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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AD-Port vor Spannungsspitzen schützen


Autor: Robert Budde (Gast)
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Hallo AVR-Fans!
Schön so ein Forum gefunden zu haben.
Also ich will an den Analogport meines AVRs (Mega163 oder auch 4433) 
eine Spannung messen. Genaues genommen ist es die Bordspannung im Auto. 
Da diese jedoch teilweise große Spannungsspitzen mit sich bringt, will 
ich den AD-Wandler schützen. Habe es schon mit 5,1V-Zehnerdioden 
ausprobiert, jedoch lassen diese schon einen geringen Strom ab 4,3V 
durch, so dass die Spannung nie über diesen Wert steigt. Der 
Spannungsteiler besteht aus einem 22k und einem 10k (Messbereich dann 
bis max 16V). Wie schützt ihr eure AD-Eingänge vor Spannungsspitzen?

Vielen Dank
Robert

Autor: Holger (Gast)
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Zenderdiode ist gar nicht schlecht, aber ich würd' sie nicht direkt an 
den Prozessoreingang hängem, sondern vor den Spannungsteiler. Und dann 
auch keinen 5,1V-Typen, sondern eben 16V. Nimm' eine, die für sowas 
gedacht ist, ich empfehle Transil von ST. Die sind schön schnell und 
sehr steil, können außerdem auch satt Verlustleistung ab.

Autor: Robert Budde (Gast)
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Hallo Holger!
Vielen Dank für die Antwort!
Muss ich den Strom durch die Zenerdiode nicht begrenzen? Und woher 
bekomme ich den von Dir empfohlenen Typen?

Vielen Dank
Robert

Autor: Günter König (Gast)
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Hi Robert,
lass man die Spielchen mit den Z-Dioden, nimm lieber zwei schnelle 
Schottky-Dioden (BAT 85 o.ä.)und schalte sie folgendermassen:

Diode 1:
Kathode an VCC, Anode an Eingang ADC.

Diode 2:
Kathode an Eingang ADC, Anode an Masse.

Diese Art der Beschaltung bewirkt folgendes: liegt am Eingang ADC eine 
Spannung von <= VCC an, passiert nichts. Steigt die Spannung auf einen 
Wert VCC + 0.2V an, so wird die Diode 1 leitend da die Eingansspannung 
nun positiver als VCC ist.
Das Gleiche spielt sich ab wenn die Eingangsspannung negativer als das 
Massepotential wird, nur wird dann die Diode 2 leitend.
Durch die Dioden wird der Eingang wirksam vor Überspannungen geschützt. 
Zenerdioden sind hierfür nicht sonderlich gut geeignet.

Zusätzlich solltest du vor den Dioden noch einen Tiefpass (fg <= 10Hz) 
einsetzen und die Sache dürfte keinerlei Probleme mehr bereiten. Nimm 
einen Widerstand 1KOhm und einen Elko von 22µF. Dann liegst du bei ca. 
7Hz. Durch den Tiefpass wird allerdings deine Anzeige etwas träger. Ich 
denke aber mal, bei einer normalen Spannungsmessung ist das nicht weiter 
tragisch.


Gruß,
Günter

Autor: Holger (Gast)
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@Günter:
Im Prinzip 'ne gute Idee, aber zu gefährlich. Eine BAT 85 macht bei 0,2V 
noch lange nicht auf, frühestens bei 0,4. Und VCC+0,4V kann für den 
AD-Wandler-Eingang schon zuviel sein. Gleiches gilt für die negative 
Seite.
Transils sind keine ordinären Zenerdioden, sondern eigens für solche 
Anwendungen konzipierte Supressor-Dioden.

@Robert:
Den Strom brauchste nicht begrenzen. Das macht der 10K-Vorwiderstand.
Transils gibt's in allen Formen und Farben bei Bürklin 
(http://www.buerklin.com).
Bei http://eu.st.com gibt's Datenblätter.
Diese Konfiguration fährt übrigens einige hundert Male in LKWs auf 
Deutschlands Straßen herum und funktioniert perfekt.

Autor: yokoy (Gast)
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hi guenter,

wuerde das nicht bedeuten, dass vcc bei ueberspannung ansteigt und den 
ganzen prozessor gefaehrdet?

yokoy

Autor: Günter König (Gast)
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Hallo Holger, Hi Yokoy,

Diese Art der Beschaltung hat in solchen Anwendungen noch nie Probleme 
bereitet. Es ist uns bislang kein Prozessor gestorben und bis vor ca. 3 
Jahren wurden einfache 4148 genommen. Wir haben das alles mal ausgiebig 
getestet und solch eine beschriebene Anordnung mit einer kräftigen 
Rauschspannung betan. Von den Spitzen blieb am Ausgang der 
Begrenzerspannung nicht viel übrig. Mit den BAT 85 lagen am Ausgang ca. 
5,3Volt, mit den 4148 ca. 5,6Volt bis 5,7Volt an. Die verwendeten 
Prozessoren (80C552, 80C592) überstanden das klaglos.
Eine Auswirkung auf VCC war bei Spikes und Rauschen nicht festzustellen.

Im übrigen würde ich Supressor-Dioden nicht als ordinäre Zenerdioden 
bezeichnen. Ich meinte den Vorschlag mit "normalen" Zenerdioden.

Gruß,
Günter

Autor: peter (Gast)
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Welche Literatur könnt Ihr mir empfehlen für den MC 80c552 von 
philips.bin Anfänger

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