Transistorschaltung: 24V als Inputsignal für 3,3v Input µC, offene Fragen

[Rene M. (sanduhrgucker)]

Hallo @all

ich hoffe es erbarmt sich jemand, meine Anfängerfrage zu beantworten. 
Ich weis, das derartige Aufgaben zu hauf im Netz beantwortet sind, und 
gesucht habe ich schon seit Stunden ABER: Meine Frage weicht vom 
Standard ab...

Meine Haustürklingel soll mal eine mail schicken.
Praktischerweise liefert sie 18Vdc konstant, und als Klingelimpuls 
24Vdc.

In meiner Bastelkiste habe ich gefunden:
1 * ESP8266 ESP-01
1 * Step-Down Modul 1,8-35V
n * Transistoren BC547B und BC517
n * ZD20 Dioden
und allemöglichen Widerstände.

Hier meine Frage:
Dem MC werde ich mit dem Step-Down Modul schön auf 3,3V speisen können, 
was aber mache ich mit dem 24V Klingelsignal? Der Input des ESP erwartet 
ja etwa 3.3V am Eingang.

Ich dachte dann, ich könnte eine Transistor-Schaltung zur Hand nehmen, 
die mit dem 24V Signal die 3,3v VCC durchlässt....aber...

Meine Vorwiederstandberechnungen ergeben irgendwie kein Sinn. Ich 
fürchte irgendwas brate ich durch.
Kann ich die 3,3V ab Stepdown-Modul als Colektorspeisung nehmen, oder 
kommt dann am Emitter zuwenig raus um als (True)Signal zu dienen??
Muss ich die 18V der Klingel nehmen? - die Widerstände wären dann recht 
fett oder?


Vielleicht kann mir jemand auf die Spur helfen?
Bin für jeden Tip dankbar!

Gruß
Sandman

[Alexander S. (alex998)]

Ich würde nur einen Spannungsteiler vor den GPIO setzen.

[Joe F. (easylife)]

...oder so (etwas sicherer gegen Überspannung als die 
Spannungsteiler-Variante).
OUT ist invertiert, d.h. bei 18V ist OUT auf 3.3V und wenn es klingelt 
geht OUT auf 0V. Sollte für die Weiterverarbeitung mit einem uC ja keine 
Rolle spielen.

Vorsichtige Menschen würden hier einen Optokoppler einsetzen.

[Jens G. (jensig)]

>...oder so (etwas sicherer gegen Überspannung als die
>Spannungsteiler-Variante).

Hochohmige Überspannungen stecken des µCs interne Schutzdioden weg ...

[Stefan F. (Gast)]

Ich würde mit dem Klingelsignal einen Optokoppler ansteuern und dessen 
Ausgang an einen Eingang des Mikrocontrollers anschließen. Und damit der 
Optokoppler nur bei der höheren Spannung einschaltet, noch eine 20V 
Zenerdiode in Reihe.

So vermeidest Du Probleme mit Masseschleifen, die in derart verteilten 
Installationen häufig Schwierigkeiten bereiten.

[Alexander S. (alex998)]

Joe F. schrieb:
> etwas sicherer gegen Überspannung als die
> Spannungsteiler-Variante

Naja, der ESP verträgt 5V an den IOs, den Rest machen die internen 
Dioden...
Wenn der Spannungsteiler ausreichend hochohmig ist würd ich da garnicht 
so einen Aufriss machen. Aber korrigier mich ruhig wenn ich falsch 
liege.

[Joe F. (easylife)]

Jens G. schrieb:
> Hochohmige Überspannungen stecken des µCs interne Schutzdioden weg ...

joaaah, naja, schön ist das aber nicht, oder?
Also wenn man den Spannungsteiler so dimensioniert, dass aus 24V 3.3V 
werden, sind 18V immernoch 2.47V, nicht wirklich low...


Anbei noch die saubere Lösung mit Optokoppler.

[Alexander S. (alex998)]

Joe F. schrieb:
> sind 18V immernoch 2.47V

??? Ich nahm an die 18V und das Klingelsignal sind separate Leitungen.

[Jens G. (jensig)]

@ Joe F. (easylife)

>Jens G. schrieb:
>> Hochohmige Überspannungen stecken des µCs interne Schutzdioden weg ...

> joaaah, naja, schön ist das aber nicht, oder?

Ob Du das schön findest, war aber hier nicht die Frage.

[Rene M. (sanduhrgucker)]

sind sie.

[Joe F. (easylife)]

Jens G. schrieb:
> Ob Du das schön findest, war aber hier nicht die Frage.

Na und?

[Alexander S. (alex998)]

Wie gesagt Rene, mach nicht so ein Gemehre; pack zwei Widerstände im 
kOhm-Bereich davor und gut. Optokoppler ist vllt. etwas übertrieben.

[Rene M. (sanduhrgucker)]

Hallo nochmal, und herzlichen Dank für den vielen Input, und die Tips!

@joe: Ist D1 in deiner Schaltung (Klingeldetection) nicht verkehrt 
herum?

Auch den anderen Beiträgen konnte ich sinngemäß folgen. Vielen Dank! Da 
ich versuchen möchte mit dem vorhandenen auszukommen (und nicht wieder 
5,95€ Versand für ein 20Cent Bauteil ausgeben möchte), versuche ich es 
zunächst mit Joe's Schaltung.

Mal gespannt obs klappt. Vermisse langsam dieses Gefühl.

Vielen Dank an alle!
Gruß
Sandman

[Jens G. (jensig)]

>@joe: Ist D1 in deiner Schaltung (Klingeldetection) nicht verkehrt
>herum?

Nein - ist richtig rum - ist ja eine Z_Diode, die revers betrieben 
werden (wenn sie als Z-Dioden fungieren sollen).

[Joe F. (easylife)]

Rene M. schrieb:
> @joe: Ist D1 in deiner Schaltung (Klingeldetection) nicht verkehrt
> herum?

Nein, sie ist richtig herum. Allerdings bin ich (fälschlicherweise) 
davon ausgegangen, dass du 18V konstant auf der Klingelleitung hast, und 
sich die Spannung beim Klingeln auf 24V erhöht.
Da das ja nicht so ist, sondern du ein Klingelsignal von 0V/24V hast, 
sieht die Schaltung natürlich anders aus.

24V DC stimmt aber, ja?

Da du ja eine Zenerdiode hast, kannst du diese dann wenigstens als 
zusätzlichen Schutz bei der Spannungsteiler-Lösung verwenden.
Transistor braucht das Ganze dann nicht.

Alexander S. schrieb:
> Optokoppler ist vllt. etwas übertrieben.

Ich sehe die Berechtigung für Optokoppler eigentlich genau in diesem 
Bereich.
a) man hat lange Kabellängen, die sich bei Gewitter schöne Pulse 
einfangen.
b) Optokoppler kostet 0.10 EUR, der Aufwand den uC zu tauschen, neu zu 
flashen etc. steht demgegenüber nicht im Verhältnis.
c) der Optokoppler lässt GND von der Klingelanlage (meist irgendwo im 
Keller) und vom uC Netzteil getrennt. Auch alleine durch das 
Zusammenlegen dieser beiden GNDs ergeben sich oft schon hässliche 
Probleme.

[Alexander S. (alex998)]

@Joe: Ich war vom genauen Gegenteil ausgegangen:

ESP sitzt direkt in der Klingel, -> kurze Kabel;
ESP kriegt von Klingel  Vcc und Klingelsignal -> keine Masseproblematik.

Aber die Zener ist nie verkehrt.

Vllt. erzählt Rene noch wie und wo.

[Joe F. (easylife)]

Alexander S. schrieb:
> ESP kriegt von Klingel  Vcc und Klingelsignal -> keine Masseproblematik.

Ja, das wäre sicherlich sinnvoll.

Genauso, wie das Mailprogramm so einzustellen, dass es spätestens alle 5 
Sekunden die Mails pollt. Sonst geht der Paketbote wieder... ;-)

[Rene M. (sanduhrgucker)]

hier die Fortsetzung:

Ich habe zuerst auf dem Breadboard alles mal zusammengesteckt wie Joe in 
seinem Schaltungsvorschlag "Klingel-detection" vorgeschlagen.
Das Funktionierte aber nicht, bzw der Transistor schaltete nicht.

Ich habe die Diode dann doch mal umgedreht, und dann klappte auch alles 
wie es angekündigt, sprich 3,3V ohne signal, 0V bei Signal.

Freudig wollte ich das ganze dann montieren, und mein nächster Schritt 
sollte die installation des StepDown Moduls sein. Hier aber eine böse 
Überraschung:

Ich habe das Modul am Labornetzteil so eingestellt, das 3,3v 
übrigbleiben. Klemm ich das dann an meine Klingeldrähte, bricht die 
Spannung auf 0v runter, und meine (akkustische)Klingel klingelt.

Vielleicht hätte ich erwähnen sollen, das es sich um eine 
Klingelanlage/Türsprechkombi handelt, gemäß einiger Forenbeisträge zu 
diesem Model sollte das Pinout aber genau so sein. Ich habe die 
Spannungen ja mit dem Multimeter auch einwandfrei messen können. Beides 
Gleichstrom, 18 Dauer und 24V Klingelspannung.

Scheint mir so, als würde noch zusätzliche Kommunikation über den 18v 
Draht laufen. Kann ich das mit einer Diode einfach ignorieren, oder muss 
ich den Masterplan vollkommen ändern, um z.B. Akkustisch zu erfassen 
wenns klingelt?

Gruß
Sandman

[Rene M. (sanduhrgucker)]

Noch ein update:
Hab in der Anlage +5v gefunden, die ich jetzt als vcc nutze. Auch habe 
ich ein Mikrofonmodul gefunden, welches ein schönes 3,3v Signal für den 
ESP liefert.
Also nochmal vielen Dank für eure Tips, jetzt nimmt die Sache aber eine 
andere Richtung an. ;-)


Gruß
Sandman