Schalter auslesen eine doofe Frage! ;-)

[Michael K. (stoertie)]

Moin zusammen,

ich habe da ein kleines Problem...

Ich möchte mit einem Mega8 einen Schalter überwachen, der an seinem 
Ausgang eine Masse schaltet... jetzt hängt an diesem Schalter aber eine 
Lampe die mit +12V verbunden ist. Somit hätte ich die 12V auf meinem µC 
Port wenn der Schalter offen ist.

Kann ich die 12V einfach mit einer Diode (z.B. 2N4148) abblocken?
(auch wenn das vielleicht nicht gerade die eleganteste Lösung ist... ;) 
...aber eine Diode bekomme ich noch irgendwie mit auf die fertige 
Platine geschummelt... Und Ja! Ich Trottel habe nicht dran gedacht! :-D 
)


Viele Grüße
Michael

[H. H. (Gast)]

Diode ist das Mittel der Wahl.

[Stefan F. (Gast)]

Normal würde man dafür einen Spannungsteiler verwenden (zwei 
Widerstände).

Der Mikrocontroller braucht einen LOW Pegel von weniger als 0,9 Volt. An 
einer normalen Diode fallen schon ca. 0,7 Volt ab. Wenn du dann noch 0,3 
Volt Spannungsabfall an den Leitungen hast, ist der LOW Pegel außerhalb 
der Spezifikation. Dann funktioniert es nicht zuverlässig.

[Rainer W. (rawi)]

Stefan F. schrieb:
> Normal würde man dafür einen Spannungsteiler verwenden (zwei
> Widerstände).

Eine Widerstand reicht, solange der uC ein bisschen Strom zieht.

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Der Mikrocontroller braucht einen LOW Pegel von weniger als 0,9 Volt.

Stimmt so pauschal nicht.

Und auch die pauschalen 0,7V sind falsch.

Ein mit 5V betriebener µC hat als Limit für Low 1,6V, und an der Diode 
fallen bei dem gerigen Strom der üblichen, integrierten Pullups nur 0,5V 
Flusspannung.

[Stefan F. (Gast)]

Es sind 1 Volt (bei 5V Versorgung). Den Spannungsabfall an der Diode 
kannst du am Diagramm ablesen.

[Michael K. (stoertie)]

Ich danke Euch für die Antworten!

Der Controller läuft mit 5V.
Was nach der Aussage von H.H. ja schon mal beruhigend ist. ← Danke 
dafür! :-)

Statt der Silizium Diode dürfte es dann doch auch eine Germanium Diode 
tun? (z.B. die 1N36 oder 1N5819 o.ä.)
Damit "erkaufe" ich mir dann noch ein bisschen mehr Sicherheit

Viele Grüße
Michael

[H. H. (Gast)]

Michael K. schrieb:
> Statt der Silizium Diode dürfte es dann doch auch eine Germanium Diode
> tun?

Besser eine kleine Schottkydiode.

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Es sind 1 Volt (bei 5V Versorgung).

Bei manchen µCs.

[Michael K. (stoertie)]

@Stefan:
Ich habe mal auf die Schnelle in Deine Schaltung hinein gemalt... so 
würde es bei mir mit Diode aussehen.

Ansonsten wäre da noch die ganz einfache Idee, den Schalter ein Relais 
mit zwei Schließern schalten zu lassen und dem µC und der Lampe jeweils 
eine eigene Masse durchzuschalten. lol

Viele Grüße
Michael

[Stefan F. (Gast)]

H. H. schrieb:
> Bei manchen µCs.

Beim ATmega8, um den es hier geht. Steht im Eröffnungsbeitrag.

[Stefan F. (Gast)]

Michael K. schrieb:
> Eingangsschaltung.jpg

Willst du wirklich den Kondensator ohne Strombegrenzung durch Diode und 
Schalter entladen?

[Bruno V. (bruno_v)]

Statt der Diode kannst Du auch einfach 10..100k nehmen. Schützt den uC 
besser gegen alle Arten von Störungen.

Mit Diode den (internen) pullup nicht vergessen, sonst gibt es lustige 
Effekte.

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Beim ATmega8, um den es hier geht. Steht im Eröffnungsbeitrag.

Überlesen.

Dennoch reicht eine Diode problemlos.

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Michael K. schrieb:
>> Eingangsschaltung.jpg
>
> Willst du wirklich den Kondensator ohne Strombegrenzung durch Diode und
> Schalter entladen?

Der ESR der Bauteile begrenzt ausreichend.

[Stefan F. (Gast)]

H. H. schrieb:
> Dennoch reicht eine Diode problemlos...

... wenn an den Leitungen zum Schalter nur wenig Spannung abfällt. Was 
anderes habe ich nicht geschrieben. Ist es so unerträglich, einen 
alternativen Vorschlag zu haben?

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Dennoch reicht eine Diode problemlos...
>
> ... wenn an den Leitungen zum Schalter nur wenig Spannung abfällt.

100m von der guten, chinesischen Eisenlitze mit 0,05qmm.


> Ist es so schlimm, einen
> alternativen Vorschlag zu haben?

Nur ein einziger Weg führt nach Rom!

[Rainer W. (rawi)]

Bruno V. schrieb:
> Statt der Diode kannst Du auch einfach 10..100k nehmen. Schützt den uC
> besser gegen alle Arten von Störungen.

Es spricht sich rum ...

Rainer W. schrieb:
> Eine Widerstand reicht, ...

[Alexander (alecxs)]

Weder mir Diode noch mit Widerstand bekommst Du die 12 V weg, die liegen 
trotzdem an. Nur dass mit Widerstand der Kondensator kaum entladen wird.

[Rainer W. (rawi)]

Alexander schrieb:
> Weder mir Diode noch mit Widerstand bekommst Du die 12 V weg, die liegen
> trotzdem an.

Du solltest dich einmal über das Ohmsche Gesetz schlau lesen.
U=I*R

[Manfred P. (pruckelfred)]

Rainer W. schrieb:
> Bruno V. schrieb:
>> Statt der Diode kannst Du auch einfach 10..100k nehmen. Schützt den uC
>> besser gegen alle Arten von Störungen.
> Es spricht sich rum ...

Und bleibt trotzdem eine schlechte Idee, weil:

Rainer W. schrieb:
> solange der uC ein bisschen Strom zieht.

Eine Schottkydiode kostet nicht mehr als ein Widerstand und vermeidet 
weitere Fallen der Dimensionierung.

[Rainer W. (rawi)]

Manfred P. schrieb:
> Und bleibt trotzdem eine schlechte Idee, weil:
>
> Rainer W. schrieb:
>> solange der uC ein bisschen Strom zieht.

Man sollt schon in etwa wissen, was man tut. Das kann in der Elektronik 
nie schaden.

Die Application Note AVR182 von Atmel ist dir schon einmal über den Weg 
gelaufen?
https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf

[Alexander (alecxs)]

Rainer W. schrieb:
> Du solltest dich einmal über das Ohmsche Gesetz schlau lesen.
> U=I*R

Mit einem 100k statt D1 bekommst Du kein Low mehr hin, und mit 10k hast 
du bei High mehr als 5 V anliegen. Mit der Diode geht es nur wenn R1 
nicht an 12 V hängt.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Rainer W. schrieb:
>> Rainer W. schrieb:
>>> solange der uC ein bisschen Strom zieht.
> Man sollt schon in etwa wissen, was man tut. Das kann in der Elektronik
> nie schaden.

Bzgl. Hardware erhebe ich den Anspruch, es zu wissen.

> Die Application Note AVR182 von Atmel ist dir schon einmal über den Weg
> gelaufen?

Ja!

Alexander schrieb:
> Mit einem 100k bekommst Du kein Low mehr hin,

Richtig.

> und mit 10k hast du bei High mehr als 5 V anliegen.

Da verlässt man sich auf die Schutzdiode des µC, der den Strom auf 
dessen 5V-Versorgung ableitet. Natürlich darf der µC niemals schlafen 
gehen, ohne Last auf den 5V läuft die Spannung hoch.

> Mit der Diode geht es nur wenn der 4k7 nicht an 12 V hängt.

Das wurde mal stillschweigend so interpretiert, der geht gegen die 5V 
des µC.

[Wilhelm M. (wimalopaan)]

Stefan F. schrieb:
> Normal würde man dafür einen Spannungsteiler verwenden (zwei
> Widerstände).

Und damit den µC über seine Schutzdioden versorgen, das kann gewünscht 
sein, meistens ist es das nicht.

Also: Diode, ggf. Schutzwiderstand für neg. Spikes, und ggf. Pull-Up, 
weil die internen Pull-Ups der AVRs ja dafür etwas hochohmig sind.

[Bruno V. (bruno_v)]

Manfred P. schrieb:
> Eine Schottkydiode kostet nicht mehr als ein Widerstand und vermeidet
> weitere Fallen der Dimensionierung.

Ein Serienwiderstand sollte Pflicht sein, für jeden Port der eine 
Platine bzw. das Gehäuse verlässt.

Und lieber z.b. einen SOT-23 NPN Transistor (der den internen pullup 
gegen Masse zieht) statt Diode nehmen, dann hat man EMV-Schutz und 
völlige Entkopplung des Pins vom Signal.

[Michael K. (stoertie)]

Moin zusammen,

ich danke Euch herzlich für Eure Hilfe! - Ich denke damit komme ich klar 
und bekomme das hin. ;-)

Viele Grüße
Michael

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Michael K. schrieb:
> mit einer Diode (z.B. 2N4148)
Dazu noch ein kurzes Wort: 2N sind Transistoren, 1N sind Dioden.

Siehe z.B. dort unter JEDEC:
- https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/2607071.htm

Und noch eins: der Schalter wird von deinem µC eingelesen.

[Wilhelm M. (wimalopaan)]

Lothar M. schrieb:
> Und noch eins: der Schalter wird von deinem µC eingelesen.

Mmh, ich denke man kann beides sagen: es ist eine Frage der Richtung.

Ein Schalter ist ein "Gerät" mit einem internen Zustand, und den kann 
ein anderes Gerät (µC) auslesen, wobei dieses andere Gerät den Zustand 
dann natürlich einliest ...

[Frank O. (frank_o)]

Bruno V. schrieb:
> Und lieber z.b. einen SOT-23 NPN Transistor (der den internen pullup
> gegen Masse zieht) statt Diode nehmen, dann hat man EMV-Schutz und
> völlige Entkopplung des Pins vom Signal.

Würde ich auch eher so machen. Kost ja nix.

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Frank O. schrieb:
> Würde ich auch eher so machen. Kost ja nix.

Das wäre auch das Beste, aber:

Michael K. schrieb:
> eine Diode bekomme ich noch irgendwie mit auf die fertige Platine
> geschummelt...

Es herrscht also Platzmangel.

[Stefan F. (Gast)]

Wilhelm M. schrieb:
> Und damit den µC über seine Schutzdioden versorgen, das kann gewünscht
> sein, meistens ist es das nicht.

Das ist in der Tat ein gutes Argument für die Diode.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Wilhelm M. schrieb:
>> Normal würde man dafür einen Spannungsteiler verwenden (zwei
>> Widerstände).
> Und damit den µC über seine Schutzdioden versorgen, das kann gewünscht
> sein, meistens ist es das nicht.

Das geht nur gut, solange der µC zuverlässig genug Strom zieht. Legt man 
ihn schlafen, kann es sein, dass er nie wieder aufwacht.

> Also: Diode, ggf. Schutzwiderstand für neg. Spikes, und ggf. Pull-Up,
> weil die internen Pull-Ups der AVRs ja dafür etwas hochohmig sind.

Das ist dann die hohe Kunst, die Schaltung passend zur Umgebung 
auszulegen.

Bruno V. schrieb:
> Und lieber z.b. einen SOT-23 NPN Transistor (der den internen pullup
> gegen Masse zieht) statt Diode nehmen, dann hat man EMV-Schutz und
> völlige Entkopplung des Pins vom Signal.

Das wäre vermutlich mein Ansatz, aber nicht im SOT, sondern im TO. Wenn 
man "völlige Entkopplung" möchte, lange Wege, unklare Massen, kommt ein 
Optokoppler ins Spiel. Muß man anhand der realen Umgebung entscheiden.

[Frank O. (fop)]

Mit einem NPN-Transistor in Emitterschaltung entkoppeln hält einiges vom 
µC fern. Allerdings fließt der Basisstrom auch durch die Lampe, die 
eigentlich ausgeschaltet sein sollte. Bei Glühobst ist das bestimmt 
nicht sichtbar, aber Lampen mit LEDs könnten vor sich hin funzeln oder 
aufblitzen.
Oder warum nicht gleich alles geben, mit einer Schaltung aus PNP- und 
NPN-Transistor in Reihe. Als PEMD48 ist das nichtmal groß, wie man beim 
Löten fluchend feststellen kann ;-)

Mit 12V muss ja nicht der Ausgang eines Labornetzteils gemeint sein, 
dass könnte auch ein KFZ-Bordnetz sein. Da muss man mit allem rechnen.

Wenn man die ohnehin an IC-Eingängen vorhandenen Dioden als Klemmdioden 
nutzen will, hat man meist das Problem, dass deren Fähigkeiten nicht 
spezifiziert sind. Man kann also nur probieren, ob sie es aushalten, und 
falls dann doch mal nicht, kann man kein Mitleid vom Hersteller 
erwarten.