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Horst2000(R)

13.09.2018,
08:14
 

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V) (Elektronik)

Hallo!
Ich möchte einen Schwimmerschalter an einem Arduino auslesen. Der Schalter benötigt mind. 24 V. Hierfür habe ich ein geeignetes Netzteil. Die 5 V für den Eingang vom Arduino erhalte ich durch einen Spannungsteiler mit z.B. 1kOhm und 267 Ohm. Für den Fall einer Fehlfunktion möchte ich den Eingang zusätzlich absichern, ich dachte der Einfachheit halber an eine Diode. Bevor ich etwas falsch mache: Welche Diode wäre hierfür geeignet und an welcher Stelle muss sie eingesetzt werden? Ich würde auf eine Z-Diode mit 5 V Durchbruchspannung vor oder hinter den 267 Ohm tippen. Oder wäre das auch mit einer Gleichrichterdiode realisierbar? Eine 1N5408 habe ich nämlich hier noch.
Vielen Dank im Voraus!

Offroad GTI(R)

13.09.2018,
09:36

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» Der Schalter
» benötigt mind. 24 V.
Datenblatt?

» 267 Ohm.
Reichlich speziell...


» Ich würde auf eine Z-Diode mit 5V Durchbruchspannung vor oder hinter den 267 Ohm tippen.
Nein.
Wenn überhaupt, kommen Schutzdioden direkt an den Digitaleingang, und zwar einmal nach GND und einmal nach VCC. Viele Digitaleingänge haben entsprechende Dioden schon integriert.

Du brauchst dann nur noch einen Widerstand, welcher den Strom durch die Dioden begrenzt.
1k sind bei 24V aber zu wenig. Mit 10k würde der Strom auf (24-5)V/10kOhm=1,9mA begrenzt werden (idealisiert)

Horst2000(R)

13.09.2018,
09:58

@ Offroad GTI

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » Der Schalter
» » benötigt mind. 24 V.
» Datenblatt?
http://www.jola-info.de/fileadmin/Medien/Prospekte-Katalog/deutsch/Schwimmschalter.pdf

» » 267 Ohm.
» Reichlich speziell...
Weil ich hier 220 + 47 Ohm habe ...


» » Ich würde auf eine Z-Diode mit 5V Durchbruchspannung vor oder hinter den
» 267 Ohm tippen.
» Nein.
» Wenn überhaupt, kommen Schutzdioden direkt an den Digitaleingang, und zwar
» einmal nach GND und einmal nach VCC. Viele Digitaleingänge haben
» entsprechende Dioden schon integriert.
Also zwei Z-Dioden mit 5V Durchbruchspannung?
» Du brauchst dann nur noch einen Widerstand, welcher den Strom durch die
» Dioden begrenzt.
» 1k sind bei 24V aber zu wenig. Mit 10k würde der Strom auf
» (24-5)V/10kOhm=1,9mA begrenzt werden (idealisiert)
Dann würde ich entsprechen 10k und 2k670 nehmen.

Offroad GTI(R)

13.09.2018,
10:39

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » » Der Schalter
» » » benötigt mind. 24 V.
» » Datenblatt?
» http://www.jola-info.de/fileadmin/Medien/Prospekte-Katalog/deutsch/Schwimmschalter.pdf
Gibt doch auch eine Variante, welche für Spannugen ab 1V spezifiziert ist.
Je nachdem, wie kritisch die Anwendung ist, wird die "24-250V Variante" auch mit 5V funktionieren.
Wird die vom Hersteller angegebene minimale Schaltleistung unterschritten, heißt es ja nicht, dass der Schalter nicht funktioniert, sondern, dass er nicht mehr ganrantieren will/kann, dass es auf lange Sicht zu keinen Kontaktproblemen kommt.

» » » 267 Ohm.
» » Reichlich speziell...
» Weil ich hier 220 + 47 Ohm habe ...
Und keine 270 Ohm?

» Also zwei Z-Dioden mit 5V Durchbruchspannung?
Nein, zwei normale Dioden.

» Dann würde ich entsprechen 10k und 2k670 nehmen.
Wenn es nach dem Datenblatt geht, wäre der Strom dann wieder zu klein.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
13.09.2018,
10:59

@ Offroad GTI

Schutzdioden trotz Schutzdioden....

» Wenn überhaupt, kommen Schutzdioden direkt an den Digitaleingang, und zwar
» einmal nach GND und einmal nach VCC. Viele Digitaleingänge haben
» entsprechende Dioden schon integriert.

Ich habe in Projekten oft zusätzlich noch Schutzdioden in Deinem Sinne eingesetzt, um besonders sicher zu sein, dass, wenn CMOS im Einsatz, kein Latchup-Effekt passieren kann. Beispiele in diesem Bild:


Quelle dazu ist dieser Elektronik-Minikurs:
. . . . . "EXOR-Logik mit IC oder Transistoren (BJT) - Überwachung Motorrad-Lampen"
. . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/exor.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Horst2000(R)

13.09.2018,
12:22

@ Offroad GTI

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » » » Der Schalter
» » » » benötigt mind. 24 V.
» » » Datenblatt?
» »
» http://www.jola-info.de/fileadmin/Medien/Prospekte-Katalog/deutsch/Schwimmschalter.pdf
» Gibt doch auch eine Variante, welche für Spannugen ab 1V spezifiziert ist.
» Je nachdem, wie kritisch die Anwendung ist, wird die "24-250V Variante"
» auch mit 5V funktionieren.
Ich habe es schon versucht, leider bekomme ich entweder kein Signal, oder das Programm hängt sich auf. Vielleicht ist in dem Schwimmer mehr als nur ein mechanischer Schalter implementiert.

» Nein, zwei normale Dioden.

Ok, 1N4007 hätte ich hier einige.

xy(R)

E-Mail

13.09.2018,
12:40

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» Vielleicht ist in dem Schwimmer mehr als nur
» ein mechanischer Schalter implementiert.

Der Hersteller lügt? Wohl ehr nicht.

Offroad GTI(R)

13.09.2018,
12:45

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» Ich habe es schon versucht, leider bekomme ich entweder kein Signal, oder
» das Programm hängt sich auf.
Dann ist irgendetwas anderes faul. Verwendest du lange Leitungen, über die dann Störungen eingekoppelt werden können?
Welche Spannung misst du mit einem Multimeter (zur Sicherheit auch mal den AC-Anteil messen)?

» Vielleicht ist in dem Schwimmer mehr als nur
» ein mechanischer Schalter implementiert.
Nicht laut Datenblatt.


» Ok, 1N4007 hätte ich hier einige.
Die kannst du nehmen. Da sie einiges an Strom verträgt, kannst du auch wieder auf 1k Vorwiderstand gehen.
Noch sicherer wird es, wenn du einen Optokoppler verwendest.

Horst2000(R)

13.09.2018,
14:01

@ Offroad GTI

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » Ich habe es schon versucht, leider bekomme ich entweder kein Signal,
» oder
» » das Programm hängt sich auf.
» Dann ist irgendetwas anderes faul. Verwendest du lange Leitungen, über die
» dann Störungen eingekoppelt werden können?
» Welche Spannung misst du mit einem Multimeter (zur Sicherheit auch mal den
» AC-Anteil messen)?
»
Das ist der Punkt - mit einem Multimeter bekomme ich keine Antwort. Daher auch meine Vermutung, dass es eine Elektronik gibt.
»
»
» » Ok, 1N4007 hätte ich hier einige.
» Die kannst du nehmen. Da sie einiges an Strom verträgt, kannst du auch
» wieder auf 1k Vorwiderstand gehen.

Danke, dann werde ich das tun!

Horst2000(R)

13.09.2018,
14:05

@ schaerer

Schutzdioden trotz Schutzdioden....

» » Wenn überhaupt, kommen Schutzdioden direkt an den Digitaleingang, und
» zwar
» » einmal nach GND und einmal nach VCC. Viele Digitaleingänge haben
» » entsprechende Dioden schon integriert.
»
» Ich habe in Projekten oft zusätzlich noch Schutzdioden in Deinem Sinne
» eingesetzt, um besonders sicher zu sein, dass, wenn CMOS im Einsatz, kein
» Latchup-Effekt passieren kann. Beispiele in diesem Bild:
»
»
» Quelle dazu ist dieser Elektronik-Minikurs:
» . . . . . "EXOR-Logik mit IC oder Transistoren (BJT) - Überwachung
» Motorrad-Lampen"
» . . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/exor.htm

Danke für die Links! Wie gesagt werde ich es mit den 1N4007 versuchen.

Offroad GTI(R)

14.09.2018,
18:18

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» Das ist der Punkt - mit einem Multimeter bekomme ich keine Antwort. Daher
» auch meine Vermutung, dass es eine Elektronik gibt.
Ist ja unerhört, und fast nicht zu glauben.
Hast du mehrere von denen, für Vergleichszwecke?
Kannst du mit deinem Multimeter nicht nur keine Spannung, sondern auch keinen Widerstand in den beiden Schaltstellungen messen?

Wie sieht es denn aus, wenn du eine LED an 5V (Vorwiderstand bspw. 2k2 --> etwa 1mA) über den Kontakt schalten lässt?

Horst2000(R)

15.09.2018,
16:15

@ Offroad GTI

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » Das ist der Punkt - mit einem Multimeter bekomme ich keine Antwort.
» Daher
» » auch meine Vermutung, dass es eine Elektronik gibt.
» Ist ja unerhört, und fast nicht zu glauben.
» Hast du mehrere von denen, für Vergleichszwecke?
» Kannst du mit deinem Multimeter nicht nur keine Spannung, sondern auch
» keinen Widerstand in den beiden Schaltstellungen messen?
Ja, ich habe schon mehrere getestet und natürlich auch den Widerstand gemessen. Von Menschen die diese Schalter regelmäßig verbauen und testen habe ich auch erfahren, dass sie sich hierfür eigens ein Testgerät mit 24V gebaut haben.

Offroad GTI(R)

18.09.2018,
11:30

@ Horst2000

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» Ja, ich habe schon mehrere getestet und natürlich auch den Widerstand
» gemessen.
Ergebnis?

» Von Menschen die diese Schalter regelmäßig verbauen und testen
» habe ich auch erfahren, dass sie sich hierfür eigens ein Testgerät mit 24V
» gebaut haben.
Kann ich mir beim besten Willen nicht erklären...

Horst2000(R)

19.09.2018,
11:14
(editiert von Horst2000
am 19.09.2018 um 13:18)


@ Offroad GTI

Schutz eines Arduino vor 24 V (230 V)

» » Ja, ich habe schon mehrere getestet und natürlich auch den Widerstand
» » gemessen.
» Ergebnis?
Bei allen Schaltern und in (fast) allen erdenklichen Positionen nix/nicht messbar/unendlich. An 24 V aber zweifelsfrei funktionierend.

Hier noch mal meine ergänzte Schaltung mit den Dioden (1N4007) und 1kOhm - ist das so ok?

edit: Anhang vergessen - der rote Teil der Schaltung ist's!