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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schutzschaltung


Autor: Schnofe (Gast)
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Hey ihr,

bitte helft mir mal. Und zwar sollte ich die PINs des PICs als Ein und 
Ausgänge verwenden können. Damit aber durch eine falsche Spannung nicht 
gleich der PIC ausgetauscht werden muss, soll ich eine Schutzschaltung 
davor bauen. Daher habe ich mir gedacht, das die angehängte Schaltung, 
das doch machen sollte.

PIN als Eingang: Ich verwende den OPV als Impedanzwandler, damit nur 
eine Spannung von 5V durchgeht.
PIN als Ausgang: Die beiden Dioden stellen den Weg nach außen her.

Was aber, wenn der PIN als Ausgang deklariert ist, und trotzdem jemand 
Spannung am OPV anlegt, dann habe ich ja einen Kurzschluss (wenn der 
Ausgang auf LOW liegt).
Es würde glaube ich doch auch durch einen Optokoppler funktionieren,d er 
Antiparallel geschaltet ist, damit er in beide Richtungen 
durchlässt...aber wenn es durch meine Schaltung auch geht, dann wäre es 
super.

Bitte hilft mir, ob das so einen Sinn macht.
Danke. Schnofe

Schaltung auch auf:
http://bildupload.sro.at/images/schutzschaltung.JPG

Autor: Jörg B. (manos)
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Interessant wäre zu wissen was eine "falsche Spannung" ist (<0V, >5V 
oder einfach nur Ausgang gegen Ausgang) und was mit dem Ausgang 
angesteuert werden soll. U.U. reicht schon ein Reihenwiderstand als 
Schutzschaltung aus.

Für einem Schutz Ausgang gegen Ausgang reicht ein Widerstand der so groß 
ist, dass der Maximalstrom für den Pin nicht überschritten wird (z.B. 5V 
/ 20mA = 250 Ohm).

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Was für Über- bzw. Unterspannungen willst du den PIC denn schützen? 
Normal vom Pin eine Diode nach Vcc und eine Diode nach Gnd. Dazu einen 
Reihenwiderstand zur Last bzw. zum Ausgang. Gegen HF würde ein kleines C 
helfen, gegen hochfrequente Spikes ein VDR.

MW

Autor: Schnofe (Gast)
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Hey ihr,

also folgendes:
PIN als Eingang definiert: angelegte Spannung >5V und <0V
Pin als Ausgang definiert: Spannung angelegt

Das soll der PIC ohne Zerstörung aushalten.
Daher will ich eine Schaltung, die das eben leistet. Macht das meine?

Autor: johnny.m (Gast)
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> >5V und <0V
Das macht sie sicher nicht (s. Datenblatt, "absolute maximum ratings"). 
Ich denke mal, Du meinst "> 0V und < 5V".

Aber auch damit gehts nicht. Überleg mal, was passiert, wenn der OP 
niederohmig auf den Portpin arbeitet mit einer Spannung, die größer ist 
als die Flussspannung der vorgeschalteten Diode und der Pin als Ausgang 
mit Low-Pegel definiert ist. Dann qualmts.

Da aber ein als Eingang konfigurierter Pin sowieso hochohmig ist, ist 
die einfachste Methode, einfach D4 durch einen Widerstand zu ersetzen 
(ein paar hundert Ohm). Dann passiert nix mehr (zumindest nix, was den 
PIC himmeln kann).

Autor: Drei Newton (3_newton)
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Schützt den MC und zerkloppt den OPamp. Sehr gute Lösung.
3N

Autor: Schnofe (Gast)
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Ich will ja nur, dass jemand, der meine Schaltung verwendet, alles 
mögliche einstellen kann (Ein oder Ausgang) und dann alles möglich 
drauflegen kann (zwischen +/- 20V) und der PIC nix davon abbekommt. Wenn 
ein OPV IC kaputt wird, kann der einfach ausgewechselt werden.

Und warum sollte ich den PIC vor Spannungen zwischen 0 und 5V schützen? 
Also ich meine schon Spannungen >5V und kleiner 0V.

Aber ob das diese schaltung, laut johnny jetzt macht...
bitte hilfe!

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Schnofe,
geh doch mal auf unsere Fragen ein. Was für Spannungen erwartest du? Und 
in welchem Frequenzbereich?

MW

Autor: Drei Newton (3_newton)
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Bzw. schützt ihn nicht...

Autor: Schnofe (Gast)
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@ Michael:
Gleichspannungen +/-20V
PIC soll als Ein und Ausgang geschaltet werden können.
Fehlerfälle:
PIC Eingang: Spannungen zwischen -20V und 0V; Spannungen zwischen +5V 
und +20V.
PIC Ausgang: Spannungen zwischen -20V und +20V angelegt.
Normalfall: PIC soll Daten ausgeben und einlesen zwischen 0 und 5V.

@3N:
Wie bitte?

DANKE an alle.



Autor: TravelRec. (Gast)
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Nimm genügend hohe Serienwiderstände in die Leitungen zum Controller, 
also zwischen 2k und 10k in jede Leitung, je nach Steilheitsanforderung 
an die zu schaltenden Signalflanken. Die controllerinternen Schutzdioden 
machen den Rest. Vorsicht ist geboten, wenn recht viele Eingänge über 
die Widerstände an hohe Spannungen gelegt werden, weil dann über die 
internen Schutzdioden die Betriebsspannung des Controllers unzulässig 
angehoben werden kann.

Autor: Jörg B. (manos)
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Schnofe wrote:

> PIC Ausgang: Spannungen zwischen -20V und +20V angelegt.
> Normalfall: PIC soll Daten ausgeben und einlesen zwischen 0 und 5V.
Soll der PIC mit dem Ausgang was treiben können oder reicht da ein 
Relais?

Darfst Du die Aufgabenstellung nicht auf getrennte Ein- und Ausgänge 
umstellen?

Als Eingangsschutz für Spannungen außerhalb von 0-5V klingt Beitrag 3 
nicht schlacht.

Autor: Schnofe (Gast)
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Nein, nur Logikschaltungen. Also nix treiben. Und leider muss das so 
bleiben, also ein PIN muss Ein und Ausgang sein können.

Aber diese Schaltung gefällt mir eigentlich schon recht gut...der OPV 
wird zerstört, wenn jemand was falsches macht und auch im Normalfall 
müsste die ihre Arbeit brav machen. Oder sollt ich da noch eine Diode 
vor den OPV schalten, damit, wenn der PIC als Ausgang deklariert wird, 
nicht irgendwas in den Ausgang vom OPV fließt?

OJEEEEE!

Autor: TravelRec. (Gast)
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Dann laß doch den OPV einfach weg und nimm ´nen Widerstand. Als Eingang 
beschaltet, sieht der Controller durch seine hochohmigen CMOS-Pins alles 
über 2V als High, alles darunter und negativ als Low. Als Ausgang 
deklariert muß die Außenbeschaltung hochohmig gegenüber dem 
Serienwiderstand sein, Faktor 10. Damit hast Du alles, was Du brauchst. 
Das Zauberwort heißt: Widerstand!

Autor: Schnofe (Gast)
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Und wenn jemand zuviel Spannung drauflegt ist der PIC vielleicht kaputt!

Das gefällt mir noch nicht so ganz!
Aber die Schaltung von mir müsste doch passen oder?

Autor: Schnofe (Gast)
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Bitte schaut euch das mal an, und erklärt mir, warum 1,8V herauskommen, 
wenn ich 0V anlege!

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Der LM324 ist wahrlich kein optimaler OpAmp für Deine Anforderungen !
Du solltest mal bei den Rail-to-Rail-Typen TS91x oder LT149x nachsehen, 
die kommen fast an 0V und 5V ran.

Die kosten übrigens fast soviel wie der PIC !

Ein 10K-Widerstand in Reihe wäre allerdings günstiger als ein PIC.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Was spricht gegen eine einfache Schutzschaltung mit zwei (Z-)Dioden und 
nem Widerstand pro Port?

Kostet max 20cent pro Port, besser als da eine Schutzbeschaltung 
einzubauen die zehnmal soviel kostet wie der PIC selbst...

Geht sowohl wenn Port Eingang oder Ausgang ist, und der PIC ist so gut 
wie unkaputtbar. (Überlastung bei alle Ports Ausgang+HIGH, und alle 
externen Anschlüsse auf -20V wär noch denkbar.)

Wenn das auch noch sicher sein soll, einfach den Widerstand vor die zwei 
Dioden packen, dann geht aber die externe Beschaltung kaputt...


/Ernst

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