24V Schalter an 5V Mikrocontroller

[Heinz (Gast)]

Hallo,
Ich möchte mit einem normalen Mikrocontroller mit TTL Pegel einige 
Schalter (16 Stück) ansteuern die aber leider sehr weit entfernt sind. 
Der Mikrocontroller sollte einfach einen Tastendruck eines Schalters an 
einem Eingang erkennen können. Man sagte mir, dass die 5V des 
Mikrocontrollers zu wenig sind und ich zu große Störungen hätte um sie 
zu verwenden. Die Kabel die an den Schaltern hängen sind ca 10-15 Meter 
lang und könnten leider auch nah an anderen Elektroleitungen 
vorbeigehen.
Deshalb wäre es natürlich besser die Schalter mit 24 Volt zu betreiben. 
Leider weiß ich nicht wie man wie man am besten die 24 Volt wieder an 
die Eingänge des Mikrocontrollers anpasst.

In einigen anderen Beiträgen habe ich gelesen, dass es mit Optokopplern 
funktionieren sollte, jedoch habe ich keinen gefunden der genug Eingänge 
hat und leicht auf eine Leiterplatte passt. Ich habe auch immer noch die 
Hoffnung dass es irgendwie einfacher funktioniert.

Also nochmal in Kurzfassung:
TTL Mikrocontroller -> langer Kabel -> Schalter/Taster.
Wie kann ich das am besten Realisieren ohne zu viele Komponenten zu 
verwenden. Am liebsten wäre mir ein IC der die ganze Umwandlung 
automatisch übernimmt (falls es so etwas gibt).

Vielen Dank für eure Hilfe.

[troll (Gast)]

Ich würde mal sagen mit RC-Kombination am Pin geht das auch mit 5V...

[Helmut L. (helmi1)]

Spannungteiler aus 2 Widerständen und ein kleiner Kondensator zur 
Störunterdrückung.

[René B. (reneb)]

Für 15m sind Optokoppler oder 24V ganz schön dicke Geschosse, auch wenn 
es an Netzleitungen vorbei geht.

Trigger am besten auf Masse und heb die Taster mit nem externen PullUp 
auf 5V, dann spendierst du noch ein C am Controllereingang und ein R, 
welches den Kondensator mit dem PullUp und dem einem Tasterbein 
verbindet, Das andere Tasterbein auf Masse.
PullUp von 22k...100k, C von 1nF bis 100nF und R bei 10k..22k.

Hier also mal das bereits getrollte RC-Glied mit Werten:
Mit RC=100nF/10kOhm bist du bei etwas über 8ms, bis der Tastendruck 
durchkommt. Entprellen musst du auf SW-Seite aber trotzdem.
Die externen PullUps sind vielleicht schon zuviel, du kannst sie ja im 
Layout vorsehen und erstmal unbestückt mit den internen PullUps 
arbeiten.

Auf LO, statt auf HI-Pegel zu schauen bringt dir ja schon einiges. LO 
ist meist ab unter 1V und nimmt das untere Fünftel ein, während HI oft 
schon ab 1V..1,5V erkannt wird. Wenn du also auf 5V ziehst, muss dir 
Störung schon einen Einfluss von 3,5V bis 4V haben. Würdest du nur auf 
HI schauen, wäre der Ruhezustand ja 0V und die Störung müsste nur einen 
Einfluss von 1V..1,5V haben.

[dolf (Gast)]

ne industrielle sps hat soweit ich weis immer ok an den eingängen.
dadurch hast gleich ne galvanische trennung.
in smd sind die ok´s winzig und keinesfalls dicke geschosse.
LTV 356T-SMD z.b.
16 stück davon und gut.

[... (Gast)]

dolf schrieb:
> dadurch hast gleich ne galvanische trennung.
Dafür ist dann auch eine galvanisch getrennte Stromversorgung für die 
Schalter nötig.

> 16 stück davon und gut.
Dazu die 16 Vorwiderstände nicht vergessen.

[Heinz (Gast)]

René B. schrieb:
> Trigger am besten auf Masse und heb die Taster mit nem externen PullUp
> auf 5V, dann spendierst du noch ein C am Controllereingang und ein R,
> welches den Kondensator mit dem PullUp und dem einem Tasterbein
> verbindet, Das andere Tasterbein auf Masse.
> PullUp von 22k...100k, C von 1nF bis 100nF und R bei 10k..22k.


Ich weiß nicht ob ich jetzt totalen Schwachsinn gezeichnet habe, aber 
sieht die Schaltung dann in etwa so aus?

Um die Eingänge meines Mikrocontrollers zu erweitern würde ich gerne 
eienen MCP23017 IO Port Extender verwenden. Dieser hätte bereits interne 
100k Pull Up Wiederstände und würde deswegen gut passen. Ist der 
MCP23017 ansonsten auch gut geeignet für mein Vorhaben? (wegen der 
Störspannungen usw..)

Die Optokoppler wären nach genauerem betrachten vielleicht auch keine 
schlechte Lösung. Außer den Vorwiederständen und den Optokopplern würde 
ich da auch nichts mehr brauchen. Und wenn man gleich einen 4-Kanal 
Optokoppler verwendet (ACPL 847) würde man gar nicht mehr so viele 
Komponenten brauchen.

[René B. (reneb)]

Sowohl Schaltung, als auch der Port-Expander sollten gehen. Allerdings 
sollte der 10k-Ohm doch runtergesetzt werden, z.B. 1k..4,7k oder 
weniger.
Man könnte auch überlegen den Kondensator per Kurzschluss mit dem Taster 
direkt zu entladen. Sollte bei den kleinen Kapazitäten kein Problem 
sein. Trotzdem reicht die Kapazität und R aber aus, um gegen den 
Antennencharacter der langen Leitung anzukommen.
Vielleicht kannst du das direkt im Layout berücksichtigen und dann nach 
Bedarf ausbauen.