ADC-Wandler und überwachter Ein-/Ausgang

[Raphael B. (raphael_b)]

Hallo Community,

ich bin Elektroniker für sicherheitstechnische Anlagen und Neuling in 
der Mikrocontroller-Welt.

Nach bergeweise Lektüre von Tutorials und Datenblättern, sowie Nachbau 
einiger Schaltungen in den letzten Wochen möchte ich meine ersten 
Gehversuche mit eigenen Schaltplänen am Steckbrett machen.

Und bevor ich meinen nächsten Controller zerschieße darf da gern nochmal 
jemand drüber schauen. Danke dafür.

100Pin_EMZ.gif zeigt den Schaltplan als ganzes,
Im Prinzipschaltbild.png ist der Bereich zu sehen, auf den sich meine 
Fragen beziehen:

Überwachter Eingang:
R1 und ein externer Sensor bilden zusammen mit R3 einen Spannungsteiler, 
der am ADC 1 ausgelesen wird. Das Widerstandsverhältnis ist so gewählt, 
dass selbst bei einem Kurzschluss der Sensorleitung nicht mehr als Vcc 
(5V) am ATmega anliegen können.

Wenn ich alles richtig verstanden habe, kann ich den Spannungspegel am 
Atmega als Wert zwischen 0 und 1024 auslesen, also käme dann bei 
AVcc=5V, Sensor=0 Ohm etwa 3,8V an,

$$12V / (10k+4,7k) * 4,7k=3,8V$$

also ein Digitalwert von ~778?

$$1024 / 5V * 3,8V=778$$

Überwachter Ausgang:
Die Grundschaltung der Überwachung entspricht dem überwachten Eingang. 
Die Ein-/Ausgänge sind jedoch über 2 Wechsler geführt, die - 
polumgekehrt - entweder einen Widerstand überwachen oder 12V auf den 
Ausgang senden.
Das Relais soll über einen Portpin des Atmega über einen Transistor mit 
470Ohm Basiswiderstand geschaltet werden.

Da es sich wie gesagt um meine ersten Gehversuche handelt bin ich für 
jeden Vorschlag offen, ob und wie man das ganz sinnvoller gestalten 
kann.
Vielleicht funktioniert die Schaltung so auch garnicht?

[Karl H. (kbuchegg)]

Raphael B. schrieb:

> Und bevor ich meinen nächsten

Wieso 'nächsten'?

>  Controller zerschieße darf da gern nochmal
> jemand drüber schauen. Danke dafür.

Halb so wild. Die Dinger halten schon was aus.
Alle Eingänge haben Schutzdioden nach Vcc und Gnd. Wenn du da also nicht 
gerade 1A in einen Eingang reinlaufen lässt, bei einer Spannungslage von 
deutlich über Vcc, dann passiert so schnell nichts.


> Wenn ich alles richtig verstanden habe, kann ich den Spannungspegel am
> Atmega als Wert zwischen 0 und 1024 auslesen, also käme dann bei
> AVcc=5V, Sensor=0 Ohm etwa 3,8V an,
>

$$12V / (10k+4,7k) * 4,7k=3,8V$$

> also ein Digitalwert von ~778?
>

$$1024 / 5V * 3,8V=778$$

Soweit ok.
Welchen Wert würdest du kriegen, wenn der Sensor seinen Maximalwert 
einnimmt?

Und dann musst du dich entscheiden: reicht mir diese Differenz, um 
daraus die Werte zu errechnen, die ich kriegen will?

> Vielleicht funktioniert die Schaltung so auch garnicht?

Wie gesagt: So schnell kriegst du einen Mega nicht kaputt. Baus am 
Steckbrett auf und probiers aus. Das verschafft dir ein bischen 
Sicherheit in deinen Überlegungen.

[Raphael B. (raphael_b)]

Danke für deine Antwort Karl Heinz.

Karl Heinz schrieb:
> Welchen Wert würdest du kriegen, wenn der Sensor seinen Maximalwert
> einnimmt?

beim höchsten (relevanten) Wert von 12kOhm

$$12V/(10k+12k+4,7k)*4,7k=2,1V$$

$$1024/5V*2,1V=430$$

Da ich nur Abweichungen von ~1kOhm erfassen möchte, sollte das für meine 
Zwecke ausreichen.

> Wieso 'nächsten'?

Die Erkenntnis, dass ein Portpin kein LED-Treiber ist hat mich einen 
Controller gekostet :-/

[Fritz (Gast)]

Mit einem Portpin kannst Du doch eine Standard- LED (z.B. mit 10 mA) 
ansteuern, wenn Du einen entsprechenden Vorwiderstand (bei 5 V ca. 330 
Ohm)
in den Stromkreis schaltest?

[Karl H. (kbuchegg)]

Raphael B. schrieb:

> Die Erkenntnis, dass ein Portpin kein LED-Treiber ist hat mich einen
> Controller gekostet :-/

Echt?
Dann muss was grauslich schief gegangen sein.
Unter uns Klosterschwester: Ab und an passiert es mir auch schon mal, 
dass ich unabsichtlich auf dem Entwicklungsboard (mit einem M16) einen 
auf Ausgang geschalteten Pin kurzschliesse. Das ist zwar nicht wirklich 
gut, aber gestorben ist mir dabei noch kein Port-Pin. OK. Normalerweise 
bemerke ich das innerhalb von ein paar Sekunden und es ist kein 
Dauerzustand. Aber immerhin.

[Raphael B. (raphael_b)]

Stimmt Fritz,

eine ist kein Problem. Meine Formulierung war zugegebenermaßen unklar. 
Ich hatte nicht eine, sondern eine ganze Batterie von 10 LEDs
angesteuert (mit einem Portpin), die noch von einem anderen Aufbau mit 
einem LM3914 auf dem Steckbrett waren.

Laut Datenblatt des ATmega1280 schafft ein I/O-Pin 40mA.

Und die 10x10mA waren für den auf 40mA limitierten Pin wohl zuviel :-)

Nochmal zurück zu meiner ursprünglichen Bitte:
Mir wäre es lieb, wenn sich jemand zur Grundschaltung (LM340 5V+12V), 
den Kondesatoren und der Spule im Schaltplan aüßert.

-Braucht man einen 10nF Kondensator an JEDEM Vcc/Gnd Pin? Passt die 
Kapazität? Die einzigene hochfrequenten Signale dürften von/zum LCD 
gehen.

-Fehlt noch eine wichtige Schutzbeschaltung? Mit z.B. Dioden möchte ich 
nicht geizen.

Grüße