Ich versorge meinen µC (Arduino Mega 2560) mit einem 5V-Netzteil über die 5V-Pin sowie den GND-Pin. Dann habe ich am Analogeingang über ein Netzteil 0 bis 12 Volt anliegen. Die messe ich über einen Spannungsteiler (5kOhm / 7kOhm) an einem Analogeinang, so dass ich maximal 5 Volt als Eingangsspannung dort erreiche. Die Massen von den beiden Netzteilen habe ich verbunden. Jetzt interessiert mich was passiert (siehe Anhang): 1) Wenn jemand das 12V-Netzteil verpolt anschließt (konkret: +12V vom Netzteil liegen auf der gemeinsamen Masse des Arduinos; die Masse des 12V-Netzteils liegt am Spannungsteiler an). a) Damit liegt am Analogeingang dann eine negative Spannung an, korrekt? b) Das tut dem Analogeingang vermutlich nicht gut, korrekt? Wenn das so ist: Wie kann ich so etwas absichern? Vermutlich nicht mit einer Diode, weil ich durch den Spannungsabfall an der Diode nicht mehr korrekt messen kann? Andere Möglichkeit? c) Es hat keine Auswirkung auf die korrekte Spannungsversorgung des Arduino. Diese bleibt bei 5V, korrekt? 2) Wenn jemand ein 24V-Netzteil anschließt und es verpolt Wie verhalten sich dann a) bis c)? Ich vermute genauso (nur dass b) noch schlimmer wird) Was mich nicht interessiert: Wenn jemand 24V mit richtiger Polung anlegt. Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen Spannungsteiler und A_in ab. Zur Veranschaulichung siehe Screenshot. Kann mir jemand helfen?
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Bau eine Diode zum Spannungsteiler ter rein. Oder gleich eine Graetzbrücke für den ganzen Aufbau.
Sebastian E. schrieb: > Vermutlich nicht mit einer Diode, weil ich durch den Spannungsabfall > an der Diode nicht mehr korrekt messen kann? Du musst die Diode nur richtig vor den AD-Eingang schalten. Und weil dieses Problem ja echt jeder hat, findest du mit den richtigen Begriffen in der Bildersuche leicht was: https://www.google.com/search?q=analogeingang+schutzbeschaltung&source=lnms&tbm=isch Ergibt sowas: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Arduino/Programmierung/arduino-analog.html https://forum.arduino.cc/index.php?topic=286030.60 Und so weiter und so fort... Sebastian E. schrieb: > Was mich nicht interessiert: Wenn jemand 24V mit richtiger Polung > anlegt. Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen > Spannungsteiler und A_in ab. Das sollte dich aber interessieren, denn eine Z-Diode ist an dieser Stelle dank ihrer Leckströme ein ganz ungeeignetes Bauteil. > Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen > Spannungsteiler und A_in ab. Diese Z-Diode würde übrigens auch vor negativen Spannungen schützen. Überleg mal, was diese Z-Diode mit einer negativen Spannung machen würde. > Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen > Spannungsteiler und A_in ab. Im Grunde ist zwischen dem Spannungsteiler und dem A_in ein Draht, eine Verbindung. Die Z-Diode, die du meinst, ist korrekterweise zwischen A_in und GND.
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Dein Schaltplan ist völlig falsch. Beide Spannungsquellen müssen mit GND verbunden werden. Die Eingänge des AVR enthalten intern Dioden welche Überspannung nach VCC ableiten und Unterspannung nach GND ableiten. Der Spannungsteiler begrenzt dabei die Stromstärke. Leider ist nicht spezifiziert, wie viel Strom diese Dioden aushalten. Atmel empfiehlt in einer AppNote maximal 1mA. Die Dioden halten erfahrungsgemäß sehr viel mehr aus, aber dann kann es zu Fehlfunktionen kommen. Bei positiver Überspannung ist wichtig, dass irgendwo ein Verbraucher ist, der den Strom aufnimmt. Wenn dein AVR der einzige Verbraucher ist und zum Beispiel 2mA aufnimmt und mehrere analoge Eingänge insgesamt mehr als 2mA nach VCC ableiten, dann steigt die Versorgungsspannung über 5V an. Dagegen kann man z.B. eine 5,6V Zenerdiode an VCC+GND anschließen, die den Strom ggf. aufnimmt. Bei negativer Signalspannung hast du kein Problem, weil dann nach GND abgeleitet wird, als keinen Einfluss auf die Versorgungsspannung hat.
Lothar M. schrieb: > Und weil dieses Problem ja echt jeder hat, findest du mit den richtigen > Begriffen in der Bildersuche leicht was: > https://www.google.com/search?q=analogeingang+schutzbeschaltung&source=lnms&tbm=isch > Ergibt sowas: > http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Arduino/Programmierung/arduino-analog.html > https://forum.arduino.cc/index.php?topic=286030.60 > Und so weiter und so fort... Trifft meine Fragestellung nicht und passt deshalb nicht als Antwort. Lothar M. schrieb: > Sebastian E. schrieb: >> Was mich nicht interessiert: Wenn jemand 24V mit richtiger Polung >> anlegt. Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen >> Spannungsteiler und A_in ab. > Das sollte dich aber interessieren, denn eine Z-Diode ist an dieser > Stelle dank ihrer Leckströme ein ganz ungeeignetes Bauteil. Die Leckströme sind so gering, dass sie das Messergebnis nicht beeinflussen. Selbst schon geprüft. Und mit 5,6 V Durchbruchspannung bin ich sehr weit von den 5V weg. Lothar M. schrieb: >> Das sichere ich mit einer Z-Diode mit 5,6V zwischen >> Spannungsteiler und A_in ab. > Im Grunde ist zwischen dem Spannungsteiler und dem A_in ein Draht, > eine Verbindung. Die Z-Diode, die du meinst, ist korrekterweise > zwischen A_in und GND. Was das gleiche ist: Denn A_in und GND sind im Arduino verbunden. Das ist eine zusätzliche Z-Diode (auch wenn im Arduino vielleicht eine verbaut ist, was ich nicht genau weiß). Stefan ⛄ F. schrieb: > Dein Schaltplan ist völlig falsch. Beide Spannungsquellen müssen mit GND > verbunden werden. Das war ja genau mein Punkt: Es wird hier angenommen, dass jemand eine Verpolung vornimmt. Darum geht es ja genau. Stefan ⛄ F. schrieb: > Bei positiver Überspannung ist wichtig, dass irgendwo ein Verbraucher > ist, der den Strom aufnimmt. Ja, entweder der Widerstand im Spannungsteiler oder aber ein zusätzlicher, der zwischen Spannungsteiler und A_in hängt (mitsamt der Z-Diode) Stefan ⛄ F. schrieb: > Bei negativer Signalspannung hast du kein Problem, weil dann nach GND > abgeleitet wird, als keinen Einfluss auf die Versorgungsspannung hat. OK, dann würde ich in der Spannungsversorgung keine Überspannung bekommen und wenn Lothar Recht hat, dann hilft die Z-Diode auch bei negativer Spannung.
Offenbar hast du dich von Anfang an auf eine Z-Diode am Eingang festgelegt. Zeichne das nochmal auf aber mit unverpolten Spannungen, damit wir sehen, wie dein Lösungsansatz aussieht. Deine Annahme, dass eine 5,6V Zenerdiode bei 5V noch nicht leitet, ist ziemlich mutig. Nicht alle Dioden sind gleich. Bei mir ist das mal voll in die Hose gegangen. Ich konnte es aber leicht umgehen, indem ich den Spannungsteiler auf 2,56V ausgelegt hatte und den ADC mit seiner internen 2,56V Referenz benutzte. Das war dann wirklich weit genug weg von der Zenerspannung. Wie viel "weit genug weg" ist, hängt natürlich auch davon ab, wie hochohmig Spannungsteiler und Quelle sind und wie viel Messfehler man tolerieren kann.
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Sebastian E. schrieb: > Trifft meine Fragestellung nicht Da gehen unsere Meinungen offenbar auseinander. Sieh dir die Schaltungen trotzdem an und versuche wenigstens, diese Schaltungen und die Funktion der Dioden zu verstehen. > Was das gleiche ist: Denn A_in und GND sind im Arduino verbunden. Sicher nicht, denn "verbunden" bedeutet in der Elektronik, dass du zwischen diesen Punkten mit dem Multimeter Durchgang im Bereich um 0 Ohm messen kannst. > Und mit 5,6 V Durchbruchspannung bin ich sehr weit von den 5V weg. Hast du mal ein Datenblatt der von dir verwendeten Diode? Ich habe mal 2 Auszüge angehängt, da können die Z-Dioden bei 5,2V schon mal 5mA oder gar bei 5,32V schon 20mA durchlassen. Garantiert beginnt bei diesen Bauteilen der leitende Bereich also schon deutlich unter 5V. > Die Leckströme sind so gering, dass sie das Messergebnis nicht > beeinflussen. Ja, allerdings hat man normalerweise eben keine derartig niederohmigen Spannungsteiler vor einem Analogeingang. > Selbst schon geprüft. Wie? > wenn Lothar Recht hat, dann hilft die Z-Diode auch bei negativer Spannung. Das hat mit "Recht haben" nichts zu tun. Es ist simple Physik. Denn "Recht habe" ich in meinem gesamten Post... ;-) > auch wenn im Arduino vielleicht eine verbaut ist, was ich nicht genau weiß Da muss man zum Glück nicht raten und unwissend bleiben. Denn im Netz findet man ganz leicht einen Schaltplan des von dir verwendeten Andruiden. Ich lade mir solche Schaltpläne immer gleich herunter zu den Datenblättern der verwendeten Bauteile.
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