Hallo Forum, ich möchte an einem AVR mehrere Pins zur Konfiguration einer ID benutzen. Vcc des Controllers sind 5 V, Vin des Boards sind 24 V (max. 36 V). Die internen Pullups der Eingänge sollen aktiviert werden und extern können die Eingänge dann auf GND gezogen werden. Die Eingänge sollen gegen ein versehentliches Anlegen von max. 36 V geschützt werden. Sind meine Überlegungen richtig? Der Eingangsstrom soll begrenzt werden und der Serienwiderstand dafür darf nicht überlastet werden. Außerdem muss der Serienwiderstand deutlich kleiner als der interne Pullup sein, damit ein externer GND den Eingang auf low ziehen kann. Rechenbeispiel mit z.B. 15k Serienwiderstand: U/R = I -> 36V/15k = 2,4mA (ist OK für den Eingang) P= I*I*R = 86,4 mW ( OK, da kleiner 125 mW eines 0805) Oder reicht das als Schutz nicht aus? Gruß Peter
Ich bin mir unsicher, weil ich dann ja 36 V am Eingangspin anliegen habe und das mag er vermutlich nicht...
Aber dann habe ich ja 36 V am Eingangspin anliegen und das mag er vermutlich nicht...
Hi, deine Berechnungen sollten soweit passen. Peter schrieb: > Außerdem muss der Serienwiderstand > deutlich kleiner als der interne Pullup sein, damit ein externer GND den > Eingang auf low ziehen kann. Aber hier sehe ich ein Problem. Beim Atmega48/88/168/328 haben die internen Pullups Werte von 20-50 kOhm. D.h. du kommst mit 15 kOhm Serienwiderstand im worst case nur auf 0,43 * Vcc. Das ist nicht wirklich sicher auf low. Die Frage ist halt, ob die Pins wirklich mit so hohen Spannungen in Berühung kommen können. Wenn du den Schutz wirklich brauchst, könntest du eine zusätzliche Diode am IO-Pin nach Vcc schalten, die mehr Strom aushält als die AVR-interne. Dann könntest du den Serienwiderstand verringern (ggf. 2 parallel wegen der Verlustleistung im Widerstand). lg Chris
Ah, deine Berechnung stimmt doch nicht ganz. Du hast 36V vor dem Widerstand anliegen. Die Diode nach Vcc im AVR begrenzt die Spannung direkt am Pin auf ca. Vcc + 0,5V. --> Am Widerstand muss der Rest der Spannung abfallen: 36V - 5,5V = 30,5V Peter schrieb: > Aber dann habe ich ja 36 V am Eingangspin anliegen und das mag er > vermutlich nicht... Am Pin liegen eben nur Vcc + 0,5V an, du musst nur den Strom begrenzen der durch die Diode fließt, 2mA sollten passen. Ansonsten eben eine externe Diode hinbasteln.
Danke für die Antwort. Ah stimmt, die Pullups sind gar nicht so groß. Hatte irgendwie den Eingangswiderstand vom AIN im Kopf. Es ist ein AT90CANxxx aber die Werte für die Pullups sind die gleichen 20k ... 50k Wieviel Strom verkraftet denn die Diode? Ist das diese Angabe unter abs. max. ratings? DC Current per I/O Pin ............................................... 40.0 mA Kann ich denn da wirklich mit 36V an den Pin gehen? Voltage on any Pin except RESET with respect to Ground ..............................– 0.5V to VCC+0.5V Wenn es möglich ist, möchte ich gerne auf eine zusätzliche Diode verzichten. Also mit 20k internem Pullup muss mein Serienwiderstand kleiner als 5k sein, damit noch sicher ein low Signal erkannt wird (0,2*Vcc). Also mit 4k7 würde ich dann auf (36V-5V)/4k7 = 6,6 mA kommen. Das mach 205 mW Verlustleistung am Widerstand. Da würde dann ein 1206 gehen.
Wieviel Strom die internen Dioden verkraften steht in den meisten AVR Datenblattern nicht drin. Irgendwo in einer Appl. Note zur Nulldurchgangserkennung hat Atmel mal 1 mA genannt. Beim Strom durch die Dioden muss man auch noch berücksichtigen, das bei einem kleinen Strom der µC zwar noch nicht zerstört wird, aber ggf. schon benachbarte Pins - besonders AD Eingänge - temporär gestört werden können. Ein guter Schutz arbeitet in 2 Stufen: erst ein Widerstand mit einer Diode (ggf. Schottky) nach +5 V (VCC). Wenn die Schaltung auch bei Überspannung noch sicher funktionieren muss, dann gegen eine Hilfsspannung von etwa 3,5-4,5 V. Das reduziert auch gleich die Gefahr das VCC angehoben wird. Als 2. Stufe dann noch ein Widerstand (z.B. 1 K) zum µC.
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