Z-Diode vor µC-Eingang

[Anfänger (Gast)]

Hallo,

eine ganz kurze Anfängerfrage:
Ich habe einen µC Eingang, der sagen wir 5V tolerant ist.
Nun hänge ich als Überspannungsschutz vor den Eingangspin gegen Masse 
eine Z-Diode, die ab 5V leitet.

Wenn ich nun am Eingang der Schaltung 6V einspeise, dann leitet ja die 
Z-Diode die Überspannung ab...welche Spannung ist dann am µC-Pin zu 
messen? 0V oder 5V?

Danke

[nicht "Gast" (Gast)]

6V.

[Doris (Gast)]

5V. In die Zuleitung gehört zusätzlich ein Widerstand zur 
Strombegrenzung.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Anfänger schrieb:
> Wenn ich nun am Eingang der Schaltung 6V einspeise, dann leitet ja die
> Z-Diode die Überspannung ab...welche Spannung ist dann am µC-Pin zu
> messen? 0V oder 5V?

Irgendwas um die 5V, denn die Z-Diode hat Toleranzen und die Spannung 
ist stromabängig.
In jedem Fall brauchst Du noch einen Längswiderstand zwischen Z-Diode 
und µC-Eingang, um den Eingangsstrom zu begrenzen. Dies gilt besonders 
dann, wenn das externe Signal anliegt und der µC noch nicht versorgt 
ist.
Denn die max. Eingangsspannung ist z.B. bei ATmega Vcc+0,5V. D.h.: bei 
Vcc= 0 ist nur 0,5V erlaubt.

Gruß Dietrich

[spontan (Gast)]

Ein weiterer Widerstand zwischen Z-Diode und µC-Eingang wäre auch 
sinnvoll.

Aber Z-Dioden an sich in so einer Anwendung sind weniger geeignet.

GIDF

[Erich (Gast)]

Für diesen Zweck hat man bereits vor (sehr) langer Zeit das Bauteil

HEF4050 bzw. 74HC4050  erfunden.


http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC4050_Q100.pdf

Gruss

[Udo S. (urschmitt)]

Der µC selbst hat Dioden, die eine Überspannung > 0,5V nach Vcc 
ableiten. Oft genügt also nur ein Vorwiderstand.
Wenn schon ein zusätzlicher Schutz, dann kein 5V Z-Diode, die könnte bei 
einem korrekten 5V Signal je nach Toleranz und Temperatur auch schon 
anfangen zu leiten.
Hier in den Artikeln werden zusätzliche Schutzmethoden beschrieben, 
sorry, muss jetzt weg, such sie selbst raus.

[Lothar S. (loeti)]

> Der µC selbst hat Dioden, die eine Überspannung > 0,5V nach Vcc
> ableiten. Oft genügt also nur ein Vorwiderstand.

Das sind ESD Dioden, darauf würde ich mich nicht verlassen.

Das 4050 ist die sicherste Lösung.

Grüße Löti

[Michael S. (mikel_x)]

Selbst in den Application Sheets von Atmel wird, z.B. beim 
Zerocrossdetector (AVR182), über 1MOhm gegen Masse und 1MOhm von der 
Netz(!)phase auf den INT0-Eingang direkt geschaltet. Mit dem Hinweis, 
daß die internen Schutzdioden die Netzspannung genügend begrenzen, 
solange sie strommässig nicht überfordert werden.

Warum immer alle komplizierter machen, als nötig?

[Wilhelm F. (Gast)]

Michael Sch. schrieb:

> Warum immer alle komplizierter machen, als nötig?

So ist es. Für private Basteleien tut es auch mal nur ein Widerstand am 
Pin alleine. Der sollte einfach nur so bemessen sein, daß von außen 
nicht Größenordnungen von mA in den Pin hinein können. Das Substrat des 
Halbleiters leitet Überspannungen 0,6V über VCC und 0,6V unter GND ab, 
denn dort befinden sich, wenn auch unbeabsichtigt, prinzipbedingt, die 
Schutzdioden.

Es gab aber da auch schon Ausnahmen: 4000-er CMOS-Bausteine weniger 
Hersteller hatten früher, also vor 30 Jahren, schon mal integrierte 
Z-Dioden. Mir selbst ist so ein Stein aber nie begegnet, diese Sache war 
jedoch mal im CMOS-Kochbuch beschrieben. Es gab halt unterschiedliche 
Halbleiterherstellungsverfahren, die sich für die breite Masse nicht 
alle durchsetzten. Deswegen sollte man auf jeden Fall immer das 
Datenblatt wälzen, und sich nicht blind auf so was verlassen.

Besonders auf dem Steckbrett sprengen übertriebene Vorsichtsmaßnahmen 
die verwendbare Fläche, und machen eine Sache unübersichtlich.

Wenn der PIC dann mal gesprengt ist, gibts halt für 1,20 Euro einen 
neuen. Der lebt aber noch, obwohl ich ihn diese Woche schon mal verkehrt 
herum in den Programmer steckte, und ihn auf dem Steckbrett um eine 
Pinbreite versetzt einsteckte (jajaja, ich brauchte mal eine 
Lesebrille). Der Programmer murrte nicht, und die Schaltung lief nicht, 
und ich suchte eine Stunde Fehler. Sonst nichts. ;-)

[(prx) A. K. (prx)]

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Es gab aber da auch schon Ausnahmen: 4000-er CMOS-Bausteine weniger
> Hersteller hatten früher, also vor 30 Jahren, schon mal integrierte
> Z-Dioden.

CD4049 und CD4050.