Wenn man die höhere Gewalt also nicht im Griff hat, dann den Serienwiderstand einbauen. Nichts anderes hat doch i_make_it gemeint?Zitat von HaWe
Wenn man die höhere Gewalt also nicht im Griff hat, dann den Serienwiderstand einbauen. Nichts anderes hat doch i_make_it gemeint?
Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
..................................................................Der Wegzu einigen meiner Konstruktionen
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.
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.
Geändert von i_make_it (14.01.2018 um 11:06 Uhr)
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.
unverschämt, dein Statement, mich hier derartig anzugreifen!
meine Lösung lautete spätestens seit Seite 2:
Ich kann mit meiner Schaltung für das gepostete Problem ausschließen, dass die zu messende Spannung Vdd überschreitet, daher kann man auf einen solchen Widerstand verzichten.
manfs Aussage lautete :
Wenn man in einer speziellen Schaltung ausschließen kann, dass die zu messende Spannung Vdd überschreitet, dann kann man auf einen solchen Widerstand auch verzichten.
Daher unisono.
Da andere Fälle mit Vmess>Vdd nicht vorkommen - weder im Szenario der TOP Fragestellung noch in meiner Antwort - brauche ich sie zur Beantwortung nicht zu betrachten.
Wer andrerseits Sonderfälle betrachten will und dafür Schutzwiderstände braucht, kann das natürlich tun, aber danach war weder gefragt, noch habe ich solche Sonderfälle generell als Normalfall zu behandeln, noch sind sie als Normalfall im Rahmen der Fragestellung relevant - und nur deshalb konnte ich auf die "Schutzwiderstände" bei meiner Schaltung als Normalfall verzichten.
Dass manf auf optionale Zusätze hingewiesen hat für Zustände und Bedingungen außerhalb meines Lösungsmodells: klar habe ich da auch zugestimmt, und nicht erst hier, sondern schon auf Seite 2 oder 3, und das war auch nie Streitpunkt, außerhalb des eingeschränkten Lösungsmodels meiner Schaltung für das Shield, weder in der Diskussion mit dir noch mit manf noch mit i-make-it noch mit sonst wem. Nur bezüglich der Frage, ob sie generell auch für meine Schaltung nötig sind, bestand Dissens, und genau das wurde ja ständig von einigen Leuten behauptet (auch du hast meiner Lösung ja nicht uneingeschränkt zugestimmt), was ja auch manf als falsch herausgestellt hat.
Daher konnte ich selbstverständlich manfs Konsens-Formulierung auf Seite 8 gerne abschließend zustimmen, wie bereits schon auf Seite 2 oder 3.
Und das tue ich weiterhin.
Sorry, wenn ich jetzt nach der Diskussion nochmal dazwischenfunke.
Ich finde es interessant, beide Varianten zu kennen und da ich noch (nahezu) keine Ahnung davon habe, würde ich gerne wissen, wie das nun genau geht mit dem absichern:
Ich hoffe, ihr wisst, dass ich alles von euch sehr aufmerksam lese und immer auch daraus lerne, weiter-"google" und nur nicht immer schnell schreibe, da ich nicht täglich Zeit habe, daran herumzubasteln und nicht tausendmal "Danke, werde ich ausprobieren." im Forum hinterlassen will.
Danke also gerade an solche Diskussionen von euch!
Hm, da verstehe ich gerade nicht ... sozusagen in Reihe zwischen GND und A0 die 4.7k und 470 und dann den Fototransistor zwischen die beiden Rs und direkt an 3.3V?
Ich würde gerne verstehen, warum das einen Unterschied macht?
Insgesamt verstehe ich auch nicht, warum bspw. bei einer LED der R besser in Richtung GND gesetzt wird bzw. warum es einen Unterschied macht, auf welcher Seite.
Okay, das ist klarer. Also einfach einen R berechnen, der in Reihe zum Messgerät die beiden Messpunkte verbindet?
Fröhlichen Mittwoch!
-30Y: Basic@Schneider_CPC, Kosmos-Baukästen • -20Y: Mindstorms RCX 1.5, Visual Basic, Pascal, php • NOW: Python3, Arduino MEGA, Raspberry Pi 3, NiboBurger, LEGO Boost/Mindstorms
Der Einfachheit halber einfach nur mal mit Ohmschen Widerständen und Gleichstromwiderstand als Beispiel.
A = ist der variable Widerstand des Sensors.
B = ist der Festwiderstand des Spannungsteilers.
B wird so gewählt, das man bei kleinem A keinen Kurzschluß hat und bei großem A möglichst klein ist, damit man möglichst viel Spannungshub zum Messen hat.
D = interner Widerstand des Chip (Analog Eingang mit vom Hersteller festgelegter Stromfestigkeit)
D sollte recht klein sein, damit bei einer schnell kleiner werdeneden angelegten Spannung der Analogeingang auch schnell genug folgen kann.
(Es gibt Schaltungen, wo die gesamte Spannung nur an dem internen Widerstand abfallen kann. Wäre da R-intern zu groß, würde ein höherer Wert angezeig als die vom Sensor erfasste Größe zu dem Zeitpunkt tatsächlich ist)
C = ist der Strombegrenzungswiderstand, der dafür sorgen muß, das in jedem Zustand des Systems der Maximalstrom nicht überschritten wird.
Strom nimmt immer den Weg des geringsten Widerstandes.
ist z.B. B 10 mal größer als D dann fließt durch D ein 10 mal höherer Strom wie durch B.
https://www.elektronik-kompendium.de...lt/0110192.htm
Wird A jetzt sehr klein und B ist größer als D, dann fließt über D ein entsprechend großer Strom.
Den Spannungsabfall an A kann man berechnen und mit der übrigen Teilspannung und dem Maximalstrom den notwendigen Widerstand.
Entsprechend der verfügbaren Widerstände (E-Reihen) wählt man den nächst größeren Widerstand aus.
Die notwendige Belastbarkeit des Widerstands kann man aus der Teilspannung und dem Strom berechnen (in der Regel reicht 1/8 Watt).
(Falls das Bauteil das durch A representiert wird durchschlagen kann und so einen Widerstand von 0 bekommt nimmt man die Gesammtspannung)
Bei 10mA und und 1/8W muß die Spannung unter 12,5V bleiben.
Bei KFZ Elektronik ist 1/4W vorzuziehen, da es im KFZ Bordnetz auch durchaus über 13V geben kann.
Ob man also einen Strombegrenzungswiderstand als Schutz benötigt kommt auf den Einzelfall an.
Solange die Stöme nicht so klein werden, das der Analogeingang nicht mehr arbeiten kann, schadet er aber nicht.
Wenn im Regelbetrieb der Strom unter dem maximalstrom des Analogeingangs bleibt, aber im Fehlerfall überschritten werden kann, ist ein Schutz vorzuziehen.
Denn so wird nur das Bauteil das versagt hat zu erneuern sein. Andernfalls kann es einen Dominoeffekt geben, durch den mehr Bautiele betroffen sind.
Wird üblicherweise teurer und die Fehlersuche dauert deutlich länger.
Den Maximalschaden den ich mal erlebt hatte waren IBM server, bei denen eine Diode an einem Voltage Regulation Module (VRM) einer CPU durchschlug.
Dadurch wurde die CPU vorgeschädigt.
Setzte der Techniker nur ein neues VRM ein, hat es beim nächsten Einschalten alle 4 CPU's und die anderen 3 VRMs gegrillt.
Alles wegen ein paar Cent die für einen Widerstand gespart wurden.
Da es ein systematischer Fehler war, hat das in dem DataCenter damals 19 Server mit je 4 CPU's gegrillt.
Schaden für IBM nur in dem einen Rechenzentrum: 76 Intel Xeon Serverprozessoren kaputt 76 VRM's kaputt.
Über 60 Server der Baureihe wurden zurückgegeben und der Kunde wechselte komplett zu HP.
Sowas betrifft einen zwar nicht als Hobbybastler, verdeutlicht aber die Tragweite die so etwas annehmen kann.
Die Beispielschaltungen die man im Internet findet, ignorieren leider oft den Maximalstrom eines Eingangs (signal steht ja nur kurz an etc.)
Bei heutigen Strukturbreiten, reicht da die interne Erwärmung auf dem Die aber schon aus das es Diffussionsprozesse im Halbleiter gibt.
Da verkürzt sich dann halt die Lebensdauer des Chip. Und man wundert sich 2-3 Jahre später warum der chip einfach gestorben ist.
Eventuell ist der dann bereits in einem ganz anderen Projekt verbaut und man hängt in einer Fehlersuche die gar keinen Fehler liefern kann, weil alles in Ordnung ist.
die ADC Ports beim PCF8591 sind so konstruiert, dass sie locker direkt angeschlossene 5V (eigentlich sogar bis 6,0V) verkraften (und erst recht auch weniger) - also was soll das mit der Herumreiterei auf dem "Maximalschaden"? Wo soll beim PCF8591 plötzlich ein größerer Strom herkommen, vor dem man sich oder ihn schützen müsste, wo er doch durch den Innenwiderstand eh hinreichend definiert und dadurch ausreichend begrenzt ist (Ohmsches Gesetz!) ?
Der Einfachheit halber einfach nur mal mit Ohmschen Widerständen und Gleichstromwiderstand als Beispiel.
A = ist der variable Widerstand des Sensors.
B = ist der Festwiderstand des Spannungsteilers.
B wird so gewählt, das man bei kleinem A keinen Kurzschluß hat und bei großem A möglichst klein ist, damit man möglichst viel Spannungshub zum Messen hat.
D = interner Widerstand des Chip (Analog Eingang mit vom Hersteller festgelegter Stromfestigkeit)
D sollte recht klein sein, damit bei einer schnell kleiner werdeneden angelegten Spannung der Analogeingang auch schnell genug folgen kann.
(Es gibt Schaltungen, wo die gesamte Spannung nur an dem internen Widerstand abfallen kann. Wäre da R-intern zu groß, würde ein höherer Wert angezeig als die vom Sensor erfasste Größe zu dem Zeitpunkt tatsächlich ist)
C = ist der Strombegrenzungswiderstand, der dafür sorgen muß, das in jedem Zustand des Systems der Maximalstrom nicht überschritten wird.
Strom nimmt immer den Weg des geringsten Widerstandes.
ist z.B. B 10 mal größer als D dann fließt durch D ein 10 mal höherer Strom wie durch B.
https://www.elektronik-kompendium.de...lt/0110192.htm
Wird A jetzt sehr klein und B ist größer als D, dann fließt über D ein entsprechend großer Strom.
Den Spannungsabfall an A kann man berechnen und mit der übrigen Teilspannung und dem Maximalstrom den notwendigen Widerstand.
Entsprechend der verfügbaren Widerstände (E-Reihen) wählt man den nächst größeren Widerstand aus.
Die notwendige Belastbarkeit des Widerstands kann man aus der Teilspannung und dem Strom berechnen (in der Regel reicht 1/8 Watt).
(Falls das Bauteil das durch A representiert wird durchschlagen kann und so einen Widerstand von 0 bekommt nimmt man die Gesammtspannung)
Bei 10mA und und 1/8W muß die Spannung unter 12,5V bleiben.
Bei KFZ Elektronik ist 1/4W vorzuziehen, da es im KFZ Bordnetz auch durchaus über 13V geben kann.
Ob man also einen Strombegrenzungswiderstand als Schutz benötigt kommt auf den Einzelfall an.
Solange die Stöme nicht so klein werden, das der Analogeingang nicht mehr arbeiten kann, schadet er aber nicht.
Wenn im Regelbetrieb der Strom unter dem maximalstrom des Analogeingangs bleibt, aber im Fehlerfall überschritten werden kann, ist ein Schutz vorzuziehen.
Denn so wird nur das Bauteil das versagt hat zu erneuern sein. Andernfalls kann es einen Dominoeffekt geben, durch den mehr Bautiele betroffen sind.
Wird üblicherweise teurer und die Fehlersuche dauert deutlich länger.
Den Maximalschaden den ich mal erlebt hatte waren IBM server, bei denen eine Diode an einem Voltage Regulation Module (VRM) einer CPU durchschlug.
Dadurch wurde die CPU vorgeschädigt.
Setzte der Techniker nur ein neues VRM ein, hat es beim nächsten Einschalten alle 4 CPU's und die anderen 3 VRMs gegrillt.
Alles wegen ein paar Cent die für einen Widerstand gespart wurden.
Da es ein systematischer Fehler war, hat das in dem DataCenter damals 19 Server mit je 4 CPU's gegrillt.
Schaden für IBM nur in dem einen Rechenzentrum: 76 Intel Xeon Serverprozessoren kaputt 76 VRM's kaputt.
Über 60 Server der Baureihe wurden zurückgegeben und der Kunde wechselte komplett zu HP.
Sowas betrifft einen zwar nicht als Hobbybastler, verdeutlicht aber die Tragweite die so etwas annehmen kann.
Die Beispielschaltungen die man im Internet findet, ignorieren leider oft den Maximalstrom eines Eingangs (signal steht ja nur kurz an etc.)
Bei heutigen Strukturbreiten, reicht da die interne Erwärmung auf dem Die aber schon aus das es Diffussionsprozesse im Halbleiter gibt.
Da verkürzt sich dann halt die Lebensdauer des Chip. Und man wundert sich 2-3 Jahre später warum der chip einfach gestorben ist.
Eventuell ist der dann bereits in einem ganz anderen Projekt verbaut und man hängt in einer Fehlersuche die gar keinen Fehler liefern kann, weil alles in Ordnung ist.
Bis 6V schadet ihnen also nichts, und das einzige, was den ADCs ansonsten schaden könnte, wäre eine ÜberSPANNUNG (!) - doch davor schützt auch kein Vorwiderstand als "Strombegrenzungswiderstand ".
@RoboTrader Bild hier
Ich hoffe es wird klar dass hier über grundsätzlich notwendige Maßnahmen diskutiert wird und auch darüber, warum sie im Einzelfall auch einmal nicht notwendig sind.
Zur Erläuterung sollte man vielleicht hinzufügen, dass die Leute die darüber diskutieren sich gegenseitig akzeptieren und respektieren, auch ohne dass das bei der technischen Diskussion in jedem Satz neu betont wird.
Doch, ein Reihenwiderstand in der Leitung zum Analogpin schützt.
Überspannung direkt an den Chip-Eingängen führt zu u.U. hohen Strömen durch die Clampingdioden, mit denen jeder Eingang dieses Chips geschützt ist. Ein richtig dimensionierter Vorwiderstand in der Analogleitung nimmt dieses Zuviel an Spannung auf sich und begrenzt den Strom durch die Clampingdioden auf ein erlaubtes Maß. Im normalen Bereich der Messspannung ist der Analogeingang jedoch hochohmig, es fließt ein maximaler Leckstrom von <100nA, der bei einem 1k-Schutzwiderstand das Signal um lediglich 100µV verfälscht. 1k reicht nur für 10V Überspannung, aber da ist ja noch Luft nach oben, bis ein halbes Bit Fehler zusammenkommt.
Allerdings verlangsamt der Schutzwiderstand auch den Samplingvorgang, also die Angleichung der Ladespannung des internen Kondensators an die äußere Signalspannung.
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