5 digitale Eingänge des uC schützen mit wenigen (Standard-)Bauteilen

[Michael (Gast)]

Hi!

Ich möchte in einer gemischten 3,3V/12V Umgebung fünf Schalter/Taster 
abfragen. Momentan langt hierfür tatsächlich der uC-interne Pullup auf 
3,3V und die Taster schalten nach Masse.

Um die Schaltung in größerer Stückzahl professionell bestücken zu lassen 
möchte ich jetzt doch ein paar Schutzmaßnahmen vorsehen:

Längswiderstand + Schottky (z.B. BAS70-04) + Kerko wäre möglich, aber 
zum Bestücken recht teuer und auch groß.

Gibt es Tipps wie z.B. OnSemi NUP4302MR6 (gleich 4 Antiparallele 
Schottkys) oder gleich OnSemi NUF6010MU (6 Kanal EMI/ESD-Filter)? Viele 
ESD-Filter sind für schnelle Signale, zudem würde ich gerne bei so was 
keine Single-Source Bauteile einsetzen?

Grüße
Michael

[Guard (Gast)]

> ... Schutzmaßnahmen ...

Was soll geschützt werden?

[JoJoBa (Gast)]

...auf die Schnelle;

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pullr.htm

Gruß!

[JoJoBa (Gast)]

Hallo,

Bei einem Projekt habe ich
den ADC Eingang vom Arduino so geschützt wie auf dem Bild.
Beide Versionen funktionierten zuversichtlich.

Vielleicht hilft dir das weiter.

Den Rx könntest du mit einem Taster-schliesser ersetzen.

Zugegeben, die Schutzmaßnahme ist etwas übertrieben
(beschimpften mich Kollegenn) dafür aber sicher!

Gruß!

[Guard (Gast)]

JoJoBa schrieb:
> Bei einem Projekt habe ich
> den ADC Eingang vom Arduino so geschützt wie auf dem Bild.
> Beide Versionen funktionierten zuversichtlich.

Von einem ADC ist nicht die Rede.

> Den Rx könntest du mit einem Taster-schliesser ersetzen.

Von einem Rx auch nicht.

> Zugegeben, die Schutzmaßnahme ist etwas übertrieben
> (beschimpften mich Kollegenn) dafür aber sicher!

Grüße mir bitte deine Kollegen. Sind bestimmt sehr nette Leute.

[JoJoBa (Gast)]

So ist es, nett sind sie Alle :-)

 Es ist die Rede von einem uC-Eingang, oder ?

 Was ist der "elektrische" Unterschied zwischen einem
 Digitaleingang und einem ADC Eingang ?

 Ja, der Name!

 Ich mache Vorschläge um Usern möglicherweise zu helfen.
 Keine Interesse an Diskusionen.

 Liebe Grüße!

[Falk B. (falk)]

@ Michael (Gast)

>Längswiderstand + Schottky (z.B. BAS70-04) + Kerko wäre möglich, aber
>zum Bestücken recht teuer und auch groß.

Wieviel Millionen willst du bestücken, daß das zu teuer ist?
Wieviel Cent bist du bereit, auszugeben?

[Einer (Gast)]

Allenfalls auch mit einer stromkompensierten Drossel. Dann muss man 
nicht den GND direkt nach aussen freigeben.

[JoJoBa (Gast)]

Interessant wäre noch dieser Bauteil hier;

 http://www.semtech.com/circuit-protection/emi-filters/stf203/

 wir haben es in der Firma vom Farnell bezogen,
 allerdings sind 1zelpreise hoch, bei 100 stück schon
 sehr angenehm

 Gruß!

[Jens G. (jensig)]

Wenn es nicht um schnelle Signale geht (Taster), dann mach einfach einen 
Längst-R also Strombegrenzung bei Überspannung vor den µC-Eingang. 
Dioden sind schließlich schon intern implementiert. Sollte aber nicht zu 
hochohmig werden, wegen des entstehenden Tiefpaß mit den parasitären Cs.

[Michael (Gast)]

Hi!

Danke für alle Tipps. In der Tat möchte ich Bauteile und Platz sparen. 
Die diskreten Möglichkeiten sind mir bekannt, ich suche nach eben mehr 
oder minder integrierten Filtern/Schutzschaltungen. Alleine 
Längswiderstand, BAS70-04, Pullup und Kerko nehmen schon "zu viel" Platz 
weg.

Bzgl. Kosten: Bei den letzten Hunderter-Kleinserien war die Anzahl der 
Bauteile schon ein Faktor, zumal EINE BAS70-04 bei 1000 Stk. immer noch 
7.5 Cent netto kostet, Kerko 2 Cent, Widerstände je 2 Cent = 11,5 Cent * 
5 Eingänge. Ein EMI-Filter ist da nicht teurer und wesentlich kompakter 
und verkürzt die Stückliste (evtl. werden Pullup und Kerko trotzdem 
benötigt).

Es gibt ja nun auch gute Gründe für Widerstandsarrays etc.

Aber eigentlich wollte ich nur Fragen ob jemand mit 
kleineren/integrierten Schutzbeschaltungen ERFAHRUNG hat und Tipps geben 
kann.

Wunschaussage (überspitzt): Bauteil xyz schützt bis zu 6 Eingänge und 
wird von mir direkt mit den Controller-integrierten Pullups in einer 
blabla Applikation betrieben.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Man könnte auch Dioden in Serie mit den Eingangskanälen einbauen. Wenn 
dann noch zusätzlich Strombegrenzungswiderstände vorhanden sind und ein 
TVS, kann nicht viel passieren. Sobald die Eingangsspannung Vdd 
übersteigt trennt die Diode den Stromkreis. Musst natürlich gegen Masse 
schalten.

Es ist übrigens sehr wichtig genug Schaltstrom durch die Kontakte 
fließen zu lassen. Wenn man nur mit einigen uA arbeitet versagen viele 
Schaltkontakte durch Oxydbildung schon nach kurzer Zeit.

Ein kommerzieller digitales Steuermodul hatte an den Eingängen nur 100K 
Widerstände in Serie und verließ sich auf den Schutz der internen CMOS 
Körperdioden. Weitere Schutzmaßnahmen waren nicht vorgesehen. Es war ein 
MC68HC705 uC eingebaut. Bei einem maximalen Eingangsstrom von 1mA waren 
also bis +/- 100V zuläßig. Dieses Teil hat sich in der Industriepraxis 
in jahrelangem Einsatz durchaus bewährt und es hat deswegen auch nie 
Ausfälle gegeben.


http://www.dghcorp.com/modbus/

[Michael K. (Gast)]

Michael schrieb:
> Alleine
> Längswiderstand, BAS70-04, Pullup und Kerko nehmen schon "zu viel" Platz
> weg.

Längwiderstand im Footprint 0402.
Dioden sind bereits intern (wurde auch schon gesagt)
Kerko ist unnütz. Entprellen tut die Software und schützen tut ein Kerko 
nichts am Eingang.
Pull-up ist meist auch intern.

Michael schrieb:
> Ein EMI-Filter
Ja was jetzt ?
Schutz gegen Transienten oder EMI Filter ?
Du vermischt da was.

Es bleibt also bei einem 0402 Widerstand.
Zu groß ?

[Falk B. (falk)]

@ Michael Knoelke (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)

>Längwiderstand im Footprint 0402.

Gegen ESD mit mehreren KV? Optimist ;-)

[Michael K. (Gast)]

Falk B. schrieb:
>>Längwiderstand im Footprint 0402.
>
> Gegen ESD mit mehreren KV? Optimist ;-)

Naja, hängt davon ab ob die paar KV lange genug anstehen um ionisierend 
zu wirken und die Strecke zu durchschlagen bevor sich die Energe über 
den 0402 und die internen Dioden entlädt oder den 0.15mm Gap zum GND 
Polygon.
(Ich meine sowas in meiner Glaskugel gesehen zu haben.)

Da der Einsatzzweck und der 'Schutz' nie näher definiert wurden ist ein 
0402 vieleicht sogar völlig überdimmensioniert.

Ist mit 'Schutz' aber etwas gegen direkten Beschuss, Blitzeinschlag oder 
Wassereinbruch gemeint, so liege ich mit meinem 0402 natürlich weit 
daneben.