Hallo, ich möchte mit einem ATmega ein Eingangssignal digital erfassen (genaugenommen binär). Der AVR soll auf die steigende Flanke reagieren können, das Signal hat nomalerweise 5V, da die Platine aber portabel ist, könnten auch 24V Signale angeschlossen werden. Bisher habe ich den Eingang über Jumper mit verschiedenen Vorwiderständen zurechtgetrimmt, wenn es irgendwie geht würde ich aber lieber auf eine robuste Eingangsschaltung setzen, zumal auch andere ab und zu die Platine benutzen. Das Signal ist ein Rechtecksignal mit ca. 500Hz bis 20kHz und gemeinsamer Masse mit dem AVR. Durch BNC-Kabel und Metallgehäuse habe ich auch fast keine Störungen. Laut Datenblatt reichen dem AVR >0.7V für HIGH bei 5.5V Vcc. Liege ich mit diesem Entwurf soweit richtig, oder muss ich den Eingang ganz anders beschalten?
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Typischerweise macht man es so: An den Eingang kommt ein Strombegrenzungswiderstand (z.B. 10 kOhm). Dahinter hängt man zwei Dioden (Alternativ: Doppeldiode, z.B. BAV199, BAT64-04). Eine Diode mit Anode an GND und Kathode an die Signalleitung, die andere Diode mit Anode an die Signalleitung und mit Kathode an VCC des Mikrocontrollers. Parallel zu der Diode kann man noch einen kleinen Kondensator (z.B. 10 nF) zwischen Signal und GND (hinter dem Strombegrenzungswiderstand). Damit hat man gleich noch einen kleinen Tiefpass. Liegt nun die Signalspannung außerhalb der Versorgungsspannung des MCUs (egal ob V_Sig < 0 V oder V_Sig > Vcc) so wird der Strom durch den Widerstand begrenzt und die Spannung am Eingangspin des MCUs durch die Dioden begrenzt auf ein unschädliches Niveau. Ferner: Die Schaltschwelle VIN_High dürfte bei 0.7xVcc liegen, bei Vcc = 5 V also bei 3.5 V. Gruß, Alex
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Oh, äh, 0.7xVcc stimmt, das hatte ich überlesen. Tut es als Diode eine normale 1N4002 ?
>Tut es als Diode eine normale 1N4002 Wenn Du genügend Platz, für so ein Trumm, hast und es nicht besonders eilig ist - warum nicht? Die 1N4??? ist nicht gerade für ihre Schnelligkeit bekannt. Bei 24V und 10K Reihenwiderstand reichen aber auch eine 1N4148 oder ihre Kollegen.
Das mit der Schnelligkeit habe ich hier auch schon ein paarmal gelesen, deswegen meine Frage. Vielen Dank für die Hilfestellung. (Es hat ein wenig gedauert, bis ich das mit den Dioden begriffen hatte.)
Das Datenblatt des µC gibt es her, dass die Eingänge dauerhaft mit VCC+0,7V bestromt werden dürfen? Nicht das der µC interne Dioden hat, mit 0,3V Uf, die aber weniger Strom vertragen. Und nicht für Dauerstrom geeignet sind.
Yoschka schrieb: > Nicht das der µC interne Dioden hat, Hat er. Den AVR kannste sogar über die Pins versorgen, wenn mal kein Vcc da ist Aber bei 10K dürfte das keine Sorgen machen.
Eine 1N4148 oder 1N400X dürfte denkbar ungeignet für diese Aufgabe sein (Uf,max. >1V). Um sicher zu sein, dass Du unterhalb der Vorwärtsspannung der internen Clampingdioden bleibst, brauchst Du eine Schottkydiode, deren Vf,max worst case immer unterhalb 0,7V bleibt. Dabei empfielt es sich dann noch auf einen möglichst geringen Leckstrom zu achten, was wiederum nicht gerade eine Stärke von Schottkydioden ist (vor allem über Temperatur). Bis 30V könnte z.B. eine BAT54S eine gute Wahl sein. Aber Du kannst grundsätzlich auch auf externe Dioden verzichten und die internen Klemmdioden des Portpin nutzen, musst aber unter allen Bedigungen darauf achten, dass Du den maximalen Inrush Current nicht überschreitest. Natürlich ist dabei zu berücksichtigen, dass ein (aktiver) Ableitstrom im Prozessor z.B. benachbarte AD-Kanäle empfindlich stören kann.
Kurze Verständnisfrage hinterher: Warum ist der geringe Leckstrom so wichtig, die externen Dioden sollen doch den Strom ablaufen lassen?
Der geringe Leckstrom ist vor allem wichtig, wenn es auf einen geringen Ruhestrom Deiner Schaltung ankommt (Batteriebetrieb!). Bei >100°C steigt der gerne signifikant an bis in den mA-Bereich. Abhängig von einer (hochohmigen) Restschaltung könnte es außerdem leichter zu ungewollten Spannungspotentialen kommen, die Dein Controller möglicherweise als falschen Zustand interpretiert.
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