Wie 12V-Signal an den µC ? [Archiv] - ProgForum.com

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26.07.2003, 16:12

Hallo zusammen. Ich möchte eine Schaltung mit dem 2051 entwerfen, bei der ich Eingangsignale mit ca 12 V Pegel in den µC einlesen kann. Wie ist das auf eine einfache weise zu machen? Ich würde mich über Vorschläge sehr freuen! Grüße, Michael

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26.07.2003, 19:49

Widerstand 10 KOhm in Reihe und Z-Diode 4,7V oder 5,1V gegen Masse. Viele µCs haben die Schutzdioden bereits eingebaut, dann langt der Widerstand.

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26.07.2003, 21:25

Ich würde in dem Fall Optokoppler benutzen, dann machts auch nichts wenn die Spannugen stark schwanken. Es gibt Optokoppler zu einem, zwei und vier pro Gehäuse (IC-Gehäuse). Gruß Winnie

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28.07.2003, 15:46

Den Optokoppler klemmt man bestimmt ähnlich wie ne LED an, mit Vorwiderstand, oder? Hab hier nämlich noch ein paar ild-74 und ilq-74´s rumliegen. Wie würde das denn aussehen müssen, wenn ich z.b. Eine 230V-Leitung abgeifen will (ob Spannung drauf ist)? Am besten erst mal ne Diode und dann wie weiter, ich denke nicht, daß ich die 230V direkt über nen Widerstand an den Optokoppler anknüppern kann. Wie macht man denn sowas?

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28.07.2003, 22:44

Dazu würde ich einen Kondensator zum Entkoppeln nehmen. Achte aber darauf dass er die Zusatzbezeichung X2 enthält, dies ist wichtig da diese besonders gegen Brand usw. geschützt sind. Er sollte eine relativ kleine Kapazität aufweisen, damit die Ausgangsspannung auch recht klein wird. Selbige kannst Du nun auswerten. Die genaue Berechnung sollte wohl ungefähr so aussehen: kapazitiver Blindwiderstand XC=1/(w*C) wobei w (sprich: Omega=Kreisfrequenz=2*p(sprich=pi(3,14))*f (Frequenz z. B. 50Hz) bedeutet bei 100nF entspricht XC ca. 32kW ********* Ja, Optokoppler haben auf einer Seite eine LED und auf der anderen einen Transistor. Der Vorwiderstand für die LED berechnet sich wie folgt: RV(Vorwiderstand)=(UB(Betriebsspannung)-ULED(ca. 2V))/I(ca. 20mA)

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28.07.2003, 23:16

Kleine Anmerkung zu Winnies Lösung: LEDs haben nur sehr geringe Sperrspannungen also unbedingt Diode antiparallel zur LED schalten (z.B. 1N4001), damit nicht die ganze Spannung der "negativen Halbwelle" an der LED abfällt. Gruß Gerd

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28.07.2003, 23:34

Wie wird denn die Spannung errechnet, mit der Formel kann ich ja nur den Blindwiderstand berechen. Oder Soll das dann als Spannungsteiler mit einem zweiten Widerstand gegen Null-Leiter aufgebaut werden? Kannst du mir bitte mal den ungefähren Schalltungsaufbau an den Optokoppler beschreiben? Was für Kondensatoren sind das, die man da nehmen kann? Keramische- oder Folienkondensatoren? Ich habe da noch was gefunden: <a href="http://mitglied.lycos.de/bzspace/images/led-220v.gif" target=_top>http://mitglied.lycos.de/bzspace/images/led-220v.gif</a> Mich stört nur die Diode, die da in Sperr-Richtung geschaltet ist, kann man die nicht auch in den Pfad nach dem Kondensator und vor der Led in Led-Richtung einbauen? Grüße, Michael [edit] Dann hat das mit der Diode doch so seinen Sinn! Aber kann ich die neg. Halbwelle nicht durch eine in Sperrichtung zur neg. HW. unschädlich machen? Danke Gerd!

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29.07.2003, 03:51

Ich nochmal: Ich habe die Schaltung oben mal aufgebaut und bemerkt, daß die LED stark flackert, wegen den 50 Hz. Jetzt habe ich mir eine Schaltung ausgedacht, wo ich aber nicht weiß ob das so funktioniert: <a href="http://mitglied.lycos.de/bzspace/images/led-220v2.gif" target=_top>http://mitglied.lycos.de/bzspace/images/led-220v2.gif</a> Die Diode sollte jetzt die negative Halbwelle abschneiden der Elko parallel zur LED sollte das ganze glätten, ich habe aber im Netz eine Schaltung mit 2 Dioden gesehen (auch in dem Bild), eine 1N4007 zur Gleichrichtung und eine 1N4148 antiparallel zur Leuchtdiode, allerdings auch ohne Elko und Kondensator zur Entkoppelung. Jetzt ist meine Frage, kann ich meine modif. Schaltung so betreiben oder muss ich zusätzlich noch eine 1N4141 antipar. zur LED schalten? Schonmal besten dank an alle, aber so ein bisschen Hilfe brauche ich trotzdem noch. Michael

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29.07.2003, 09:09

Der Rest berechnet sich nach dem ohmschen Gesetz: R=U/I --> U=R*I --> I=U/R Das sind spezielle Funkentstörkondensatoren für den Netzeingang. Sieh mal im Reichelt Katalog 06/2003 auf den Seiten 133 und 134 nach, oder im I-Net unter <a href="http://www.reichelt.de" target=_top>www.reichelt.de</a>. Den Anschluss an den Optokoppler hast Du doch selbst auf Deinem link im Plan. Du musst nur die LED durch die im Optokoppler ersetzen.

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29.07.2003, 14:10

Ja, funktionieren tuts mittlererweile, nur das Problem ist, daß die LED mit 50Hz flackert, und das könnte ja mit dem einlesen über Optokoppler Probleme geben (mal an, mal aus), siehe meinen letzten Beitrag.

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29.07.2003, 21:21

Jau, dat kannat wohl tun, ärjer jeben mitem Einlesn. Muss aber nicht sein. Wenn die Einlesefrequenz nicht hoch ist, sondern lediglich geprüft werden soll ob eine Lampe, Ventilator oder was auch immer ein oder ausgeschaltet ist, lässt sich dass Softwaremässig kompensieren. Es kommt immer darauf an was man will. Dementsprechend kann dann die bestmögliche (oder eben auch nicht) Schaltung entworfen werden, bei Lampenkontrolle z. B. per LDR. Vielleicht sagst Du mal im Groben worum es geht, bzw. was und wie oft oder wie schnell eingelesen werden soll. Dann kommen bestimmt auch noch andere Ideen hier.

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29.07.2003, 23:58

Joar, ich will da so ne Treppenhauslichtsteuerung mit bauen, erstmal so zur Übung. Damit sollen hängenbleibende Taster erkannt und programmtechnisch kompensiert werden (so daß das Licht nach einer Weile wieder aus geht oder gar nicht erst angeht), Zeitschaltung (Taster drücken, nach bestimmter Zeit licht aus), Dauerlichtfunktionen (taster eine bestimmte Zeit lang gedrückt halten), Ausschaltfunktion für Dauerlicht etc., fernschaltung vom PC aus oder so (man ist ja faul :-) ) Andererseits möchte ich mit dem Optokoppler an 12V einen hochgenauen Geschwindigkeitsanzeiger mittels Wegstreckenfrequenzgeber fürs Auto entwerfen, und für zukünftige Projekte halt das entsprechende Wissen ansammeln. Das mit dem einlesen der 220 V will ich halt größtenteils Hardwaremäßig realisieren (Glättung der Spannung), damit ich nicht jeweils einen Nulldurchgang lang warten muss, ob denn jetzt ein Taster z.B. gedrückt ist, sondern ich einfach "mal eben" testen kann, ob in diesem Moment Spannung vom Taster anliegt. Ich will nicht lange in einer Schleife darauf warten, ob denn jetzt irgendwann mal ne positive Halbwelle ankommt, daß ist ja in der µC-Welt ne ganze menge Zeit. Einfach so als Branch-Control Funktion: Wenn Spannung an P3.5 dann JMP irgendwohin. Ich will mir Zeit einsparen, die man wo anders für gebrauchen kann (was auch immer, man weiß ja nie...) Thx

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30.07.2003, 00:23

Um's mal in Worte Heinz Erhardt's zu fassen: "Machen wir als Erstes gleich dass Zweite." Und dass bezüglich Deines letzten Absatzes. Da brauchst Du gar nicht warten, sondern kannst das getrost den Interrupt-Eingang erledigen lassen. >>Damit sollen hängenbleibende Taster erkannt und programmtechnisch kompensiert werden (so daß das Licht nach einer Weile wieder aus geht oder gar nicht erst angeht) Bezug zu Deinem mittleren Text: Frage oder hoffe auf Antwort Peter Danneggers. Den halte ich für sehr kompetent. zu 1 Treppenhauslicht: Jawoll ja, ist natürlich kein Problem. Die Frage liegt ganz woanders. Welcher Taster blockiert denn gerade??? Was Du da erzählst ist doch Quark. Um zu erkennen welcher Taster 'hängt' müsste jeder einzeln abgefragt werden. Alle Taster liegen parallel und somit kann man nicht erkennen welcher den Kurzschluss verursacht. Auch ein µC hilft Dir da nicht weiter. Wie Du siehst sind Diskussionen immer wieder 'erfrischend', gelle?! Gruß Winnie

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30.07.2003, 01:53

Das ist der Knackpunkt. Ich möchte ungerne einen Interrupt dafür aufbrauchen, sondern das soll an einen normalen Port, fr den Fall, daß ich mal etwas ähnliches mache und keinen ext int mehr über habe. Mit den hängenbleibenden Tastern meine ich lediglich folgendes: die Schaltung soll erkennen, daß ein Taster nicht in die Ausgangsstellung zurückgeht, das passiert bei den hier verwendeten Tastern schonmal, man kanns aber auf den ersten Blick sehen, denn die Schaltwippe ist dann immer noch in "Tast-Stellung". Falls jetzt so ein Taster hängt, soll lediglich vermieden werden, daß das Licht z.B. die ganze Nacht an ist. Andererseits hast du mich da wieder auf ne Idee gebracht :-) . Da alle Leitungen der Taster hier glücklicherweise an einer Stelle zusammenlaufen, könnte man alle Taster einzeln anschliessen und gleich den klemmenden Taster lokalisieren, sperren und die restlichen weiterbetreiben, aber das muss ja nicht sein, da der schaltungsaufwand wesentlich größer würde. Das kann man auch nicht mehr mit nur ner Interruptleitung hinkriegen. Mit dem Geschwindigkeitsmesser ist das kein Problem, softwaremäßig steht die Sache schon. Getestet mit einer Gabellichstschranke aus nem Drucker, nem Dremel mit Papierfahne dran und nem LCD-Display mit M50530 Controller. Ich war mir nur nicht schlüssig, wie man den WFS anklemmen kann. Die einzige Frage, die ich noch hab, ist: wie übel nimmt mir die Diode die negative Halbwelle (in sperrichtung), und kann ich das mit einer zur LED in reihe geschalteten Diode kompensieren? Wenn man eine Diode antiparallel zur LED schaltet, klappts ja. nur ich will halt parallel zur LED nen Elko packen, damit die nicht mehr so pulst. Die Diskussionen sind echt erfrischend, diese hat mir im ganzen z.B. echt weitergeholfen.... viele Grüße, Michael

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30.07.2003, 09:09

Um nun doch mal auf Deine Diode einzugehen, ich weiß nicht was dann passiert. Mit ziemlicher Sicherheit weiß es auch sonst keiner ganz genau hier.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/biggrin.gif" border=0> Scheint tatsächlich so zu sein dass Du es selbst ausprobieren musst. Ist schon klar dass sich Kollege Elko eigentlich auflädt, aber da alles nicht ganz gleich gerichtet ist bin ich mir da eben nicht sicher. Bevor ich was falsches sage, halte ich mich lieber zurück, ebenso gebe ich na-türlich auch zu wenn ich etwas nicht weiß, was ja nicht unbedingt selbstverständlich hier ist. Also nochmal, ich weiß es nicht. Wenn Du ein experimentelles Ergebnis hast, kannst Du es mich ja mal wissen lassen. Man(n) (Frau) lernt ja immer gerne dazu. Mir fällt da auch noch ein, dass Du ja auch einen Brückengleichrichter hinter den X2 Kondensator schalten kannst. Somit ist in jedem Fall sicher gestellt dass da nichts mehr flackert. In diesem Fall würden auch schon die 100mA Typen (bis 50V?!) 1N4148 reichen. Aber wie gesagt, probieren geht über studieren. Wie hatte da mal so ein Schlauberger gesagt?: In der Wissenschaft weiß man nie genau was passiert, bis man es denn selbst ausprobiert hat.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0> Gruß Winnie PS. Nur noch mal nebenbei: Bei Netzspannung immer schön aufpassen, sonst hängst Du schneller tot am Zaun als Du denkst. Übrigens kannst Du auch zwei X2 Kondensatoren nehmen und daran dann den (4148) Gleichrichter bamseln. Aber immer bedenken, Strom geht seltsame Wege. Musste ich auch erst vor kurzem erfahren als ich sowas wie ein Schaltnetzteil aufgebaut habe und an die Leerlaufspannung geraten bin. Fast fröhliche 600V haben meine Hand imaginär größer erscheinen lassen als sie wirklich war. Wie auch immer, ich garantier Dir, das macht wirklich munter.

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30.07.2003, 09:10

"Andererseits möchte ich mit dem Optokoppler an 12V einen hochgenauen Geschwindigkeitsanzeiger mittels Wegstreckenfrequenzgeber fürs Auto entwerfen" warum nicht einfach nen Microcontroller mit CAN-Bus nehmen und die fertigen Radsignale vom ABS einlesen? Da hat man auch gleich alle 4 Räder.

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30.07.2003, 09:13

>>Ich möchte ungerne einen Interrupt dafür aufbrauchen Ja, dass vergiss mal schnell. So habe ich schon immer (und eigentlich noch heute) gedacht. Besser alles doppelt oder noch mehr, aber es niemals benutzen. Glaub' mir, dass macht das Leben wirklich unnötig schwer. Benutze alle Sachen die drin und dran sind und wenn es später noch was anderes braucht findest Du mit Sicherheit auch wieder eine Lösung.

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30.07.2003, 09:19

@Carsten Was soll man mit einer Geschwindigkeitsmessung an allen 4 Rädern??? Willst Du die Differenz der einzelnen Drehzahlen in den Kurven bestimmen??? Obwohl, wenn Du Dich überschlägst und das Teil auf dem Dach liegt ist es bestimmt interessant die Gesamt-Durchschnitts-Geschwindigkeit der Räder zu berechnen.

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30.07.2003, 10:04

im Normalfall liefern alle vier Räder dasselbe Signal, bei Kurven siehts aber schon anders aus, genauso wenn die Antriebsräder durchdrehen oder ESP eingreift. Für einen genauen Geschwindigkeitsanzeiger ist das wohl egal, aber für einen "hochgenauen Geschwindigkeitsanzeiger" sollte man das schon berücksichtigen. Weiterer Vorteil vom CAN-Bus: man muß nicht in die Fahrzeugelektrik eingreifen, keine Kabel verlegen, Sensoren verbauen, etc.

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30.07.2003, 15:33

@Carsten: Was macht man, wenn man weder ABS, noch CAN-Bus in seinem Kadett Diesel hat? Da muss ich das dann mit dem Wegstreckenfrequenzsensor machen. Außerdem habe ich dann die Differential-Drehgeschwindigkeit und brauche nicht von zwei Rädern bei Kurvenfahrt (Das kurvenäußere Rad dreht ja schneller als das kurveninnere) den Mittelwert bestimmen. @Winnie: Ich probier das einfach mal aus, mit ner Diode in und danach in selber richtung die LED und kondensator. Normalerweise dürften diese 0,7 V Sperrspannung der LED nicht viel ausmachen. Mit dem Brückengleichrichter oder vier Dioden wird das Schaltungstechnisch ja wieder umfangreicher, aber vielleicht muss das ja. Ich dachte nur, weil Gerd sich darüber ausgelassen hat, wissen vielleicht noch mehr Leute was darüber, nur ich nicht :-) Schaun mer mal. Mit der Netzspannung habe ich auch schon meine Erfahrungen gemacht :-) Ich denke, ich baue den 220V-Kram in ein eigenes kleines Gehäuse ein, so das es berührungssicher ist, wenn man trotzdem mal an die restliche Schaltung muss, quasi als Zusatzmodul mit TTL-Ausgängen. Da dürfte dann ja eigentlich nix mehr passieren. Du hast übrigens recht, ich glaube ich neige echt dazu, mir alles und jeden Interrupt oder Timer aufzuheben, mit dem Gedanken, man weiss ja nie was man da weiter draus baut und was noch kommt. Aber ich will halt auch wissen, wie man das machen kann, wenn man das mal braucht, aber man keinen Int mehr übrig hat. Einfach nur Wissensdurst :-) Dann werde ich mal ein bisschen basteln gehen... Vielen Dank an alle!

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31.07.2003, 01:29

@Michael Polk Bei Conrad gibt es unter der Bestellnummer 195936 eine Schaltung inkl. Schaltplan mit der man LEDs gefahrlos an 230V~ hängen kann (nach Bestellnummer suchen lassen und Datenblatt saugen). Ich erwähne das deswegen, weil die erprobt ist (funktioniert also!). Wenn Du die exakt nachbaust (mit exakt meine ich: richtiger Kondensator; Diode an der richtigen Stelle; SICHERHEIT bez. Netzspannung!!!), sollte es eigentlich kein Problem sein ein alternierendes Signal mittels MCU zu erfassen. Du brauchst doch nur über 2-3 Netzperioden zu messen (nicht mal kontinuierlich) und ein einmal aufgetretenes Signal als "Spannung vorhanden" zu interpretieren. Aber Du möchstest ja, das es nicht "flackert". Da fallen mir 2 Möglichkeiten ein: 1. hinter dem Optokoppler ein Zeitglied verwenden, dann das Signal der MCU zuführen 2. vor dem Optokoppler die LED-Schaltung ändern, z.B. so <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/messages/4980/8277.gif" alt="LED230V-1"> (Die rechteckigen Kästchen bitte alle wegdenken; links sitzt die Spannungsquelle von 230V~) Die Ausgangsspannung Vm1 (das ist das Kästchen ganz rechts) pendelt zwischen 1.4V und 1.6V und ist im Mittel 1.5V, was den meisten Optokopplern reichen sollte. Die Ausgangsspannung nach dem Einschalten sieht dann so aus (und bleibt auch so): <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/messages/4980/8278.gif" alt="LED230V-2"> Leider musste ich dazu den (großen) Kondensator auf 0.68nF setzen. Conrad verwendet hier keinen X2-Typ sondern einen MKS 4 mit mind. 630V Gleichspg. (250V~). R1 hat im Mittel 2.2 Watt zu verdauen (unbedingt beachten). D2 sorgt dafür das keine hohen Sperrspannungen an der LED auftreten (mind. 1N4004 verwenden, besser 1N4007). Für C2 sollte ein 16V-Typ reichen (auf die Polung achten!). R3 und R5 hab ich mal sicherheitshalber eingebaut. R3 soll den Entladestrom von C2 etwas begrenzen. R5 ist wichtiger, der verhindert das hohe Spannungen auftreten können, falls die LED (der Optokoppler) kaputtgeht. In diesem Fall wird die Spannung auf etwa 8V begrenzt, was C2 sicherlich gut tun wird <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0>. D1 und R1 sind als ein Bauteil anzusehen. Ich hab das nur verwendet, weil ich kein LED Modell zur Verfügung hatte. Die 150 Ohm entsprechen aber ungefähr dem Eingangswidertand eines Optokopplers (sofern er mit ca. 10mA auskommt). Von Deiner Schaltung möchte ich Dir abraten, aber Du kannst das ja selber mal simulieren. <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0> Auch sollte klar sein, das bei Schaltungen die mit Netzspannung arbeiten oberste Sorgfalt absolute Pflicht ist (z.B. bez. Erdung, Isolation, Kriechstrecken, Kennzeichnung, VDE usw.). Sorry, soll nicht belehrend sein (alles aus eigener leidvoller Erfahrung <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0>). Gruß Gerd

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31.07.2003, 08:16

Was macht man, wenn man weder ABS, noch CAN-Bus in seinem Kadett Diesel hat? Hatte nen Astra mit dem 1,7l Diesel Motor, der Motor war nicht kaputtzubekommen. Deswegen hat Opel spätere Modelle dann wohl auch mit Turbo ausgestattet, damit die Werkstätten auch was zu tun hatten <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/lol.gif" border=0> Da kann man natürlich mit CAN nix machen }

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31.07.2003, 15:57

@ Gerd: Diese Schaltungen von Conrad sind nichts anderes, als wir ganz oben schon hatten. Vielen Dank für deine Mühe mit der Schaltung, ich werd das dann vielleicht so machen, oder wirklich per Software. Aber was meinst du mit "D1 und R1 sind als ein Bauteil anzusehen. Ich hab das nur verwendet, weil ich kein LED Modell zur Verfügung hatte." ? Das versteh ich nicht so recht. Mit der Sicherheit mach dir keine Sorgen, ich bin gut mit den VDE-Bestimmungen vertraut. @ Carsten: )Ich hab noch den 1.6er, werd ich irgendwann vielleicht mal gegen den 1.7er austauchen, weil der weniger braucht und auch genauso gut mit Pflanzenöl zurechtkommt. Die Astra´s mit Turbo hatten dann übrigens Motoren von Isuzu, den Opel-Diesel gabs nie mit Turbo... Viele Grüße, Michael

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31.07.2003, 17:02

@Michael Zunächst der Fehlerteufel: Es muß natürlich heißen "D1 und R4 sind als ein Bauteil anzusehen". Einfach die beiden Bauteile wegdenken und an deren Stelle die LED oder den Optokoppler anschließen (Deine LED oder Dein Optok. würde dann parallel an R5 angeschlossen; Polung beachten!). Das ganze ist "nur" mit PSPICE simuliert, also praktisch nicht erprobt. Ich denke aber, dass es ohne Änderungen so funktionieren sollte (natürlich übernehme ich dafür keine Gewähr). Die Schaltung von Conrad ist identisch mit Deiner Version "led-220v.gif". Sie eignet sich (wie schon gesagt) deswegen gut zum Nachbau, weil sie erprobt ist (sie wird ja schließlich so verkauft) und man damit ne sichere Schaltung hat (ohne dass einem die LED verdampft oder der Kondensator platzt <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0>). Wichtig ist, dass man beim Testen der Schaltung mal die Vm1 mit angeschlossener LED/Optok. mit einem Multimeter misst (Vorsicht mit Oszilloskop da keine Netztrennung!). Dann sieht man auch gleich, ob sich die Vorhersage bestätigt. Vermutlich könnte man in der Schaltungsvariante den C1 (als MKS 4 Typ mit 0.68uF immerhin 27.5 mm groß) durch Einsatz eines Brückengleichrichters kleiner bekommen (man würde ja dann beide Halbwellen nutzen). Das müßte man sich dann nochmal neu überlegen und simulieren. Gruß Gerd