Hallo zusammen, ich möchte mit einem Teensy 3.5 oder 4.1 Spannungen an 0-5V Kfz Sensoren messen und das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. Zusätzlich sollen die Eingänge gegen Überspannung und ESD geschützt werden. Die Teensy Eingänge vertragen nur 3.3V (+/-0.3V GND / VSS). Beim Teensy 3.5 liegt die Quellimpedanz laut Datenblatt für AnalogIn max bei 5K (2-5K). Beim Teensy 4.1 ist die Quellimpedanz wähbar-,der wäre auch die bessere Wahl (k.A wie die Impedanz da eingestellt werden kann)...: 5-7k 12.5 - 15k 25k - 30k Zu den DigitalPins konnte ich bei beiden Teensys keine getrennten Infos finden - möglicherweise sind die Werte dieselben... Würde die angehängte Schaltung funktionieren ? Wie legt man den Spannungsteiler richtig aus ? zB R1 = 1k, R2 = 1.78k, =>VR2= 3.20 V / 1,8mA oder R1 = 2.82k, R2 = 5k, =>VR2= 3.20 V / 0.639mA Oder noch viel hochohmiger ? Welche Werte sollten R1 und R4 haben?
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Ralf F. schrieb: > das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. So viel Geld hast du nicht. Schau ins Datenblatt des Sensors, dort steht was möglich und sinnvoll ist.
H. H. schrieb: > Ralf F. schrieb: >> das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. > > So viel Geld hast du nicht. > > Schau ins Datenblatt des Sensors, dort steht was möglich und sinnvoll > ist. na das hilft doch ungemein... vielen Dank
Hallo zusammen, Nochmal nachgefragt: Würde die ganz oben angehängte Schaltung funktionieren- oder hättet Ihr bessere Ideen zur Absicherung ? Wie legt man den Spannungsteiler richtig aus ? zB R1 = 1k, R2 = 1.78k, =>VR2= 3.20 V / 1,8mA oder R1 = 2.82k, R2 = 5k, =>VR2= 3.20 V / 0.639mA Oder noch viel hochohmiger ? Welche Werte sollten R1 und R4 haben?
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Ralf F. schrieb: > und das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. Sieht aber nicht so aus.
Ralf F. schrieb: > ich möchte mit einem Teensy 3.5 oder 4.1 Spannungen an 0-5V Kfz Sensoren > messen Warum planst du dann eine TVS mit 33V? > ... das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten 1.1 kOhm ist von "so wenig wie möglich" weit entfernt. Was genau meinst du damit und bis zu welchen Frequenzen reichen deine Sensorsignale?
Ralf F. schrieb: > H. H. schrieb: >> Ralf F. schrieb: >>> das Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. >> >> So viel Geld hast du nicht. >> >> Schau ins Datenblatt des Sensors, dort steht was möglich und sinnvoll >> ist. > > na das hilft doch ungemein... vielen Dank Tja men Jung, da NUR DU das Dabla kennst, is halt nich mehr drin... Du checkst?! PS: Ich hätt auch noch ne Zaunlatte, wenn gewünscht!
Um welche Signalfrequenz geht es? Bei wemiger als 100 Hz reicht sicher ein simples R/C Glied als umfassender Schutz. Den Rest erledigen die ESD Dioden im Mikrocontroller.
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Ralf F. schrieb: > Zusätzlich sollen die Eingänge gegen Überspannung und ESD > geschützt werden. Es ist ein Unterschied, ob es sich dabei um die Überspannungen auf den Sensorleitungen, Überspannungen des Bordnetzes handelt oder Blitzeinschlägen.
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Ralf F. schrieb Ralf F. schrieb: > Beim Teensy 3.5 liegt die Quellimpedanz laut Datenblatt für AnalogIn max > bei 5K (2-5K). Der statische Eingangswiderstand (wg. Leckströmen usw) ist bei deutlich über 10M. Der niedrige Wert für die Quellimpedanz kommt also nicht von diesem Eingangswiderstand. Die Forderung nsch der niedrigen Quellimpedanz kommt vom Aufbau des ADC als Ladungsteiler: zu Beginn der Wandlung wird aus der Quelle für kurze Zeit ein Samplekondensator geladen, und diese Ladung wird dann weiterverarbeitet. Der Samplekondensator muss also aus der Quelle in kurzer Zeit weit genug aufgeladen oder entladen werden und zwar auf den Bruchteil eines LSB an die Quellspannung. Und wenn z.B. die Sampledauer 1us ist und der Sample-C 20pF hat und eine Ladezeit von 7tau für die erlaubte Abweichung nötig ist, dann darf der Quellwiderstand höchstens 1us = 7tau = 7 R 20pF R = 1us / 140pF = 7,1kOhm Also muss die Eingangsbeschaltung wegen dieser Abtastung irgendwie unnötig niederohmig sein angesichts des Eingangswiderstands mit einigen MOhm. Wenn man jetzt aber mitgemdacht hat, dann kommt einem evtl. die Sache mit der Ladungsverteilung bei der Parallelschaltung von Kondensatoren in den Sinn. Fazit: wenn der Sample-C 10pF und 0V hat, dann reicht reicht es bei einem 12-Bit Wandler (4096 Incremente) eine Abweichung von kleiner 1/2 LSB aus, wenn dem Sample-C ein externer Kondensator mit 10000x höherem Wert parallel geschaltet wird. Also reicht hierfür 1 genaue Messing ein auf die Messspannung geladener externer 100nF Kondensator aus. Es ist aber völlig unnötig, den Spannungsteiler niederohmig zu machen **und** einen externen Kondensator anzubringen. Ralf F. schrieb: > Sensorsignal dabei sowenig wie möglich belasten. > R1 = 1k, R2 = 1.78k oder R1 = 2.82k, R2 = 5k Kommt auf die Messhäufigkeit an. Aber wenn du weniger als 1000x pro Sekunde misst, dann reichen 100k und 178k und der 100n Kondensator. Ralf F. schrieb: > (k.A wie die Impedanz da eingestellt werden kann)... Man ändert einfach die Sampledauer, bis der Eingangs-C des ADC auf 1/2 LSB geladen ist. Und weil dann bei tau=R*C mit konstantem C sich R in Abhängigkeit von tau ändert, gibt es diese unterschiedlichen Werte. Allerdings ist eine von...bis Bereichsangabe für einen Maximalwert irgendwie Blödsinn. Dort im Beitrag "Attiny85 ADC Eingangswiderstand - wie hoch" haben wir das mal in allen Varianten durchgekaspert. Das, was dort steht, gilt grundlegend für alle uC. Wenn du das verstanden hast, kannst du die passenden Werte im Datenblatt suchen und die Sache selber berechnen und musst nicht irgendwelchen windigen Angaben glauben.
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Eine andere Variante wäre ein hochohmiger Spannungsteiler (also mit Werten von z.B. 100k bis 1M) um das Sensorsignal wenig zu beeinflussen und dann ein Opamp als Puffer dahinter. Dann vom Opamp-Ausgang in den ADC. Vorteil ist dass Du keinen Kondensator hinterm Spannungsteiler brauchst. Der ergibt mit dem Spannungsteiler zusammen nämlich einen kräftigen Tiefpassfilter. Viele (aber nicht alle!) Opamps sind bis 10 mA Eingangsstrom spezifiziert. Wenn Du so einen nimmst reicht also in den allermeisten Fällen schon der Spannungsteiler als Schutz aus. Ob das sich lohnt oder nicht hängt davon ab wie schnell Du Änderungen des Sensorsignals erfassen können willst (Bandbreite).
Gerd E. schrieb: > Eine andere Variante wäre ein hochohmiger Spannungsteiler (also mit > Werten von z.B. 100k bis 1M) um das Sensorsignal wenig zu beeinflussen > und dann ein Opamp als Puffer dahinter. Genau! Und warum nur "bis 1M"? Mit einem geeigneten OPV kann man da sicher Faktor 1000 höher gehen. Also 1G und 1.78G. Und weil es die nicht bei Conrad gibt, läßt man sie fertigen, z.B. bei Vishay. Der OPV kostet natürlich auch den einen oder anderen EYPO und auch der Aufbau will durchdacht sein. Vielleicht eine PCB mit Teflonsubstrat, oder Glas? Natürlich gründlichst geputzt und gegen Umwelteinflüsse geschützt. Und da sind wir dann bei Hinz: H. H. schrieb: > So viel Geld hast du nicht. Wobei ich das eher formulieren würde als "soviel Geld willst du nicht ausgeben". Man sollte sich also von Formulierungen wie "sowenig wie möglich" verabschieden und vielleicht wirklich mal ins Datenblatt des Sensors schauen, welche Belastung denn zulässig ist.
Entkoppel den Sensor mit einem OPV, den du als Spannungsfolger schaltest.
Aber man könnte bei Auto auch überlegen, ob man die Werte, von welchem Sensor auch immer, nicht über die OBD-Schnittstelle bekommt.
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Hallo zusammen, erstmal vielen Dank für die zahlreichen Inputs ! Gut das ich hier nochmal nachgefragt habe - die Schaltung im Anhang stammte aus einer anderen Quelle... Ich habe den langen Thread zum Attiny 85 ADC Eingangswiderstand gerade gelesen - das erklärt vieles ! 1)@Frank O: kein CAN, Fahrzeug ist über 40 Jahre alt. OBD I (Protkoll KW1281)ist zwar vorhanden, gibt aber nur wenig Daten her - und ist meist recht langsam und wie man liest nicht unbedingt geeignet Daten permanent auszulesen... Sensoren Daten / Kennlinien sind daher genausso schwierig oder gar nicht zu finden... An OPV als Spannungsfolger hatte ich schon gedacht - denkbar wäre auch ein Optokoppler als Levelshifter (für die Digital Inputs) um 12-14.4V oder 5V auf 3.3V zu bringen. 2)@Lothar M / Nemopuk /: Für die Messhäufigkeit wäre 10Hz für die allermeisten Signale (Temperatur / Druck, auslesen diverer Schalter etc) schon weit mehr als nur schnell genug. Ausnahmen: Geschwindigkeitssignal (4 Impulse pro Meter) zB bei rein theoretischen 250Km/H = ~277Hz Drehzahlsignal (bei 880/7500Umin 14,6 bis ~125 Hz) 100k und 178k + 100n Kondensator sind schonmal ein guter Ansatz. Die von Dir erwähnten rund 7k sind bei der angehängten Schaltung vor dem Hintergrund der max 5K die der Teensy 3.5 haben möchte, scheinbar auch so angesetzt worden. Also offenbar falscher Ansatz... 3)@Rainer W: TVS mit 33V - da hab ich offenbar die falsche erwischt. 4)@Dieter D: Es geht um den Schutz der Sensorleitungen am Teensy Input, also Überspannungen des Bordnetzes und ESD Schutz - nicht um Blitzeinschläge...
Ralf F. schrieb: > Fahrzeug ist über 40 Jahre alt. > > Sensoren Daten / Kennlinien sind daher genausso schwierig oder gar nicht > zu finden... Da täusch dich mal nicht, gerade über die alten Sensoren ist mehr bekannt als über aktuelle. Erzähl doch mal um was für ein Auto es geht, also Schlüsselnummer zu 2 und 3 aus den Papieren.
Ralf F. schrieb: > An OPV als Spannungsfolger hatte ich schon gedacht - denkbar wäre auch > ein Optokoppler als Levelshifter (für die Digital Inputs) um 12-14.4V > oder 5V auf 3.3V zu bringen. Vor allem hast du keinerlei zusätzliche Last auf deiner Sensorleistung. Optokoppler geht eher nicht, wenn du da Analoge Werte auslesen und auf den ADC geben willst.
Frank O. schrieb: > geht eher nicht, wenn du da Analoge Werte auslesen und auf > den ADC geben willst. Das war mir schon klar. Optokoppler bezog sich auch eher auf die Digitalen Signale wie Geschwindigkeit Drehzahl und auf Ein Aus Signale aus der Beleuchtung / Kontroll Leuchten etc. für die Analogen Signale von verschiedenen Temperatur und Druckgebern (meist 0-5V) dann OPV mit nachgeschaltetem Spannungsteiler.
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Ralf F. schrieb: > Ausnahmen: > Geschwindigkeitssignal (4 Impulse pro Meter) zB bei rein theoretischen > 250Km/H = ~277Hz > Drehzahlsignal (bei 880/7500Umin 14,6 bis ~125 Hz) Die entsprechenden Impulse pro Zeiteinheit sollte man gleich mit der passenden Bibliothek erfassen: https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqCount.html https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqMeasure.html https://github.com/PaulStoffregen/FreqMeasureMulti
Für die ADC-Wandler musst Du den Teiler so auslegen, dass für die maximale Analogausgangsspannung des Sensors 2,048V nicht überschritten wird. Für die Digitaleingänge sind es dann die 3,3V. Es ist nicht bekannt, welches Teensy Modell das im Detail ist, aber deren Eingangsschutzbeschaltung hält nicht viel aus. Daher werden oft Schottky-Dioden empfohlen auf Vss und Masse zu schalten und noch einen kleinen (Vor-)Widerstand zum µC-IO-Pin. Die Schaltung mit dem µC muss aber diese Leistung auch verbrauchen können. Wenn nicht, dann steigt die Versorgungsspannung und es muss diese mit einer ZD begrenzt werden.
Nemopuk schrieb: > Bei wemiger als 100 Hz reicht sicher blabla mal wieder, Tips vom Elektroniklegastheniker sollten verboten werden. Wenn du mit "sicher" verstärken willst zeigst du nur deine Unsicherheit, also glaubst du nicht mal selbst daran.
Ralf F. schrieb: > für die Analogen Signale von verschiedenen Temperatur und Druckgebern > (meist 0-5V) War damals wenig üblich. Aber wenn du keine Infos haben willst...
> Erzähl doch mal um was für ein Auto es geht Fahrzeug: Audi CoupeQuattro Typ85 Motor: Audi S2, MKB ABY > Da täusch dich mal nicht, gerade über die alten Sensoren ist mehr > bekannt als über aktuelle. In den alten Audi Stromlaufplänen sind leider auch häufiger Fehler drin... -die wurden nicht besonders gut gepflegt... Gemessene Spannungs- oder Widerstandswerte einzelner Bauteile oder gar Kennlinien sind auch in einschlägigen Foren leider nur noch sehr selten zu finden. ..oder ich suche mit den falschen Suchbegriffen... LINK: https://www.motor-talk.de/forum/aktion/Attachment.html?attachmentId=688094 Interessant wären die Spannungen an: 1)PIN 50 (Input, Geschwindigkeit Rechtecksignal, ließe sich zB nur beim fahren messen) => vorliegemnde Infos berichten von ~9.5V 2)PIN 40 (Output, Drehzahl Rechtecksignal). Hier reichen die Infos von 5 - 12V... 3)PIN 46 (Analog Signal Wassertemp), angeblich 9.8 - 10.4V... Die Frequenzen für PIN50 und 40 wären soweit bekannt -aber bei den Spannungen gehen die wenigen Infos weit auseinander. Für 1 und 2 könnte ich mir deshalb gut nen Optokoppler, zB PC 817, vorstellen. Für 3 einen OPV Spannungsfolger mit nachgeschaltetem Spannungsteiler auf 3.3V.
Dieter D. schrieb: >Für die ADC-Wandler musst Du den Teiler so auslegen, dass für die >maximale Analogausgangsspannung des Sensors 2,048V nicht überschritten >wird. Kannst Du mir näher erklären wie Du auf die 2.048V kommst ? > Es ist nicht bekannt, welches Teensy Modell das im Detail ist... Doch ist bekannt: Teensy 3.5 oder 4.1, steht im ersten Thread.
Ralf F. schrieb: > Fahrzeug: > Audi CoupeQuattro Typ85 > Motor: > Audi S2, MKB ABY Die Papiere hast du nicht?
Ralf F. schrieb: > Dieter D. schrieb: > >>Für die ADC-Wandler musst Du den Teiler so auslegen, dass für die >>maximale Analogausgangsspannung des Sensors 2,048V nicht überschritten >>wird. > > Kannst Du mir näher erklären wie Du auf die 2.048V kommst ? Er phantasiert, wie üblich.
Ralf F. schrieb: > Kannst Du mir näher erklären wie Du auf die 2.048V kommst ? Dabei dachte ich an eine externe Referenzspannung. Bei 3,3V sind 4.096 schwer möglich. Wobei es ausreichen kann die Versorgungsspannung als Referenz zu verwenden und sofern vorhanden, ist die interne 2,5V Referenz nicht besonders stabil. Also die alten Versionen: https://www.pjrc.com/teensy/adc.html > Teensy 3.5 oder 4.1, steht im ersten Sorry, das hatte ich überlesen und vor dem Posten nicht nachgesehen. Analog Range: "The analog input range is fixed at 0 to 3.3V. On Teensy 4.1, the analogReference() function has no effect. The analog pins are not 5V tolerant. Do not drive any analog pin higher than 3.3 volts."
H. H. schrieb: > Ralf F. schrieb: >> Fahrzeug: >> Audi CoupeQuattro Typ85 >> Motor: >> Audi S2, MKB ABY > > Die Papiere hast du nicht? Selbstverständlich hab ich die Papiere. Die hättest Du wohl gerne im Orginal - oder wie soll ich das verstehen?... Netter Versuch... Die stell ich hier aber ganz sicher nicht ein... Welche Daten hättest Du denn noch gerne ? Google einfach mal nach Audi CoupeQuattro Typ85, das wäre dann die Karosserie.... Googgle nach Audi S2 230PS, dann hättest Du den Motor (MKB ABY) der im obigen Typ85 verbaut ist... Dann weißt Du um was es geht.
Ralf F. schrieb: > Gemessene Spannungs- oder Widerstandswerte einzelner Bauteile oder gar > Kennlinien sind auch in einschlägigen Foren leider nur noch sehr selten > zu finden. Dann ermittele die Werte selbst. Solange Du diese nicht kennst, kannst Du sie nicht auswerten. H. H. schrieb: >> Kannst Du mir näher erklären wie Du auf die 2.048V kommst ? > Er phantasiert, wie üblich. Kann es sein, dass er von einem µC mit 2048mV Refernzspannung ausgeht? Ralf F. schrieb: > Selbstverständlich hab ich die Papiere. > Die hättest Du wohl gerne im Orginal - oder wie soll ich das > verstehen?... > Netter Versuch... Was soll denn diese saublöde Anmache? Kannst Du das verstehen: H. H. schrieb: > Erzähl doch mal um was für ein Auto es geht, also Schlüsselnummer zu 2 > und 3 aus den Papieren. Die werden 0588 für Audi und ??? für Deine Baureihe lauten und haben keinen Bezug zu Deinen persönlichen Daten.
> Die werden 0588 für Audi und ??? für Deine Baureihe lauten
HSN/TSN wäre:
0588 / 317
Angehängte Dateien:
Anbei ein Beispiel eines Schutzes. Die LED kann bis zu 5mA Strom versenken. Diese wird bei einer Eingangsspannung von 500V am Eingang erreicht. An der LED fallen bei 5mA 2,5V ab und an der oberen Ableitdiode 0,7V. Die Eingangsspannung am µC liegt in dem Falle bei 3,2V. Ohne diesen Strom sorgt der 10k Widerstand dafür, dass 2,2V an der LED abfallen. Daher wird die Messung bei Eingangsspannungen bis 2,1V nicht durch die Ableitdiode verfälscht.
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