Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP-Amp LM358N als Pegelwandler


von TheLeFish .. (thelefish)



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Liebe Community!

Da ich diverse Pegel von 1-6V möglichst belastungsfrei für die Quelle 
sowie 12V möglichst mit gleichem Konzept auf ~5V für einen Attiny-uC 
bringen möchte, hätte ich folgende Schaltung gebastelt. Traut man der 
Simulation möchte man meinen es würde funktionieren. Schalt-Frequenzen 
sind im einstelligen Hz-bereich.

Was meint ihr zu der "Qick and Dirty" Lösung? Könnte es da Probleme beim 
sicheren Abtasten mit dem uC (CPU 8Mhz) kommen?

LG
LeFish

: Bearbeitet durch User
von Tom K. (ez81)


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Geht es um digitale Pegel oder um analoge inkl. Zwischenwerten?

von TheLeFish .. (thelefish)


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Es geht nur um digitale Pegel. Von denen die High-Pegel 1-12V annehmen. 
die Low Pegel sind unter 100mV.

von M. K. (sylaina)


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R12 hättest du dir schenken können, bringt ja nix. Warum aber einen 
LM358 als Pegelwandler benutzen und keinen Bipolartransistor oder 
kleinen Mosfet? Zum Beispiel einen BC548?

von TheLeFish .. (thelefish)


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Mit R12 sollte nur der uC angedeutet werden.

Da ich ein einheitliches Konzept für alle Pegelwandler wählen wollte hab 
ich mir gedacht ein OP-Amp würde sich eignen.

Außerdem kann ich so lauter für mich einfach beschaffbare Surface-mount 
Teile besorgen bzw. DIL Gehäuse zweckentfremdet als SMD-Bauteile 
benutzen.

Alse seht ihr jetzt auch keinen absoluten Hinderungsgrund?

von HildeK (Gast)


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Bei digitalen Eingängen von CMOS-Bausteinen gibt es häufig einen 
Maximalwert für die zulässige Anstiegszeit. Oft ist die kleiner als 100 
... 200ns.
Du solltest deinen Attiny dahingehend prüfen, was da spezifiziert ist.
Die oben genannten Zeiten schafft der LM358 z.B. nicht.

von holger (Gast)


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>hätte ich folgende Schaltung gebastelt.

Ja, Schrott hast du gebaut.
Der LM358 will am Eingang keine Spannungen über VCC-1.5V.
VCC ist bei dir 5V. Und du ballerst da 12V drauf.
Sei froh wenn der nicht abraucht.

von M. K. (sylaina)


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holger schrieb:
> Ja, Schrott hast du gebaut.
> Der LM358 will am Eingang keine Spannungen über VCC-1.5V.
> VCC ist bei dir 5V. Und du ballerst da 12V drauf.
> Sei froh wenn der nicht abraucht.

Ich hätte es jetzt nicht so extrem gesagt aber da ist halt das Problem 
mit OPV. Da muss man sich also noch was schickes dazu basteln. Ich würde 
es mit BiPos machen.

von Jonas B. (jibi)


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Spannungsteiler oder nur ein Serienwiderstand zum uc-Pin.

Gruß Jonas

von MaWin (Gast)


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TheLeFish .. schrieb:
> Was meint ihr zu der "Qick and Dirty" Lösung?

Weitgehend unsinnig, OpAmps verwendet man zum verstärken, du hingegen 
willst ein 0-12V Signal auf 5V begrenzen.

Dazu reicht ein Widerstand:

               +---
0-12V ---10k---| uC
               +---

Fertig.

Von 0-5V folgt der Eingang dem Signal, von 5V bis 12V sieht der uC nur 
5V.


Zumal der OpAmp nur in deinem schlechten Simulationsprogramm bis knapp 
auf 5V kommt, in der Realität ist oberhalb von 3.5V kaum noch was zu 
holen, und unterhalb 0.6V wird er auch unlinear.

Immerhin verträgt der LM358 es tatsächlich, am Eingang mehr Spannung zu 
bekommen als er als Versorgungsspanung hat (im Gegensatz zu modernen 
CMOS-OpAmps), er misst nur oberhalb von 3V nicht mehr richtig.

von TheLeFish .. (thelefish)


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Hi!

Also ich hab es, nach dem die überwiegende Mehrheit der Antworten nicht 
an meiner geistigen Zurechnungsfähigkeit gezweifelt hat einfach einmal 
probiert.

Fazit: es funktioniert tatsächlich! Alle High-Pegel, egal ob 1V oder 12V 
werden vom uC tadellos erkannt!

Allerding bin ich draufgekommen, dass einige meiner Pegel keinen 
Massebezug haben, was aber durch einen 10K Widerstand parallel zu V1 
gelöst werden konnte.

Nachträglich nochmal ganz kurz, warum ich auf diese eigentümliche Lösung 
setze: Zenerdioden oä als Spannungsbegrenzer möchte ich für die hohen 
Pegel nicht, da ich, wie oben schon angemerkt für alle Pegel dasselbe 
Konzept haben wollte.


Danke auf jeden Fall für die zahlreichen Antworten!

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Je nach uC reicht ein Widerstand nicht unbedingt denn 1V soll ja auch 
sicher als High erkannt werden und da wirds eng. So dumm war die Idee 
mit dem OPV also gar nicht.

von foo (Gast)


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TheLeFish .. schrieb:
> Zenerdioden oä als Spannungsbegrenzer möchte ich für die hohen
> Pegel nicht, da ich, wie oben schon angemerkt für alle Pegel dasselbe
> Konzept haben wollte.

Brauchst du auch nicht.
Schau dir mal den LM339 an.
Dessen Eingangsstufe ist ähnlich der des 324, aber er verträgt dort 
wirklich bis zu 36V und funktioniert damit auch noch korrekt, sofern nur 
der andere Eingang  den spezifizierten Bereich der 
Gleichtakt-Eingangsspannung (-0,3V  bis V+ -1,5V) nicht verlässt.

Ausserdem schaltet dieser Komparator wesentlich schneller, als der 
absichtlich langsam gemachte 324, und da er einen Open-Collector am 
Ausgang hat, ist auch die Ausgangsspannung in weiten Grenzen frei 
wählbar, kann also auch viel größer oder kleiner als seine 
Versorgungsspannung sein.

von foo (Gast)


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P.S.:
Wenn du nicht die vier Stufen des LM339 brauchst, kannst du auch den 
LM393 nehmen.
Elektrisch ist der praktisch gleich, aber es sind nur zwei Komparatoren 
drin und deshalb passt er in ein 8-poliges Gehäuse.
Natürlich ist dann auch der Stromverbrauch etwas geringer.

von M. K. (sylaina)


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TheLeFish .. schrieb:
> Nachträglich nochmal ganz kurz, warum ich auf diese eigentümliche Lösung
> setze: Zenerdioden oä als Spannungsbegrenzer möchte ich für die hohen
> Pegel nicht, da ich, wie oben schon angemerkt für alle Pegel dasselbe
> Konzept haben wollte.

Öhm, was spricht denn dagegen das Konzept mit Zenerdioden und Co zu 
realisieren? Heißt das etwa, dass du schon einen Pegelwandler mit OPV in 
Verwendung hast?

von MaWin (Gast)


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Michael schrieb:
> Je nach uC reicht ein Widerstand nicht unbedingt denn 1V soll ja auch
> sicher als High erkannt werden und da wirds eng. So dumm war die Idee
> mit dem OPV also gar nicht.

Kann man problemlos an einen A/D-Eingang anschliessen und den Messwert 
nach 1V Schwelle bewerten.

Manche Leute stecken aber lieber Aufwand in Hardware weil Softare für 
sie Teufelszeug ist.

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Kann man problemlos an einen A/D-Eingang anschliessen und den Messwert
> nach 1V Schwelle bewerten.
>
> Manche Leute stecken aber lieber Aufwand in Hardware weil Softare für
> sie Teufelszeug ist.

So ein ATTiny2313 z.B. hat ja so viele AD-Eingänge, da kann man richtig 
was reissen…

von Udo S. (urschmitt)


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TheLeFish .. schrieb:
> da ich, wie oben schon angemerkt für alle Pegel dasselbe
> Konzept haben wollte.

Eierlegende Wollmilchsäue, also für alle Gegebenheiten möglichst die 
eine Universalschaltung, machen meist eines ganz besonders gut:
Nämlich alles gleich schlecht.

von Pudel (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Kann man problemlos an einen A/D-Eingang anschliessen und den Messwert
>> nach 1V Schwelle bewerten.
>>
>> Manche Leute stecken aber lieber Aufwand in Hardware weil Softare für
>> sie Teufelszeug ist.
>
> So ein ATTiny2313 z.B. hat ja so viele AD-Eingänge, da kann man richtig
> was reissen…

Das musst du MaWin nachsehen. Der hat es nicht so mit der Technik.

von MaWin (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> So ein ATTiny2313 z.B. hat ja so viele AD-Eingänge

Sein ATtiny45 aber 4 und damit sicher genug.


Pudel schrieb:
> Das musst du MaWin nachsehen. Der hat es nicht so mit der Technik.

Und du hast es nicht so mit der Höflichkeit, als Pudel versuchst du 
offenbar ständig Leuten ans Bein zu pissen.

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Sein ATtiny45 aber 4 und damit sicher genug.

Wie kommst du a. darauf, dass er einen ATTINY45 benutzt und b. ihm 4 
Eingänge genügen? Geht beides hier aus dem Thread leider nicht hervor.

von MaWin (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Wie kommst du a. darauf, dass er einen ATTINY45 benutzt

Wie kommst du darauf, daß er einen

Michael Köhler schrieb:
> So ein ATTiny2313

verwendet ?

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Michael Köhler schrieb:
>> Wie kommst du a. darauf, dass er einen ATTINY45 benutzt
>
> Wie kommst du darauf, daß er einen
>
> Michael Köhler schrieb:
>> So ein ATTiny2313
>
> verwendet ?

Das "z.B." hinter ATTiny2313 ist ein wesentlicher Bestandteil des 
Satzes. Das hast du wohl übersehen.

von MaWin (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Das hast du wohl übersehen.

Nein, ich nicht, du wolltest nur dumm rumstänkern, DAS habe ich gesehen.

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Nein, ich nicht, du wolltest nur dumm rumstänkern, DAS habe ich gesehen.

Ich habe dich nur gefragt wie du darauf kommst dass er einen Attiny45 
benutzt, das hast du nämlich geschrieben. Hätte ja sein können, dass er 
das in einem anderen Thread geschrieben hat und du hast es gelesen. Hier 
hat er nur gesagt, dass er einen Attiny benutzt, nicht aber welchen. 
Auch schrieb er hier nicht wieviele Eingänge/Pegelwandler er benötigt.

Wenn ich dich beleidigt haben sollte tut mir das leid, das war genauso 
wenig meine Absicht wie dass ich "rumstänkern" wollte.

von MaWin (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Hier hat er nur gesagt, dass er einen Attiny benutzt, nicht aber welchen

Ach, aber du "weisst" dass es ein 2313 war. War wohl gelogen.

von M. K. (sylaina)


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Nein, weiß ich nicht, aber deshalb sagte ich ja, dass das "z.B." ein 
wesentlicher Bestandteil meines Satzes war. Das steht für "zum Beispiel" 
und macht den Satz damit zum Konjunktiv. Das bedeutet er könnte einen 
Attiny2313 in Benutzung haben. Wie schon gesagt, du darfst meinen Satz 
nicht nur zur Hälfte lesen, da kommst du nur zu falschen 
Schlussfolgerungen.

von Tom (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> er könnte einen
> Attiny2313

Auch wenn ich höchst ungern MaWin zustimme, wäre es in dem Fall 
wahrscheinlich schlauer, einfach einen uC mit ADC zu nehmen, statt einen 
Haufen Hühnerfutter davorzuhängen. Falls evtl. bereits existierende 
Software nicht gerade in Assembler oder assemblerähnlichem C geschrieben 
ist, ist das schneller portiert als das Layout um die externe 
Beschaltung ergänzt.

von M. K. (sylaina)


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MaWins Vorschlag ist ja nicht schlecht, wir kennen aber die 
Randbedingungen nicht. Dazu müsste sich der TE dann mal äußern. Er 
wollte auf jeden Fall ein einheitliches Konzept, warum wissen wir aber 
nicht.

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