Ich möchte mit folgender Schalterung Reed-Relais, Taster oder sonstige potentialfreien Kontakte einlesen. Leitungslänge soll bis einige Meter möglich sein. J6 und J7 werden gegen J8 extern geschaltet. A3 und A4 sind direkt die Ports einer ATSAMD21G18A MCU. ESD, Surge und sonstige Einkopplungen sollten halt nicht direkt die MCU killen. Ich hab mich bei den Bauteilen auch daran orientiert, was gut verfügbar und sowieso schon auf dem PCB verwendet wird, um die Komplexität zu reduzieren. Erfüllt meine Schaltung ihren Zweck? Oder wäre ich mit einem Serienwiderstand und einer TVS (zB PRTR5V0U4D) besser dran?
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330kΩ ist zu hochohmig, das reagiert viel zu leicht auf Störungen. Außerdem brauchen die meisten Schaltkontakte mindestens 1mA, um so lange zu halten, wie sie sollen. Nimm besser Pull-Up Widerstände mit 2,2kΩ und davor 220Ω. Unabhängig davon besteht bei Überspannung an den Eingängen ein gewisses Risiko, dass über die Dioden mehr Strom nach VCC abgeleitet wird, als dahinter verbraucht wird. Dann steigt die VCC Spannung an. Dagegen solltest du wenigstens eine 3,6V Zenerdiode an VCC+GND hinzufügen. Wie viel Leistung die verheizen können soll, hängt davon ab. wie viele Eingänge du mit wie viel Volt maximal überlasten willst.
Dom S. schrieb: >2021-05-19_12_17_26-Eeschema___input.sch___Input_____D__Data_Eigene_Dok umente_Projekte_EIB_Konnektin.png Gab's keinen längeren Dateinamen? > Ich möchte mit folgender Schalterung Reed-Relais, Taster oder > sonstige > potentialfreien Kontakte einlesen. Akademisch aufgeblasen. Die Standardschaltung mit Pull-Up und RC-Filter reicht in den meinsten Fällen. https://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung#Einfacher_Taster > ESD, Surge und sonstige Einkopplungen sollten halt nicht direkt die MCU > killen. Da kann man ggf. noch eine ESD-Diode an den Eingang packen.
1 | Eingang |
2 | o |
3 | | |
4 | |~| 220Ω |
5 | |_| |
6 | 2k2 | |
7 | VCC o---[===]---+----||-----| 100nF |
8 | | |
9 | +----|<|----| Zener 3,3V |
10 | | |
11 | | |
12 | o |
13 | zum Mikrocontroller |
Wenn den Kondensator auf 1µF vergrößerst, kann er sogar die Kontakte entprellen. Es fließen mehr als 1mA durch den Kontakt. Die Versorgungsspannung kann sich nicht überhöhen. Wenn viel zu viel Spannung angelegt wird, brennt der 220Ω Widerstand durch, ist also leicht zu reparieren.
Stefan ⛄ F. schrieb: > 330kΩ ist zu hochohmig, das reagiert viel zu leicht auf Störungen. > > Außerdem brauchen die meisten Schaltkontakte mindestens 1mA, um so lange > zu halten, wie sie sollen. Nimm besser Pull-Up Widerstände mit 2,2kΩ und > davor 220Ω. der Leitgedanke war die Schaltung so hochohmig zu machen, damit im Falle einer Überspannung möglichst wenig Strom fließt. Mir ist bewusst, dass die Schaltung dann bzgl. ihrer Funktion anfälliger wird - war aber der Meinung dass ich das per Software gut wegfiltern kann. Dumme Idee? Stefan ⛄ F. schrieb: > Unabhängig davon besteht bei Überspannung an den Eingängen ein gewisses > Risiko, dass über die Dioden mehr Strom nach VCC abgeleitet wird, als > dahinter verbraucht wird. Dann steigt die VCC Spannung an. > > Dagegen solltest du wenigstens eine 3,6V Zenerdiode an VCC+GND > hinzufügen. Wie viel Leistung die verheizen können soll, hängt davon ab. > wie viele Eingänge du mit wie viel Volt maximal überlasten willst. ok, verstanden. Die sollte ich unterbringen. Gibts bzgl. Dimensionierung irgendwelche Faustregeln? Vom Gefühl dürften die Energie, die hier eingekoppelt wird nicht allzu groß werden. Falk B. schrieb: > Gab's keinen längeren Dateinamen? Sorry, das erzeugt Greenshot einfach so, ich dachte nicht dass das jemanden stört. Stefan ⛄ F. schrieb: >
1 | > Eingang |
2 | > o |
3 | > | |
4 | > |~| 220Ω |
5 | > |_| |
6 | > 2k2 | |
7 | > VCC o---[===]---+----||-----| 100nF |
8 | > | |
9 | > +----|<|----| Zener 3,3V |
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13 | > zum Mikrocontroller |
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Ist die 3,3V Zener schnell genug und geeignet für Surge? Oder lieber eine 3,3V TVS-Diode ? zB CDSOD323-T03 http://www.farnell.com/datasheets/1845299.pdf
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Bearbeitet durch User
Dom S. schrieb: > der Leitgedanke war die Schaltung so hochohmig zu machen, damit im Falle > einer Überspannung möglichst wenig Strom fließt. Ist schon klar, nur wird sie dadurch auch empfindlich und erfüllt nicht die Bedürfnisse der meisten Schaltkontakte. Was nützt die schönste Lösung, wenn sie nicht zuverlässig und nur ein paar Monate funktioniert? > war aber der Meinung dass ich das per Software gut > wegfiltern kann. Kann sein, kommt auf die Programmierung an. Den Strom für die Kontakte (Wetting Current) kann man aber nicht per Software erzeugen. > Gibts bzgl. Dimensionierung irgendwelche Faustregeln? Wie ich schrieb: Wenigstens 1mA sollten durch den Kontakt fließen. besser ist, wenn das Datenblatt deines Schalters eine konkrete Angabe dazu hat. Ein "grober" Treppenhaus-Lichtschalter braucht zum Beispiel deutlich mehr. > Ist die 3,3V Zener schnell genug und geeignet für Surge? Ich habe mit dieser Thematik nur die Erfahrung eines Hobbyelektronikers, also fast keine. Allerdings habe ich gelernt, dass Dioden generell sehr schnell leitend werden und relativ dazu träge abschalten. Bei deiner Signalfrequenz ist das aber egal. > Oder lieber eine 3,3V TVS-Diode ? Ich weiß ehrlich gesagt gar nicht, wo der Unterschied zwischen Zener und TVS Dioden ist. Vielleicht kann das mal jemand erläutern, der sich auskennt.
Stefan ⛄ F. schrieb: >> Oder lieber eine 3,3V TVS-Diode ? > > Ich weiß ehrlich gesagt gar nicht, wo der Unterschied zwischen Zener und > TVS Dioden ist. Vielleicht kann das mal jemand erläutern, der sich > auskennt. https://www.mikrocontroller.net/articles/Diode#Suppressordiode TVS == Suppressordiode
Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie ich schrieb: Wenigstens 1mA sollten durch den Kontakt fließen. > besser ist, wenn das Datenblatt deines Schalters eine konkrete Angabe > dazu hat. Ein "grober" Treppenhaus-Lichtschalter braucht zum Beispiel > deutlich mehr. Ja das stimmt natürlich, das hatte ich ganz ausgeblendet. Die mechanischen Kontakte brauchen ja immer etwas Saft damit die Oxidschicht weggebrannt wird... Andererseits will man natürlich auch Energie sparen, bei NC Reedschaltern als Fensterkontakte kommt da ja dann schon was zusammen - aber auch in Summe ist das vernachlässigbar, aufgrund der niedrigen Spannung. Ich habs mal mit 24V / 10mA pro Eingang durchkalkuliert (SPS) da war das schon relevant. Allerdings kann man ja durch eine reine Bestücksänderung das auch anpassen, je nachdem was man einliest. Ein Näherungsschalter mit NPN-Kontakt oder ein S0-Kontakt (auch open collector) kann man mir weniger Strom arbeiten, bei der Umrüstung eines 230V-Tasters mit mehr. (ich hab übrigens bei mir im Haus 30Stück Gira 14700 4fach Wipptaster für 230V, die ich an einem LPC922 nur mit den internen Pullups betreibe. Seit 5 Jahren klappt das ohne Probleme. Falk B. schrieb: > TVS == Suppressordiode Eben, sagt ja schon der Name: Transient Voltage Suppresion Diode Teo schrieb: > https://toshiba.semicon-storage.com/eu/semiconductor/knowledge/e-learning/discrete/chap2/chap2-7.html Schöner Artikel! Also eine TVS :)
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