Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP32 Eingang 12V-24V


von Peter N. (panagel1982)


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Hallo zusammen…

Was ist eurer Meinung nach die beste Variante 12V bis 24 V auf den 3,3 V 
Eingang eines ESP32 zu bekommen?

Soll hinterher eine Universalsteuerung werden, nichts Zeitkritisches.

Spannungsteiler mit Z Diode, Optokoppler, oder…

Peter

von Dietrich L. (dietrichl)


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Peter N. schrieb:
> Spannungsteiler mit Z Diode, Optokoppler, oder…

Wenn Potenzialtrennung nicht nötig ist: Spannungsteiler + Transistor.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Geht es um ein Signal oder um due Stromversorgung des ESP?

von H. H. (hhinz)


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Peter N. schrieb:
> die beste Variante

Die willst du nicht bezahlen...

Schon ein einfacher Vorwiderstand kann völlig reichen.




Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Geht es um ein Signal oder um due Stromversorgung des ESP?

Da er einen Optokoppler erwähnt...

von Dieter S. (hotsystems)


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Peter N. schrieb:
> auf den 3,3 V Eingang eines ESP32 zu bekommen?

Das liest sich eher wie ein Spannungseingang.
Dann eher einen Stepdown-Regler.

Aber.... evtl. kommt ja nochmal eine richtige Aussage.

von Philipp K. (philipp_k59)


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Einen echten Weitbereichseingang, Timing in Millisekunden könnte ein 
lm334 (einstellbare Stromquelle, 2-40V) im To-92 Gehäuse mit 
nachgeschaltetem Optokoppler bringen.

Der LM334 gibt dann von 1 bis 40V immer den gleichen Strom an den 
Optokoppler. z.B. 10ma.

Womöglich reicht auch ein einfach berechneter Spannungsteiler.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Jedenfalls gibts keinen Theriak.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Dietrich L. schrieb:
> Wenn Potenzialtrennung nicht nötig ist: Spannungsteiler + Transistor.

Das ist die einfachste Idee, BC_irgendwas mit 10k an der Basis. Dem ist 
es egal, ob er nun 1 oder 3 mA Basisstrom bekommt. Vielleicht noch eine 
Z-Diode davor, damit er nicht schon bei 1 Volt schaltet.

Philipp K. schrieb:
> Einen echten Weitbereichseingang, Timing in Millisekunden könnte ein
> lm334 (einstellbare Stromquelle, 2-40V) im To-92 Gehäuse mit
> nachgeschaltetem Optokoppler bringen.

Aufwandsmaximierung. Wenn Trennung gefordert ist, reicht ein 
Vorwiderstand am Optokoppler, gerne noch eine blaue LED in Reihe. Auch 
da bleibt man bei beiden Spannungen im sicheren Arbeitsbereich, auch 
wenn der Strom sich ändert.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter N. schrieb:
> Was ist eurer Meinung nach die beste Variante 12V bis 24 V auf den 3,3 V
> Eingang eines ESP32 zu bekommen?
Was soll denn aus den 12V oder den 24V am Pin dann werden? Schwankt 
deine Eingangsspannung zwischen 12V und 24V und das soll dann ein 
AD-Wandler irgendwie in einen Wert zwischen 0...4095 wandeln? Oder hast 
du ein Signal mit 0V/12V oder 0V/24V, das in 0/1 umgewandelt werden 
soll? Oder hast du einen Schalter, der nach 12V geht und einen anderen 
Schalter, der nach 24V geht?

> Was ist eurer Meinung nach die beste Variante
Man sollte die zugrundeliegende Aufgabe beschreiben, nicht aber, wie man 
selber meint, das Problem lösen zu wollen.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Offenbar verwechselt der Peter das Diskussionsforum mit eine 
Frage-Antwort Plattform, weil er nicht mit diskutiert.

von Otto K. (opto_pussy)


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Peter N. schrieb:
> mit Z Diode

Peter hat die Z-Diode von sich aus in den Mund genommen, also gehe ich 
schwer davon aus, dass er nur die Anwesenheit der Spannung von 12 bis 
24V detektieren möchte.

Dafür ist der Optokoppler mehr als gut genug. Es genügt ein 
Vorwiderstand für die LED und am Ausgang ein Pulldown Widerstand.

Der Vorteil ist der universelle Einsatz, weil durch den Optokoppler 
keine Masseschleifen mehr entstehen können.

Ich liebe Optokoppler!

von Rainer W. (rawi)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Offenbar verwechselt der Peter das Diskussionsforum mit eine
> Frage-Antwort Plattform, weil er nicht mit diskutiert.

Es würde schon helfen, wenn er sein Problem klar beschreiben würde - 
wenigstens auf Nachfrage.

von Helmut -. (dc3yc)


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Otto K. schrieb:
> Ich liebe Optokoppler!

Solltest du dann nicht deinen Namen in "Opto K. (opto_pussy)" ändern?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Otto K. schrieb:
> Ich liebe Optokoppler!
Ich vermeide Optokoppler aus mehreren Gründen. Die meisten davon haben 
mit Exemplarstreuungen und Alterung zu tun.

Dort ist ein solcher unnötig überraschender Fall dokumentiert:
- 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/101-Perconta-HU-6-meldet-Nebenuhren-stromlos.html

> Peter hat die Z-Diode von sich aus in den Mund genommen
Er stochert da mit allgemein geläufigen Begriffen im der trüben Suppe 
und hofft, ein Stück Fleich zu ergattern.

> also gehe ich schwer davon aus, dass er nur die Anwesenheit der Spannung
> von 12 bis 24V detektieren möchte.
Bist du auch sonst gut im Raten?
Ich kann mir einige Eingangsbeschaltungen vorstellen, wo eine Z-Diode 
verbaut sein könnte, die irgendwas aus den 12V..24V macht, womit man 
wieder was anderes anfangen könnte.

Peter N. schrieb:
> Was ist eurer Meinung nach die beste Variante 12V bis 24 V auf den 3,3 V
> Eingang eines ESP32 zu bekommen?
Kommt sehr darauf an, ob du da unbedingt eine Potentialtrennung braucht 
oder eben nicht. Ich versuche in meinen Schaltungen, auf eine 
Potentialtrennung zu verzichten. Das macht die Schaltungen einfacher.

: Bearbeitet durch Moderator
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Peter N. schrieb:
> auf den 3,3 V Eingang eines ESP32 zu bekommen

Kann man auch so verstehen: ESP Module haben nur einen Anschluss, der 
mit 3,3 V beschriftet ist. Und der dient zur Stromversorgung.

von Joachim B. (jar)


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H. H. schrieb:
> Da er einen Optokoppler erwähnt...

denke ich deine Glaskugel hat Recht, es geht eher im I/O statt um Power

von Peter N. (panagel1982)


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Sorry für meine späte Antwort…

Mein plan war ein Optokoppler mit ca. 5mA bei 12V also 10 mA bei 24V…

Trotzdem danke für die Anregungen…

Peter

von H. H. (hhinz)


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Peter N. schrieb:
> Mein plan war ein Optokoppler mit ca. 5mA bei 12V also 10 mA bei 24V…

Dann mach das halt so.

von Otto K. (opto_pussy)


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Peter N. schrieb:
> 5mA bei 12V also 10 mA bei 24V…

Nimm einen Optokoppler mit einem hohen CTR-Wert. Dann genügen auch 2mA 
bei 12V und 4mA bei 24V, dadurch hält der Optokoppler länger und wird 
nicht so schnell stumpf.

Zusätzlich kann der Pulldown Widerstand am Ausgang auch noch hochohmiger 
gemacht werden (10k statt 1k), das bringt nochmal einen kleinen 
Schwupps!

von H. H. (hhinz)


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Otto K. schrieb:
> Pulldown Widerstand

Man nutzt da eher die im ESP eingebauten Pullups.

von Otto K. (opto_pussy)


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H. H. schrieb:
> Man nutzt da eher die im ESP eingebauten Pullups.

Kurze Frage, wie groß ist denn so ein Pullup im ESP?

Edit: Also jetzt nicht von der Baugröße her, sondern vom Ohm-Wert her?

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Otto K. schrieb:
> Kurze Frage, wie groß ist denn so ein Pullup im ESP?

kann man ja messen, typisch sind CMOS Eingänge um 100k-1M, für sicheren 
Betrieb rechnet man mit 10k.

Otto K. schrieb:
> Nimm einen Optokoppler mit einem hohen CTR-Wert. Dann genügen auch 2mA
> bei 12V und 4mA bei 24V, dadurch hält der Optokoppler länger und wird
> nicht so schnell stumpf.

ich würde ja eher einen langsames Photomos Relais nehmen, die 
üblicherweise bis 10-50 mA vertragen und sicher ab 3mA schalten. Weil 
aber die LEDs in der Leuchtdichte nachlassen, würde ich mit 10mA-20mA 
starten das sollte eine Weile reichen bis die IR Led nachläßt.

von Rainer W. (rawi)


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Joachim B. schrieb:
> Weil aber die LEDs in der Leuchtdichte nachlassen, würde ich mit 10mA-20mA
> starten das sollte eine Weile reichen bis die IR Led nachläßt.

Mit so einer Maßnahme erreichst du nur, dass die Leuchtdichte noch 
schneller nachlässt. Viel effektiver ist, die LEDs so anzusteuern, dass 
sie normalerweise aus sind. Das geht allerdings nicht für 
sicherheitskritische Anwendungen.
Eine vernünftige Stromquellenschaltung würde dafür sorgen, dass bei 24V 
der Strom nicht so hoch geht.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Rainer W. schrieb:
> Eine vernünftige Stromquellenschaltung würde dafür sorgen, dass bei 24V
> der Strom nicht so hoch geht.
Es gibt dafür extra Stromregeldioden wie z.B. die CL05M6F o.ä.

: Bearbeitet durch Moderator
von H. H. (hhinz)


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Otto K. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Man nutzt da eher die im ESP eingebauten Pullups.
>
> Kurze Frage, wie groß ist denn so ein Pullup im ESP?
>
> Edit: Also jetzt nicht von der Baugröße her, sondern vom Ohm-Wert her?

Musste ich auch erst im Datenblatt nachsehen: typisch 45kOhm.

Und zu meiner Überraschung kann man beim ESP32 sogar auswählen ob man 
Pullup oder Pulldown zuschalten möchte.

von Otto K. (opto_pussy)


Angehängte Dateien:

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H. H. schrieb:
> Musste ich auch erst im Datenblatt nachsehen: typisch 45kOhm.

Danke Hinz. Mit dieser Angabe kann man jetzt vernünftig weiterarbeiten.

Mit dieser Schaltung fließen immer konstant 2mA durch die 
Optokoppler-LED, egal ob 12V oder 24V am Eingang anliegen. Sogar 6V 
wären noch möglich.

Lothar M. schrieb:
> Ich versuche in meinen Schaltungen, auf eine Potentialtrennung zu
> verzichten. Das macht die Schaltungen einfacher.

Aber gerade wenn man nicht weiß wo die Schaltung eingesetzt wird, dann 
ist ein Optokoppler evtl. doch sinnvoll, sonst fängt man sich noch in 
der Produktionshalle lästige Störungen vom Maschinenpark ein, oder eine 
GND-Schleife.

von Joachim B. (jar)


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Otto K. schrieb:
> Mit dieser Schaltung fließen immer konstant 2mA durch die
> Optokoppler-LED

Toleranzen der Transistoren berücksichtigt?

Ich würde ja lieber zum LM317 als I-konst Quelle greifen.
https://elektro.turanis.de/html/prj153/index.html

mit maximal 70mW Verlustleistung (24V * 3mA worst case) sollte sogar 
einn LZ Typ im TO 92 Gehäuse reichen.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Joachim B. schrieb:
> Ich würde ja lieber zum LM317 als I-konst Quelle greifen.

Warum nicht

Lothar M. schrieb:
> Es gibt dafür extra Stromregeldioden wie z.B. die CL05M6F o.ä.

?

: Bearbeitet durch User
von Otto K. (opto_pussy)


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Joachim B. schrieb:
> Toleranzen der Transistoren berücksichtigt?

Nein, und Temperatur auch nicht. Ist aber hier auch nicht so wichtig. Es 
darf ruhig zwischen 2 und 3mA schwanken.

Joachim B. schrieb:
> Ich würde ja lieber zum LM317 als I-konst Quelle greifen.

Der Vorteil ist natürlich der konstante Strom, aber wenn man für R1 
einen 560 Ohm Widerstand einsetzen will, um auf 2mA zu kommen, dann kann 
es sein, dass der LM317 anfängt zu schwingen.

Nicht umsonst werden 240 Ohm empfohlen. Es sei denn man will tatsächlich 
verschwenderische 5mA haben, dann passt das natürlich wieder.

von H. H. (hhinz)


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Mit den 45kOhm ist der Optokoppler natürlich ziemlich lahm, einige 100Hz 
sind aber drin.

von Joachim B. (jar)


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Otto K. schrieb:
> Es sei denn man will tatsächlich
> verschwenderische 5mA haben, dann passt das natürlich wieder.

weniger Bauteile Temperatur kompensiert, hinreichend genau, es ist 
unwahrscheinlich daß der Aufwand 2-3mA zu sparen lohnt für die 
Lebensdauer der LED.

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