunch, wie der Brite so schön sagt.

>
> Es ist ein Raten ohne den Schaltplan und ohne mehr Input vom TO.

Das hat volle Zustimmung -- sofern man davon ausgeht das der TO 
überhaupt noch was mitliest.

von HildeK (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Das Szenario welches der TO hier (bewußt?) erzeugt, ist sowas wie
> "Latzhose mit Gürtel sichern, zusätzlich Hosentrager".

Meine Empfehlung zu einer Schottky-Diode gibt ihm halt noch einen 
Hosenträger - wenn er sich dadurch sicherer fühlt, spielen die paar Cent 
ja keine Rolle.
Seine Befürchtung waren jedoch nicht nur Latch-up sondern auch, ob 
dadurch eine störende Erholzeit auftritt. Was auch nicht der Fall ist.

BTW: Xilinx hat mal in ähnlichem Zusammenhang (5V/3.3V auf 1.8V-Input 
bei einem FPGA) in einer Applikationsschrift auf 10mA dimensioniert. 
Halten die mehr aus oder ist Atmel nur konserativer unterwegs?
Die meisten Hersteller spezifizieren hier einfach gar nichts - leider.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Hm, ok, wenn die armen Schutzdioden beschuetzt werden muessen - und man 
das natuerlich auch keiner externen Diode zumuten mag: Wie waers mit 
einem Spannungsteiler:
+3.3V---3.3kOhm---µCInput---15kOhm---OpenCollectorOutput.
Bei den Spannungen von 3.3V und -15V muss man ja nicht mal wirklich 
rechnen, da kann man fuer die Dimensionierung der Widerstaende ja 1V 
entspricht 1kOhm setzen...

scnr,
WK

von Andrew T. (marsufant)


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Dergute W. schrieb:
> Bei den Spannungen von 3.3V und -15V muss man ja nicht mal wirklich
> rechnen, da kann man fuer die Dimensionierung der Widerstaende ja 1V
> entspricht 1kOhm setzen...

Das ist 1k/ 1Volt nicht der Punkt. Auch wenn es in Deinem Wertebeispiel 
zufällig paßt.

Relevant ist das Datenblatt:
Du mußt dafür sorgen das die Spannung am Knotenpukt nicht kleiner als 
-0.3V wird,
weil Du sonst die max. ratings des LM393 Familenspecs verletzt.
Eben das kann ein sehr ernstes Thema werden wenn die +15V, -15 und 3.3V 
unterschiedlich schnell anliegen/abfallen...


Du siehst, es ist doch ein bißchen mehr Denkarbeit nötig .-)

von Klaus Odenwälder (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Du mußt dafür sorgen das die Spannung am Knotenpukt nicht kleiner als
> -0.3V wird,
> weil Du sonst die max. ratings des LM393 Familenspecs verletzt.

Ich sehe den LM393 zu keinem Zeitpunkt in Gefahr, egal, wann die +-15V 
und die 3,3V anliegen/abfallen. Der ATtiny ist es, der mir Sorge machen 
würde.
Die Lösung mit dem 3,3K / 15K Spannungsteiler hat den Pferdefuß, das 
wenn die 3,3V verspätet kommt, der uC in den Latch-up kommen könnte. Ich 
habe sogar schon erlebt, dass 7915 in den Latch-up gekommen sind und 
dadurch OP-Verstärker gehimmelt wurden!!!

von Klaus Odenwälder (Gast)


Angehängte Dateien:

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So sieht meine Lösung nun aus : Ein PNP-Digital-Transistor BCR191-SMD.
Digital-Transistor bedeutet, hier sind bereits Widerstände an der Basis 
mit integriert.
Die Basis schaut herunter zum OC-Output des LM393. Der Emitter liegt an 
der Versorgungsspannung des uC, +3,3V. Der Collektor zum Input-Pin des 
uC und einem 3k3 Pull-Down-Widerstand nach Gnd. Zwei zu bestückende 
Bauteile --- nicht ganz schlecht :-)

von Wolfgang (Gast)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> So sieht meine Lösung nun aus : Ein PNP-Digital-Transistor BCR191-SMD.

Das ist ein Bauteil und so noch keine Lösung.
Wie gedenkst du den zu verwenden?

von First Aid (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Das ist ein Bauteil und so noch keine Lösung.
> Wie gedenkst du den zu verwenden?

So, wie er es beschrieb. Aber vielleicht hat er Erbarmen mit Dir und 
tanzt es Dir in einem Jutube-Film vor...

Klaus Odenwälder schrieb:
> Die Basis schaut herunter zum OC-Output des LM393. Der Emitter liegt an
> der Versorgungsspannung des uC, +3,3V. Der Collektor zum Input-Pin des
> uC und einem 3k3 Pull-Down-Widerstand nach Gnd. Zwei zu bestückende
> Bauteile --- nicht ganz schlecht :-)

von Stefan F. (Gast)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Die Eingangsdioden möchte ich nicht bemühen, ich habe eine panische
> Angst vor Latch-Up.

Dein Problem. Dann packe halt eine Zenerdiode vor den Mikrocontroller.

von (prx) A. K. (prx)


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Man könnte natürlich auch 2x LM311 statt 1x LM393 nehmen. Dann löst sich 
das Problem des Ausgangs im Luft auf, denn bei dem bezieht sich der 
Emitter des O.C. Ausgangs nicht auf V-, sondern ist separat rausgeführt.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Klaus Odenwälder schrieb:
> Die Basis schaut herunter zum OC-Output des LM393. Der Emitter liegt an
> der Versorgungsspannung des uC, +3,3V. Der Collektor zum Input-Pin des
> uC und einem 3k3 Pull-Down-Widerstand nach Gnd. Zwei zu bestückende
> Bauteile --- nicht ganz schlecht :-)

Ja, gut, wenn man den BCR191 nicht erst bestellen muss.
Aber auch ein normaler PNP würde gehen, nur brauchst du dann 50% mehr 
Bauteile 😀 - noch einen Widerstand von der Basis nach +3V3.

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