Schaltung für Fototransistor und analogen Messzeiger

[HaWe]

Wenn man die höhere Gewalt also nicht im Griff hat, dann den Serienwiderstand einbauen. Nichts anderes hat doch i_make_it gemeint?

selbst wenn er es so gemeint hätte, hat er das nicht so formuliert, und er hätte auch dann nicht nicht unbedingt Recht, denn ein Schutzwiderstand in einer von ihm vorgeschlagenen Größenordung könnte sicher nicht gegen jeden erdenklichen "Unfall" schützen, z.B. durch blanke herumfliegende und eine hohe Spannung führende Kabellitzen (12V, 24V, 36V, was weiß ich); aber wo sollen die herkommen? Und wer solche freien Spannungsquellen per fliegender Kabel frei herumfliegen hat, muss ntl auch alle anderen Pins auf seinem Pi und seinen Shields entsprechen schützen - oder sie eben einfach nicht frei herumfliegen lassen, was ich auch von robotrader nicht annehme, dass er es tut.

Aber i_make_it hat seine Aussagen ja bisher nie eindeutig und zweifelsfrei auf solche "Unfälle" (bis zu welcher max. "Unfallspannung"?) eingeschränkt, sondern versteift sich darauf, dass man solche Schutzwiderstände bräuchte, weil man damit angeblich grundsätzlich den Maximalstrom auf max. 10mA pro PCF8591-ADC-Port einschränken müsste: das muss man aber nicht, das machen die internen Messwiderstände des PCF8591 "automatisch".
Im Gegenteil: er bestreitet ja sogar auch vehement mit der Ankündigung, sich nun auszuklinken, dass es unkritisch sei, wenn man eine Messspannung von <= 6V aus einer DC-Quelle entnimmt, die theoretisch sogar 1000A liefern könnte (ein Extremfall, natürlich, aber dennoch: es ginge theoretisch problemlos)

Und daher kann man, wenn man einen Photowiderstand oder Phototransistor korrekt wie oben skizziert mit einem PCF8591 verschaltet, unter Vermeidung fahrlässiger Fehler und Gefahren, komplett auf einen weiteren Widerstand als "Schutzwiderstand" verzichten, und man sollte es auch tun, wenn man die Messwerte des Phototransistors nicht auch noch zusätzlich verfälschen will.
Aber selbst wenn man meint, ständig so schlampig zu arbeiten, dass man ihn dennoch bräuchte, wird ein solcher "Schutzwiderstand" indes im Zweifel auch nicht schützen.

[i_make_it]

wobei die PCF8591-internen Messwiderstände immerhin so dimensioniert sind, dass man jederzeit eine Spannungsquelle von bis zu 6V direkt anschließen kann, ohne seine ADC Input-Ports zu zerstören: nach allen professionellen und zuverlässigen veröffentlichten Schaltbildern halten das die PCF8591-ADC-Ports problemlos aus!

Nur kommen die internen Messwiderstände eines ADC nie mit der zu messenden Spannung in Kontakt. Die bilden nämlich eine Kette von Spannungsteilern zwichen Uref und GND.
Die einzelnen Spannungen gehen dann als Vergleichswert an je einen Eingang der Komparatoren.
Die zu messende Spannung geht direkt auf alle Eingänge der Komparatorkette.
Der Komparator mit der höchsten Refferenzspannung, der noch ein Egebnis von: "Eingang ist größer als Refferenz" liefert, bestimmt dann was man als digitalen Wert rausbekommt.
Komparatoren in ADC's sind üblicherweise wie OPAMP's aufgebaut (nicht bei HF).
Da sowohl die Clamping Dioden (u.a. als Schutz vor Überspannung) als auch die Transistoren in den Komparatoren Halbleiter sind und das die ersten Bauteile (und üblicherweise die einzigen) sind die mit der Eingangsspannung in Kontakt kommen, zählt nur deren zulässiger Maximalstrom.
Der ist beim PCF8591 laut Datenblatt halt 10mA.
Da ist kein interner Widerstand (in Form eines expliziten Bauteils) der den Strom automatisch auf unkritische Werte begrenzt.
Das muß man immer extern realisieren.
Also erst ausrechnen ob der Strom bei allen möglichen Fällen immer unter den 10mA bleibt und dann kann man erst entscheiden ob der Strombegrenzungswiderstand wegfallen kann.
Alle mögliche Fälle kann zum einen die möglichen Fälle im Regelbetrieb sein als auch ein Fehlerfall.
Es bleibt halt jedem selbst überlassen was er macht.
Lernt man von Anfang an darauf zu achten, kostet es weniger Zeit, Geld und Nerven.

Man kann auch kleinen Kindern sagen "geh einfach über die Straße" oder "schau erst nach rechts und links ob keiner kommt. Wenn frei ist geh, wenn nicht warte bis frei ist".
Das beispiel ist analog zu Spannungsteiler und dann geh direkt auf den Eingang, oder prüfe ob am Ausgang des Spannungsteilers ein zu hoher Strom für den Eingang des nachfolgenden Bauteils rauskommt. Wenn ja, bau einen Strombegrenzungswiderstand ein, wenn nein kannst Du das direkt verbinden.

Das eine ist halt sicherer das andere kann jeder, der Beispielschaltungen aus dem Internet und Büchern einfach zusammen kopieren kann.
Letztere wundern sich dann halt öfters warum etwas nicht (richtig) funktioniert oder Bauteile einfach kaputt gehen.

[HaWe]

Nur kommen die internen Messwiderstände eines ADC nie mit der zu messenden Spannung in Kontakt. Die bilden nämlich eine Kette von Spannungsteilern zwichen Uref und GND.
Die einzelnen Spannungen gehen dann als Vergleichswert an je einen Eingang der Komparatoren.
Die zu Messende Spannung geht direkt auf alle Eingänge der Komparatorkette.
Der Komparator mit der höchsten Refferenzspannung, der noch ein Egebnis von "Eingang ist größer als Refferenz" liefert, bestimmt dann was man als digitalen Wert rausbekommt.
Komparatoren in ADC's sind üblicherweise wie OPAMP's aufgebaut (nicht bei HF).
Da sowohl die Clamping Dioden (u.a. als Schutz vor Überspannung) als auch die Transistoren in den Komparatoren Halbleiter sind und das die ersten Bauteile (und üblicherweise die einzigen) sind die mit der Eingangsspannung in Kontakt kommen, zählt nur deren zulässiger Maximalstrom.
Der ist beim PCF8591 laut Datenblatt halt 10mA.
Da ist kein interner Widerstand (in Form eines expliziten Bauteils) der den Strom automatisch auf unkritische Werte begrenzt.
Das muß man immer extern realisieren.
Also erst ausrechnen ob der Strom bei allen möglichen Fällen immer unter den 10mA bleibt und dann kann man erst entscheiden ob der Strombegrenzungswiderstand wegfallen kann.
Alle mögliche Fälle kann zum einen die möglichen Fälle im Regelbetrieb sein als auch ein Fehlerfall.
Es bleibt halt jedem selbst überlassen was er macht.
Lernt man von Anfang an darauf zu achten kostet es weniger Zeit, Geld und Nerven.

Man kann auch kleinen Kindern sagen "geh einfach über die Straße" oder "schau erst nach rechts und links ob keiner kommt. Wenn frei ist geh, wenn nicht warte bis frei ist".
Das beispiel ist analog zu Spannungsteiler und dann geh direkt auf den Eingang, oder prüfe ob am Ausgang des Spannungsteilers ein zu hoher Strom für den Eingang des nachfolgenden Bauteils rauskommt. Wenn ja, bau einen Strombegrenzungswiderstand ein, wenn nein kannst Du das direkt verbinden.

Das eine ist halt sicherer das andere kann jeder, der Beispielschaltungen aus dem Internet und Büchern einfach zusammen kopieren kann.
Letztere wundern sich dann halt öfters warum etwas nicht (richtig) funktioniert oder Bauteile einfach kaputt gehen.

völlig unbedeutendes Herumgerede (um nicht zu sagen "Geschwafel") samt irreführender und falscher Informationen,
die wesentliche Aussage heißt schlicht:

Man kann, wenn man einen Photowiderstand oder Phototransistor korrekt wie oben skizziert mit einem PCF8591 verschaltet, wie üblich unter Vermeidung fahrlässiger Fehler und Gefahren, komplett auf einen weiteren Widerstand als "Schutzwiderstand" verzichten, und man sollte es auch tun, wenn man die Messwerte des Phototransistors nicht auch noch zusätzlich verfälschen will.
Auch sonst kann man Messspannungen <= 6V jederzeit direkt an die ADC Ports eines PCF8591 anschließen, ohne jeden "Schutzwiderstand", mit dem man eine Begrenzung eines Stroms auf 10mA "extern realisieren muss", und man muss da vorher auch nichts auf max. 10mA "prüfen".

Aber selbst wenn man meint, ständig so schlampig zu arbeiten, dass man einen solchen dennoch bräuchte, wird ein solcher "Schutzwiderstand" indes im Zweifel auch nicht schützen.

[White_Fox]

@HaWe:
Mal abseits vom Thema-sei doch bitte so freundlich und unterlasse die Vollzitate. Insbesondere, wenn es sich bei deinem Vollzitat um den direkt vorangehenden Beitrag handelt und dieser auch noch den überwiegenden Teil deines Posts ausmacht. Auf was du dich beziehst können die meisten Benutzer auch so erschließen, oft sogar ganz ohne Zitat.

Hier wird das zwar nicht so streng von den Mods gehandhabt, in anderen Foren wird sowas streng sanktioniert (inkl. Verwarnungen-meines Erachtens durchaus zu Recht). Unabhängig davon wird so was allgemein eher ungern gesehen.

[HaWe]

@HaWe:
Mal abseits vom Thema-sei doch bitte so freundlich und unterlasse die Vollzitate. Insbesondere, wenn es sich bei deinem Vollzitat um den direkt vorangehenden Beitrag handelt und dieser auch noch den überwiegenden Teil deines Posts ausmacht. Auf was du dich beziehst können die meisten Benutzer auch so erschließen, oft sogar ganz ohne Zitat.

Hier wird das zwar nicht so streng von den Mods gehandhabt, in anderen Foren wird sowas streng sanktioniert (inkl. Verwarnungen-meines Erachtens durchaus zu Recht). Unabhängig davon wird so was allgemein eher ungern gesehen.

sorry, nein, denn oftmals - und gerade durch i_make_it - werden Posts nachträglich editiert, teilw. sinnentstellend. Daher ist es wichtig, auf den genauen Wortlaut zu verweisen, wie er im Augenblick der Antwort bestand, auf was man sich dann auch bezieht. In den aktuellen Fällen handelte es sich um gepostete Fehlinformationen, die ich im original-Wortlaut zitieren wollte und musste, 100%ig unverändert.

Unabhängig davon aber gab es auch schon Fälle, in denen ich eine Antwort zeitgleich bzw. überschneidend mit einem oder mehreren anderen Nutzern oder auch dem gleichen Nutzer als dessen eigener Ergänzung geschrieben habe, wodurch sinnentstellende oder missverständliche Bezüge entstanden - auch in diesen Fällen hatte oder hätte ein Zitat des Originalposts einen falschen Bezug vermieden.

In anderen Foren, z.B. im Raspberry-Forum, machen das sehr viele Nutzer mit den Vollzitaten ebenso, vor allem (!) sogar auch die Moderatoren und Mitarbeiter.

Wesentlich ist aber der erstgenannte Grund.

Aber das sollte im off-topic diskutiert werden, nicht hier im Thread.

[i_make_it]

Das wäre übrigens eine Variante, wo der Festwiderstand des Spannungsteilers bereits den Strom begrenzt.
Da Strombegrenzungswiderstände meist so bei 330Ω bis 470Ω liegen und die Festwiderstände in Spannungsteilern oft so bei 4,6kΩ bis 10kΩ,
braucht man da dann auch nichts mehr auszurechnen, das passt dann schon.

der Nachteil der Variante (wenn man es Nachteil nennen will) ist, das der Spannungsverlauf genau umgekehrt zum gewollten Messwert ist. Man muß also in der Software umrechnen (Bei 8 Bit: 255 - Wert = Ergebniss).

Das habe ich mir jetzt mal bis zum Schluß aufgehoben, da jemand der sich damit auskennt eigentlich diese Varinate als fundiertes Gegenargument hätte nutzen können.
Denn im Datenblatt des PCF8591 steht nirgendwo das die Eingänge hochohmig sind, nur das der Maximalstrom 10mA nicht überschritten werden darf.
Da ich mich an die Daten des Datenblattes halte und auf diese sowie Grundlagen der Elektrotechnik beziehe, wäre also gemeint, daß das "Geschafel" in Fachbüchern und in den technischen Produktinformationen des Herstelles zu finden sind.

völlig unbedeutendes Herumgerede (um nicht zu sagen "Geschwafel") samt irreführender und falscher Informationen,

Das darf jetzt gerne jeder für sich entscheiden.

[HaWe]

Das wäre übrigens eine Variante, wo der Festwiderstand des Spannungsteilers bereits den Strom begrenzt.
Da Strombegrenzungswiderstände meist so bei 330Ω bis 470Ω liegen und die Festwiderstände in Spannungsteilern oft so bei 4,6kΩ bis 10kΩ,
braucht man da dann auch nichts mehr auszurechnen, das passt dann schon.

der Nachteil der Variante (wenn man es Nachteil nennen will) ist, das der Spannungsverlauf genau umgekehrt zum gewollten Messwert ist. Man muß also in der Software umrechnen (Bei 8 Bit: 255 - Wert = Ergebniss).

Das habe ich mir jetzt mal bis zum Schluß aufgehoben, da jemand der sich damit auskennt eigentlich diese Varinate als fundiertes Gegenargument hätte nutzen können.
Denn im Datenblatt des PCF8591 seht nirgend wo das die Eingänge hochohmig sind, nur das der Maximalstrom 10mA nicht überschritten werden darf.
Da ich mich an die Daten des Datenblattes halte und auf diese sowie Grundlagen der Elektrotechnik beziehe, wäre also gemeint, daß das "Geschafel" in Fachbüchern und in den technischen Produktinformationen des Herstelles zu finden sind.


Das darf jetzt gerne jeder für sich entscheiden.

OMG, welchen Teil von
"man kann an die PCF8591-ADC Ports Spannungen bis max. 6V direkt anschließen, ohne externe Strombegrenzungswiderstände"
hast du nicht verstanden?
Das haben auch alle anderen Teilnehmer hier bestätigt, nur du erzählst hier Märchen.
Du zerredest und zerschwafelst hier das Thema auch nur, um Recht zu behalten, auch wenn du damit gezielt Falschinformationen verbreitest, oder?

 o +Vdd  (meist 3.3V oder 5V)   o +Vdd    
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Phototransistor                 |                    
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 --------------------->  ADC_ PCF8591 
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Widerstand 470Ω-10kΩ            |         
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 = common GND                   = common GND

vgl.:
https://s14-eu5.ixquick.com/cgi-bin/...ebad9d37ea929e

[Klebwax]

Denn im Datenblatt des PCF8591 seht nirgend wo das die Eingänge hochohmig sind, nur das der Maximalstrom 10mA nicht überschritten werden darf.

Im Datenblatt steht aber auch, daß ein Eingang Vcc + 0,5V haben darf. Sollten z.B. bei Vcc jetzt mehr als 10mA fließen und ich bremse den Strom mit einem Widerstand, wird die Spannung am Eingang kleiner. Mehr macht der Widerstand ja nicht. Ist also der Innenwiderstand des Eingangs so klein, daß bei Vcc+0,5V 10mA oder mehr fließen, sind entweder die 10mA oder die Vcc + 0,5V falsch.

Nach deiner Argumentation müsste in jeder Signalleitung (auch bei digitalen Schaltungen) ein Strombegrenzungswiderstand liegen, denn ein Maximalstrom steht in jedem Datenblatt. Daß dies die Signale so weit verzerrt, daß am Ende eine Funktion nicht mehr gewärleistet ist, sei nur am Rande bemerkt.

Auch im Fall des Fototransistors hier könnte das auch ein Problem sein. Der Eingangsstrom eines AD Wandlers ist zwar klein aber nicht konstant. Da ist einmal der Samplekondensator, der zwischen den Messungen am Eingang liegt, um auf die Eingangsspannung geladen zu werden. Dann kommt noch der Multiplexer, der die verschiedenen Analogeingänge umschaltet. Der Strombegrenzungswiderstand setzt diese Stromänderungen direkt in Messfehler um. Jede Schaltung, die den Innenwiderstand des Sensors erhöht und das tut der Längswiderstand, sollte man tunlichst vermeiden. Ich hab jetzt das Datenblatt nicht komplett durchforstet, aber bei vergleichbaren AD-Wandlern wird von einem maximalen Innenwiderstand der Signalquelle von 5kΩ gesprochen. Da spielen dann 470Ω zusätzlich schon eine Rolle.

MfG Klebwax