Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AVR Eingang rugged mit pull-down


von Jens K. (Gast)


Lesenswert?

Hallo Leute,

ich bin leider totaler noob was analoge Schaltungen angeht und hab nur 
ein wenig gegoogelt und dabei den Ruggeduino entdeckt.

http://static1.squarespace.com/static/529a48e1e4b09eb80191621d/t/54e7302ae4b021b682ba39ed/1385919589724/am010_iopinmodel.gif?format=500w

Ist hier die Eingangsbeschaltung und laut Hersteller 24V fest.

Kann einer der Profis mir evtl. erklären, wie das ganze funktioniert?
Ich versteh nicht ganz, was die z-Diode gegen Masse bewirkt, sollte 
diese nicht zum Eingangspin gehen?

Auch verwirrt mich, das der Hersteller schreibt, das bei seiner Version 
für den erweiterten Temperaturbereich (Ruggeduino ET), das Limit bei 10V 
liegt.
Wenn ich das richtig lese, ist dort eine 220Ohm Polyfuse drin, löst 
diese dann über 5V aus oder erst über 24V?
Bei wieviel Volt liegt dann die Schaltschwelle?

Weiter würde mich interessieren, wie man diese Schaltung mit einem 
Pull-Down erweitert, denn ich suche eine Schaltung die mir 24V (LKW) 
Eingänge mit Pull-Down bereit stellt.

1000 Dank
LG Jens

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Die Zenerdiode begrenzt die Spannung auf 5.1V am Eingang - das macht 
sie, indem sie bei größeren Spannungen einfach leitend wird. Damit dann 
der Strom nicht zu groß ist, haben sie noch einen 220 Ohm Widerstand 
spendiert.

Die Schaltung ist in meinen Augen aber der absolute Witz. Die haben 
Leute gebaut, die nicht wesentlich mehr Ahnung haben als Du (keine 
Kritik an Dir! Du willst den Mist ja nicht verkaufen) Bei 24V 
Signalspannung fließen da - solange es der Treiber hergibt - nominal 
86mA. Macht 2 Watt Verluste pro Eingang. Super! Da wird auch klar, warum 
sie das im erweiterten Temperaturbereich begrenzen müssen.

Wenn der Pegel wie bei Dir bekannt ist, würde ich einfach zum 
Spannungsteiler greifen. Der Pull-Down ist dann schon inklusive. Wenn du 
es etwas robuster gegen Transienten machen willst, kann die Zenerdiode 
bleiben, noch besser wäre aber eine TVS Diode.

Richtig gut wirds in meinen Augen mit galvanischer Trennung, also z.B. 
Optokoppler. Ist im KFZ Bereich einfach robuster.

von Jens K. (Gast)


Lesenswert?

Ist einem Optokoppler egal, ob er ein definiertes Low Signal bekommt
oder nicht?
Der Eingang kommt von einem Schaltkontakt und führt 24V oder hängt in
der Luft, daher der Pull-Down.
Ich geh mal von aus, der braucht den Pull-Down genauso...
Nun hab ich auch keine Ahnung von Optokopplern, irgendwelche
Empfehlungen, sonst such ich mich wohl zu Tode.

Ich nehm auch gern Schaltpläne, falls jemand eine gute Adresse im Netz
kennt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Optokoppler sind auf der Eingangsseite wenig mehr als eine (IR-)LED.
Die reagieren am Ende auf den Strom der durchfließt. Ein offener 
Optokoppler-Eingang unterscheidet sich aus Optokoppler-Sicht nicht von 
einem, der (direkt oder durch einen Pulldown) kurzgeschlossen ist.

von Jens K. (Gast)


Lesenswert?

Ah stimmt, ich Idiot.

Also am +Eingang des Optokopplers muß eigentlich nur ein passender 
Vorwiderstand für die Led sein.
Kann man dann ja aus dem Datenblatt errechnen.
Eine Zenerdiode zum Schutz wäre mir aber auch hier lieb, die sollte 
zwischen die Optokopplereingänge +/-?
Zwischen AVR Eingang und Optokoppler Ausgang kann ich dann sicher einem 
Pull-Down setzen?

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Jens K. schrieb:
> Also am +Eingang des Optokopplers muß eigentlich nur ein passender
> Vorwiderstand für die Led sein.
> Kann man dann ja aus dem Datenblatt errechnen.

Korrekt.


> Eine Zenerdiode zum Schutz wäre mir aber auch hier lieb, die sollte
> zwischen die Optokopplereingänge +/-?

Unnötig. Der OK schaltet in einem großen Bereich des Eingangsstroms. 
Dimensioniere für das untere Ende, dann hast Du nach oben Luft.

> Zwischen AVR Eingang und Optokoppler Ausgang kann ich dann sicher einem
> Pull-Down setzen?

Einen Arbeitswiderstand benötigst Du für den OK. Ob PullUp oder -Down 
ist egal. Für einfachste Anwendungen reicht der Pullup im Controller. Ob 
dort nun positive oder negative Logik anliegt, ist fast egal. Das kannst 
Du in der SW berücksichtigen.


Gruß

Jobst

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Jens K. schrieb:
> Wenn ich das richtig lese, ist dort eine 220Ohm Polyfuse drin, löst
> diese dann über 5V aus oder erst über 24V?
Die löst aus, wenn ihr zu warm wird. Und "auslösen" bedeutet einfach 
"hochohmig" werden. Das könnte man mit einem 2k2 statt der Polyfuse auch 
haben...

> Bei wieviel Volt liegt dann die Schaltschwelle?
Das kann man nicht so ohne weiteres sagen. Und es ist eigentlich auch 
unwichtig.

Zudem würde ich niemals eine 5,1V Z-Diode zum Schutz eines 5V-Pins 
nehmen. Denn 5,1V hat die bei 100uA. Wenn da mal mehr Strom kommt, 
steigt die Spannung an und die Diode im uC beginnt zu leiten. Wenn 
schon, dann muss da an einen digitalen Eingang eine 4,7V Z-Diode.

Stefan schrieb:
> Die haben Leute gebaut, die nicht wesentlich mehr Ahnung haben
Das stimmt allerdings. Der Einäugige unter den Blinden...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Jobst M. schrieb:
>> Eine Zenerdiode zum Schutz wäre mir aber auch hier lieb, die sollte
>> zwischen die Optokopplereingänge +/-?
>
> Unnötig. Der OK schaltet in einem großen Bereich des Eingangsstroms.
> Dimensioniere für das untere Ende, dann hast Du nach oben Luft.

LED sind allerdings allergisch gegen zu hohe Reversspannung. Es kann 
also nicht schaden, antiparallel zur LED des Optokopplers eine normale 
Diode a là 1N4148 zu schalten für den Fall, das ein Horst mal die 
Eingänge verpolt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> LED sind allerdings allergisch gegen zu hohe Reversspannung.
Eine Verpolung macht ihnen nichts aus, sie gehen dabei erst mal nicht 
kaputt, sondern beginnen wie eine Z-Diode einfach zu leiten.

Der begrenzende Parameter ist dann die zulässige Leistung auf dem Die. 
Die darf nicht überschritten werden. Und die Durchbruchspannung spielt 
sich bei aktuellen LEDs nach letzten Messungen im Frühjahr im Bereich 
deutlich über 40V ab...


> Es kann also nicht schaden, antiparallel zur LED des Optokopplers eine
> normale Diode a là 1N4148 zu schalten für den Fall, das ein Horst mal
> die Eingänge verpolt.
Wenn schon, dann würde ich hier die Diode in Reihe zur OK-LED schalten, 
dann fließt im Verpolungsfall schon mal gar kein Strom...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.