Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Steuersignal unterbrechen / manipulieren


von Tony S. (tooony)


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Hallo in die Runde,

für das folgende Vorhaben suche ich eine elegante Lösung:

Ein Gerät hat einen 24V Steuereingang, welcher die Interfaces des Geräts 
verrieglt bzw. den Vorrang regelt. Üblicherweise kommt dieses 24V Signal 
bspw. von einer SPS, einer Steuereinheit im Allgemeinen oder ist fest 
auf 24V oder GND verdrahtet.

Eine weitere Platine (Mikrocontroller 3,3V) soll nun bei Bedarf auf das 
eine Interface des Geräts zugreifen und muss dafür den Steuereingang auf 
GND/Low ziehen - jedoch nur zu dem Zeitpunkt, wo auf das entsprechende 
Interface darauf zugegriffen wird. Greift die Platine nicht auf das 
Interface zu, soll das Steuersignal so durchgeschalten werden, wie es 
extern beschalten ist (24V oder GND/LOW).

Das Steuersignal wird hierbei über die Platine mit dem Mikrocontroller 
geschliffen. Das Signal soll nun so durchgeschalten werden, wie es 
extern beschalten ist - sprich High (24V) oder Low (GND). Der 
Mikrocontroller soll dann die Möglichkeit haben, das Signal auf Low zu 
setzen (externes Signal unterbrechen und Low setzen), wenn er auf das 
entsprechende Interface darauf zugreifen soll.

Meine erste Idee war hierbei einen Mosfet als Öffner zu nutzen. Da das 
Steuersignal aber auch GND/Low sein kann, würde für den 
High-Side-Schalter die Betriebsspannung wegfallen. Wäre dies ein 
Problem?

Welche alternativen Ansätze gibt es?

Vielen Dank für eure Erfahrungswerte!

Gruß,
Tony

von oweiowei (Gast)


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Tony S. schrieb:
> Vielen Dank für eure Erfahrungswerte!

Tony S. schrieb:
> Das Steuersignal wird hierbei über die Platine mit dem Mikrocontroller
> geschliffen.

Mein Erfahrungswert ist dass ein Signal nicht duchgeschliffen
wird sondern durchgeschleift. Wenn es geschliffen wird (Schleif-
machine) macht man es nämlich kaputt.

Tony S. schrieb:
> soll das Steuersignal so durchgeschalten werden

Mein Erfahrungswert ist auch dass ein Signal geschaltet, nicht
geschalten wird.

Mein dritter Erfahrungswert ist dass das alles sehr chaotisch
und unverständlich beschrieben ist. Ein (Block-)Schaltbild würde
mehr als deine tausend Worte sagen.

von Wolfgang (Gast)


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Tony S. schrieb:
> Welche alternativen Ansätze gibt es?

Eine wired-OR Schaltung in negativer Logik wäre eine Möglichkeit, also 
Pull-Up Widerstand von deinem Steuereingang nach 24V, Diode von SPS und 
LL-MOSFET vom µC zum Steuereingang.

von Jens G. (jensig)


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Am besten schaltet man einen PullUp-R von +24V zum Eingang. Dann kann 
man mit dem µC via N-Kanal-Mosfet diesen Eingang nach Masse ziehen.
Die anderen Quellen, die ebenfalls auf diesen Eingang arbeiten sollen, 
und falls diese PushPull-Stufen enthalten, müssen dann über eine Diode 
(Anode zum Eingang) den Eingang auf Masse ziehen. Ansonsten wird der 
H-Pegel über den PullUp gehalten, wenn keiner der Ansteuerer den Eingang 
auf L zieht.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Tony S. schrieb:
> Das Steuersignal wird hierbei über die Platine mit dem Mikrocontroller
> geschliffen.

geschleift. Du "machst eine Schleife"  und nicht "Material abtragen".

Zwei Möglichkeiten:
Entweder ein Relais mit Wechsler, das den Eingang normal durchleitet 
über den Öffner, der Schließer aktiviert den Lokalbetrieb. Vorteil: das 
geht auch wenn deine Kiste keinen Strom hat.

Oder du erfasst das Eingangssignal und erzeugst eine logische Kopie 
(oder eben nicht) über deine Schaltung. Kleiner, leichter, einfacher. 
Muss aber Saft haben, sonst tut's nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Ohne Skizze verstehe ich nicht, was das werden soll.

von Tony S. (tooony)


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Hallo in die Runde,

vielen Dank für die Rückmeldungen!

Jens M. schrieb:
> geschleift. Du "machst eine Schleife"  und nicht "Material abtragen".

Stimmt!

Jens M. schrieb:
> Oder du erfasst das Eingangssignal und erzeugst eine logische Kopie
> (oder eben nicht) über deine Schaltung. Kleiner, leichter, einfacher.
> Muss aber Saft haben, sonst tut's nicht.

Dieser Ansatz scheint mir für mein Vorhaben die eleganteste Lösung und 
bietet durch die Logik in der Software viele Freiheiten. Eine Lösung, 
die auch ohne Saft das Signal bspw. via Relais durchleitet, benötige ich 
nicht.

Wie würdet Ihr einen industriellen Eingang an einen 3,3V Mikrocontroller 
(SAM E54) umsetzen? Ein Optokoppler wird nicht benötigt, da die Platine 
auf dem gleichen GND hängt, wie das Signal und die Stromversorgung.

Viele Lösungen die ich mir angeschaut haben nutzen entweder den 
Optokoppler zur Isolation - die ich hier eben nicht wirklich benötige - 
oder einen Ansatz mit Spannungsteiler, Z-Diode und Serienwiderstand. 
Wäre dies ein industrietauglicher Ansatz für einen 24V Eingang? Sinnvoll 
wäre ein Überspannungsschutz bis 35V und eine Schaltschwelle bei 16V.

Hat jemand Erfahrungswerte oder eine Beispielschaltung?

Vielen Dank für eure Hilfe!

von Stefan F. (Gast)


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von Sebastian S. (amateur)


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Setz Dich doch mal mit der Funktion des Relais auseinander.
Die gibt es als Öffner oder auch Schließer.
Ich aber schrecklich Kompliziert;-)

von Peter D. (peda)


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Opto-MOS (AQY212).

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