Ich möchte mit dem Raspberry und einem AD Wandler eine Spannung messen 2,5V jedoch kann es vorkommen das an dem Eingang vom AD Wandler statt 2,5V mal 56V anliegen, wie kann ich den Wandler und den Raspberry von einer Zerstörung schützen ?
Wenn der Eingang des AD-Wandlers hochohmig genug ist, sollte ein Serienwiderstand und eine Zenerdiode reichen. Auch üblich (hinter dem Serienwiderstand) sind Dioden gegen die Betriebsspannung und gegen GND, damit höhere Spannungen als die Betriebsspannung und negative Spannung abgeleitet werden.
Doone schrieb: > Optokoppler wäre ne Möglichkeit ;-) Es geht doch wohl um die analoge Seite des ADC. Da ist der Optokoppler nicht geeignet.
RS schrieb: > Wenn der Eingang des AD-Wandlers hochohmig genug ist, sollte ein > Serienwiderstand und eine Zenerdiode reichen. Auch üblich (hinter dem > Serienwiderstand) sind Dioden gegen die Betriebsspannung und gegen GND, > damit höhere Spannungen als die Betriebsspannung und negative Spannung > abgeleitet werden. Hier als Schaltbild: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm
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Richtig es geht um die Analoge Seite des AD Wandlers Habe ich es richtig verstanden die Z-Dioden muss zwichen + und - wie im Bild Und was für eine Z-Diode und was für ein Widerstand benötige ich? wie gesagt normalerweise liegen 2,5V an es könnte aber auch vorkommen das aus versehen 56V anliegen.
kann mir den keiner sagen was für eine dioden und was für einen widerstand ich benutzen soll ?
Wenn Du 2,5V messen willst, und der Raspberry Pi maximal 3,3V verträgt, sollte die Z-Dioden eine Durchbruchs-Spannung in genau diesem Bereich haben. Eine 2,6V Diode wird warscheinlich nicht geeignet sein, da sie schon bei deutlich weniger als 2,6V leitend wird, also deine Messung zu sehr beeinflussen kann. Also: Datenblätter von Z-Dioden im Bereich 2,5-3,3V besorgen, Diagramme anschauen. Notfalls ausprobieren. Wie hoch der Widerstand sein darf, sollte aus dem Datenblatt des ADC hervor gehen. Wenn da z.B. steht, dass er maximal 100k Ohm haben sollte, dann nimm 50k Ohm.
Du wirst keine 2,7Volt Z-Dioden mit scharfen Knick finden. Bleibt nur die von RS empfohlene Schutzschaltung mit 2 Dioden (oder 2 Transistoren). Einerseits sollte der Widerstand recht klein sein. Zusammen mit dem Kondensator des AD-Wandlers bildet er einen Tiefpass. Die Hersteller empfehlen meist 1kOhm. Genaueres im Datenblatt des AD-Wandlers. Andererseits fließen bei 1kOhm und 56Volt schon 56 Milliampere. Die muss nun dein Netzteil oder der Raspberry verbrauchen - sonst steigt die Versorgungsspannung des Raspberry über 3,3Volt an. Besser in 2 Schritten. Zunächst Widerstand und z.B. 8Volt Z-Diode. Danach Widerstand und die beiden Dioden nach Masse und 3,3Volt.
Wenn wollte eigentlich die BZX79C3V0 Diode benutzen. Laut Datenblatt benötigt die min. 2,8V und max.3,2V und das müsste doch hinhauen. Und der AD Wandler ist der MCP3208 aber in Datenblatt wird nix. von einem Widerstand erwähnt.
Bei der BZX79C3V0 sagt das Datenblatt: Die hat zum einen bei 5mA Exemplarstreungen zwischen 2.8 und 3.2 Volt. Zusätzlich hat die Zener einen Innenwiderstand von 95 Ohm. Tun wir einmal so, als währe der Innenwiderstand konstant. Bei 0mA bekommst du 2.3 bis 3,2 Volt. Bei 100mA bekommst du 12,3 bis 12,7 Volt. (Ist in Wirklichkeit nicht ganz so schlimm). Im Datenblatt des MCP3208 findet sich: "FIGURE 4-2" Dort siehst du den maximalen Widerstand für deine Frequenz.
Kein Name schrieb: > Bei der BZX79C3V0 sagt das Datenblatt: Die hat zum einen bei 5mA > Exemplarstreungen zwischen 2.8 und 3.2 Volt. Zusätzlich hat die Zener > einen Innenwiderstand von 95 Ohm. > > Tun wir einmal so, als währe der Innenwiderstand konstant. > Bei 0mA bekommst du 2.3 bis 3,2 Volt. > Bei 100mA bekommst du 12,3 bis 12,7 Volt. (Ist in Wirklichkeit nicht > ganz so schlimm). > > Im Datenblatt des MCP3208 findet sich: "FIGURE 4-2" > Dort siehst du den maximalen Widerstand für deine Frequenz. Ich lese daraus, das es wohl nicht geht.
1 | Besser in 2 Schritten. Zunächst Widerstand und z.B. 8Volt Z-Diode. |
2 | Danach Widerstand und die beiden Dioden nach Masse und 3,3Volt. |
Kannst du mir das mal Skizzieren ? ich verstehe nicht genau wie das aussehen muss.
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Könnte man wie im Bild machen. Rv und die 6 Volt Z-Diode verheizen so etwa 49 von den 56 Volt. Mit den übrig gebliebenen 7 Volt kommt dann die andere Schutzschaltung zurecht. Über D1 fliessen maximal 4mA. Auch im ungünstigsten Fall werden die vom Raspberry verbraucht. Und bei 2,5 Volt kann man den Strom durch Z und D1 noch ignorieren.
Vielen Dank für den Stromlaufplan. Ich habe da jedoch noch eine Verständnisfrage,wenn hinter der ersten Schutzschaltung immer noch 7 Volt anliegen, dann leitet die Diode D1 die (7V -0,7) an die 3,3 Volt und für mich wäre das ein Kurzschluss. genau so wenn ich jetzt an Ue 2,5 V anlege die ich messen möchte, dann schaltet die Diode D1 durch und dann liegen die 2,5V (-0,7) an 3,3V und es gibt ein Kurzschluss Und am Eingang des AD Wandlers kommt nichts an. Bitte um Aufklärung.
Bei Dioden ist es genau umgekehrt wie bei Z-Dioden (Diode leitet, wenn die Spannung am Strich kleiner ist. Bzw. wenn die Spannung am Pfeil größer ist.) D1 leitet, wenn am AD-Wandler 3,3+0,7 Volt anliegen. R1 begrenzt den Strom auf ein paar Milliampere. Und der AD-Wandler kann 0,7 Volt über Versorgungsspannung ab. D2 leitet, wenn die Eingangsspannung kleiner -0,7 Volt ist. Hier eigentlich überflüssig. In dieser Richtung leitet auch die Z-Diode bei -0,7 Volt.
Goldrausch schrieb: > wenn hinter der ersten > Schutzschaltung immer noch 7 Volt anliegen, dann leitet die Diode D1 > die (7V -0,7) an die 3,3 Volt und für mich wäre das ein Kurzschluss. Du hast den Widerstand R1, der noch dazwischen liegt, nicht bedacht. Die Differenz zwischen der Spannung über der Zenerdiode und Vcc+Vf(D1) liegt über dem Widerstand, der dann den Strom begrenzt.
OK Danke ich habe es jetzt verstanden.
1 | D1 leitet, wenn am AD-Wandler 3,3+0,7 Volt anliegen. R1 begrenzt den |
2 | Strom auf ein paar Milliampere. Und der AD-Wandler kann 0,7 Volt über |
3 | Versorgungsspannung ab. |
Frage 1: Das der AD-Wandler über 0,7 Volt aushält ist klar aber wie sieht es mit den GPIO Pins aus die Bekommen dann doch auch die 3,3+0,7 Volt ab.
Jain. Normalerweise nicht, aber der Strom muss halt irgendwo verheizt werden, sonst steigen die 3,3V Versorgungsspannung an.
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Peinlich. Habe den 100 Ohm Widerstand zwischen der Schutzschaltung und dem Eingang vergessen. Intern hat der AD-Wandler noch einmal die beiden Schutzdioden. Nun kann es sein, dass die interne Diode etwas früher leitet, als D1. Mit R2 fliesst dann trotzdem der größte Teil des Stromes über D1.
Müssen Rv und R1 eine bestimmte Leistungsaufnahme haben ? oder kann man hier jeden beliebigen 1k Widerstand nehmen ? Bei der Z- Diode gehe ich mal davon aus, dass man jede beliebige 6V Z-Diode nehmen kann.
@ Kein Name sag mir bitte noch, ob die Widerstände RV und R1 eine bestimmte Leistungsaufnahme haben mussen oder kann ich hier jeden 1K Ohm Widerstand nehmen.
Warum hilft mir zum Schluss keiner mehr weiter?
Nimm 2 einzelne 560 Ohm Widerstände und einen TL431. Den TL431 nach Datenblatt auf 2,5V einstellen. Einen R setzt du zwischen Signalquelle und TL431 in Reihe. Den letzten R in Reihe zwischen TL431 und ADC-Eingang. Damit das funzt, muß die Quelle niederohmig sein, sonst kommt es zu einem proportionalen Fehler im ADC-Wert. Den kannst du aber auch rausrechnen.
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Goldrausch schrieb: > Warum hilft mir zum Schluss keiner mehr weiter? Mit dem Ohmschen Gesetz (U = R * I) und und der Formel für Leistung (P = U * I) solltest Du das selber abschätzen können. Gruß Dietrich
Manche Leuchtdioden haben auch ne erstaunlich steile Kennlinie. Müßtest dir eine passende suchen. Rot geht allerdings nicht.
Was soll ich mit einer Leuchtdiode ?
1 | Mit dem Ohmschen Gesetz (U = R * I) und und der Formel für Leistung (P = |
2 | U * I) solltest Du das selber abschätzen können. |
Dafür muss ich erstmal wisseen welcher Strom fließt.
Goldrausch schrieb: > ob die Widerstände RV und R1 eine bestimmte > Leistungsaufnahme haben mussen Goldrausch schrieb: > Dafür muss ich erstmal wisseen welcher Strom fließt. Du hast nach der Leistung von RV gefragt, daher nahm ich an, Du hast den Wert von RV schon. Dann ist nach der Schaltung von "Kein Name"
1 | Ie = (Ue - 6V) / RV |
Wie groß RV jetzt sein soll: - das Maximum ergibt sich in erster Linie daraus, was der AD-Wandler bei genügend kleinem Fehler "sehen" will (ich kenne den Raspberry nicht); außerdem wird der Eingang bei zu großem RV empfindlicher gegen Störeinstrahlung in den Eingang. - das Minimum ergibt sich daraus, wieviel die Quelle selber liefern kann ohne Schaden zu leiden; und dann natürlich auch, was man in RV und der Z-Diode "verheizen" will. Gruß Dietrich
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Laut meiner Berechnung muss Rv mindesten 2,5 W verheizen. Geht das ganze den nicht einfacher ? z.B. mit einem Elektronischen Schalter, der bei über 2,5V öffnet und so den AD-Wandler schützt ? wie z.B. in meiner Skizze.
mir ist nicht bekannt, dass es eine Sicherung gibt die Spannungen begrenzt. Normalerweise begrenzt man den Strom mit einer Sicherung.
Goldrausch schrieb: > Was soll ich mit einer Leuchtdiode ? > Den TL431 ersetzen können. > Dafür muss ich erstmal wisseen welcher Strom fließt. Ja, das sollte man ZUALLERERST abklären. Was kann die Quelle liefern und wie lange/oft?
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