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Thema: ATTiny84 Pegelbegrenzung mit Zenerdiode oder wie?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    ATTiny84 Pegelbegrenzung mit Zenerdiode oder wie?

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    Hi,

    ich habe eine Schaltung entwickelt, die mit 5V arbeitet. Da die Schaltung aber manchmal auch mit 6V betrieben wird, habe ich in die VCC Leitung einfach 2 Dioden eingebaut. An den Dioden fällt ungefähr jeweils 0,5V ab. Da ich auch ein PWM Signal messe, habe ich in die Signalleitung auch einfach 2 Dioden eingebaut. Das scheint aber nicht zu funktionieren. Hatte ich aber eigentlich auch nicht anders erwartet.

    Mein Problem ist jetzt eben, das der Pegel des Signals genauso hoch ist, wie die Betriebsspannung. Also im ungünstigsten Fall 6V und das kann der Tiny ja nicht so gut haben. Wie kann ich jetzt den Pegel begrenzen? Geht das mit eine Zenerdiode?
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Name:	zener.png
Hits:	9
Größe:	5,8 KB
ID:	20663
    Ist das so richtig? Irgendwie ist mir die Funktionsweise eine Zenerdiode noch nicht ganz klar. Ich arbeite daran, das sich das bis zur ersten Antwort ändert .

    Danke
    Gruß Daniel
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das mit der Zener dürfte funktionieren. Die Funktionsweise ist relativ einfach: Eine Zener leitet erst ab einer gewissen Spannung einen größeren Strom, wie die Kurve genau aussieht, kann man im Datenblatt nachlesen. Der Widerstand begrenzt den maximal möglichen Strom, damit die Zener keinen Selbstmord begehen kann, wenn eine starke Stromquelle angeschlossen wird.

    mfG
    Markus

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Fast alle C-MOS digitale Schaltkreise (also auch µC) haben Schützdioden integriert, man könnte sich hoffentlich die Zenerdioden ersparen. Den max. zulässigen Strom (I) den internen Dioden, der den min. Wert des strombegrenzenden Widerstandes (R) limitiert, habe ich in Datenblätter von AVR's bisher leider nicht gefunden.

    Deshalb würde ich externe Schottky-Dioden anstatt Zener's empfehlen, weil sie deutlich niedrigere eigene Kapazität haben, was vor allem bei höheren Signalfrequenzen wichtig ist. Wenn keine negative Spannung am Eingang des µCs auftreten könnte, reicht nur eine Diode (D1) zum VCC aus.
    Code:
                        VCC
                         +
                         |
                     .---|---------.
                     |   - A       |
             R       | D1^ |I      |
            ___  Pin |   | |       |
         >-|___|---------+     µC  |
                     |   | A       |
                     | D2- |I      |
                     |   ^ |       |
                     '---|---------'
                         |
                        ===
                        GND
    
    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
    Geändert von PICture (27.11.2011 um 17:39 Uhr)
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  4. #4
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    Der Maximale Strom der Schutzdioden beim AVR steht tatsächlich nicht in den Datenblättern. Er soll bei 1 mA liegen, ist also relativ niedrig. Auch muss man dann schon mit kleinen Problemen benachbarter Pins rechnen, besonders als AD Eingang.

    Zusätzliche externe Dioden helfen vor allem dann, wenn noch einen Widerstand (z.B. 330 Ohm- 2 K) zwischen den Dioden und dem µC Eingang hat. Die externen Dioden begrenzen dann die Spannung erst mal auf z.B. Vcc+0,5 V der Widerstand dahinter begrenzt dann den Strom ohne viel zu stören. Eine Shottkydiode hilft hier vor allem wegen der kleinen Flussspannung.

  5. #5
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    Heisst das also, ich brauche keine äußere Beschaltung? Der Strom der da fließt ist denke ich ziemlich gering, weil es sich ja nur um ein Signal handelt ohne zusätzliche verbraucher etc.

    Danke
    Gruß Daniel
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  6. #6
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    Wenn du seriell mit dem µC Eingang ein Widerstand um 4,7 k schliesst, wie in deinem Schaltplan, dann nicht. Um sicher zu sein, bevor du den Eingang direkt anschliessen werdest, würde ich zuerst den Strom mit Widerstand messen und erst danach ihn evtl. verkleinern bzw. ganz entfernen.
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  7. #7
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    Mh und wie messe ich den Strom? Ich meine es ist ein Signal welches schwankt und ich habe nur ein digitales Multimeter. Also ich kann es nicht dauerhaft auf High halten um den Strom zu messen. Oder reicht der "Mittelwert"?
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  8. #8
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    Du könntest aber wahrscheinlich die 6 V perermanent einem anderen (freien) Pin des µCs zuerst mit seriellen Widerstand zuführen um sicher zu sein.
    Geändert von PICture (27.11.2011 um 20:13 Uhr)
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  9. #9
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    Hi,

    also testen konnte ich das noch nicht, da ich im Moment nicht zuhause bin.
    Aber verstehe ich das Richtig, das -wenn der Strom <= 1mA ist- der Atmel schon eine Integrierte Spannungsbegrenzung in Abhängigkeit von VCC hat?

    Als Beispiel:
    Die Eingangsspannung ist 6V, VCC ist mittels Dioden auf 5V reduziert und der Pegel des Signals (6V) wird also durch den internen Schutz im Atmel auf ca. 5,5V reduziert. Dann würde ich also keine zusätzliche Beschaltung benötigen? Seh ich das so richtig?
    Wenn der Strom >1mA ist begrenze ich diesen einfach mit einem Widerstand? Gibt das bei einem Signal keine probleme mit Induktion oderso?

    Danke
    Gruß Daniel
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  10. #10
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    Um den Strom zu begrenzen braucht man schon so etwas wie einen Widerstand. Die internen Diode leiten dann den Strom (maximal etwa 1 mA) nach VCC ab, wenn die Eingangsspannung größer war. Das IC geht davon nicht kaputt, aber es kann an benachbarten Pins Probleme mit dem AD Wandler oder ähnlichem geben.

    Wenn man sicher gegen will, dann halt ein Spannungsteiler oder ähnliches um die Spannung zu reduzieren, und ggf. externe Dioden.

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