Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 16 дек 2018, 11:32

Часовой пояс: UTC + 5 часов




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 40 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 14:54 
Только пришел

Зарегистрирован: 06 фев 2018, 22:56
Сообщения: 25
Доброе время суток!
Ребята, прошу совета:
Требуется в устройстве на базе AVR иметь аналоговый вход 0-10В. Точность требуется весьма и весьма посредственная, поэтому сигнал просто снимается с резистивного делителя на аналоговый вход МК. Хочу иметь дешевую и простую защиту от подачи на вход напряжения питания (12...30VDC). Поискал по форуму, понравилось решение, которое после преобразования под мои нужды приведено во вложении.
Напряжение стабилизации D2 - 4,3V номинальный ток стабилизации 5ма.
Стоит использовать данную схемотехнику?


Вложения:
AI.png
AI.png [ 8.93 Кб | Просмотров: 1364 ]
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 15:00 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 28 фев 2013, 16:13
Сообщения: 57
Откуда: Нижний Новгород
Цитата:
Точность требуется весьма и весьма посредственная

Ну и поставьте на входе делитель на 30В


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 15:10 
Только пришел

Зарегистрирован: 06 фев 2018, 22:56
Сообщения: 25
Ну, я это к тому, что допустимо в принципе использовать делитель и даже с 5% резисторами. Деление 1/3 уже было применено для псевдозащиты от прихода 12 В.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 15:13 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5247
Схема вполне, напряжение на стабилитроне можно использовать для _множества_ входов.
Доп. - D1 это 4148, естественно. Для компактности возьмите 4148WS. Второе - zener <5В откровенный хлам. Ставьте параллельно ему конденсатор (я ставлю 10u 0805). В последней схеме в таком узле у меня стоит zener 3.3V + TL431.
Если возможны высоковольтные помехи, то R1 должен быть ИЛИ 0805*2(3-4-5-)pcs ИЛИ хотя-бы 1206. Т.к. пробой по резистору пожжет все остальное "без вопросов".


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 15:17 
Только пришел

Зарегистрирован: 06 фев 2018, 22:56
Сообщения: 25
Спасибо за содержательный ответ!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 16:26 
Старожил

Зарегистрирован: 21 янв 2015, 16:19
Сообщения: 529
Посчитайте ток утечки через зенер, прикиньте какую нелинейность он внесет в делитель...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 16:32 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5247
Посчитал. Ток утечки на вход примерно 3 nA. Или, смещение 0 примерно на +15 uV.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 16 фев 2018, 17:00 
Старожил

Зарегистрирован: 21 янв 2015, 16:19
Сообщения: 529
Пардон, я не в тот лес зашел)))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 18 фев 2018, 16:10 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
Вложение:
TL431 True.png
TL431 True.png [ 17.03 Кб | Просмотров: 1178 ]

И никаких искажений абсолютно.

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 18 фев 2018, 16:54 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5247
Угу, абсолютно никаких. Процессор уходит в сон, на входе +400В. Процессор подыхает во сне.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 18 фев 2018, 16:58 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
От того что проц уснет, диоды внутри камня не отвалятся.
Даже если отключить питание, стаб все равно ограничит напряжение питания микроконтроллера.
В итоге - не убьет никак. ESD диоды есть во всех не СВЧ микроконтроллерах. На всех ногах кроме true open drain (I2C например).
Диоды рассчитаны на 5mA, напряжением 4кВ, производител рекомендует рассчитывать с запасом, на 2mA, не более 2кВ

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 19 фев 2018, 13:44 
Старожил

Зарегистрирован: 16 авг 2012, 23:27
Сообщения: 1763
Откуда: Москва
А АЦП вообще при таком сопротивлении нормально работать будет? У большинства МК высокоомных буферов по входу АЦП нету, нога через мультиплексор прямо на семплирующий конденсатор подключается.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 19 фев 2018, 13:54 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5247
У меня на 1-9М нормально всё считывается, если надо посмотреть питание. mChel, все определяется не "конденсатором", а конденсаторным сопротивлением. ;)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 19 фев 2018, 15:19 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
Работает отлично. В том числе при критических температурах.
Изображение
Такие резисторы можно паять рядом с МК. В итоге размер устройства микроскопический.
Главное больше 2mA не давать на камень и все будет нормально.

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 22 фев 2018, 14:27 
Старожил

Зарегистрирован: 16 авг 2012, 23:27
Сообщения: 1763
Откуда: Москва
casus писал(а):
Работает отлично. В том числе при критических температурах.
Show

Такие резисторы можно паять рядом с МК. В итоге размер устройства микроскопический.
Главное больше 2mA не давать на камень и все будет нормально.

Не смог найти SMD резисторные сборки на 400В, может подскажете модель? А то все кого ни глянь на 75В максимум, многие так вообще на 50В.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 22 фев 2018, 14:32 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5247
mChel, там ограничение не параметрическое, а механическое. На 400В размер этой сборки должен быть весьма конкретный. Иначе пробъет. ;)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 22 фев 2018, 14:41 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 4127
Про сборки не знаю, а про планарные резисторы читал, что 400В - начиная с 1206.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 04:32 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
Расчет резистора делается так: Берете максимальное напряжение которое теоритически может появиться на входе, например 60в.
Считаете какой резистор ставить чтобы ток через МК не превысил 2мА: 60 / 0.002 = 30000, из стандартов берем в большую сторону, т.е. 33кОм. Дальше вычисляем мощ резистора: 0.002 * 60 = 0.12Вт
0.05 Вт (0201), 0.062 Вт (0402), 0.1 Вт (0603), 0.125 Вт (0805), 0.25 Вт (1206), 0.75 Вт (2010), 1,0 Вт (2512)
Видим что подходят резисторы с размерами 0805 и выше. Паяем нужные резисторы.
При этом считается долговременная тепловая мощность, а если максимальное напряжение кратковременное, то и резисторы можно ставить слабее, они просто не успеют нагреться, например, если длительность 1мс из 100, то можно смело ставить в двое меньше мощностью, т.е. 0603. Но не меньше.
0603 например вот https://ru.aliexpress.com/item/Free-shipping-100pcs-SMD-exclusion-0603-8P4R-2-4P-10K-ohm-Network-Resistor-array/32345047406.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.0LJeKO#/price

На большие мощности (>0.5Вт) используйте SMT резисторы, например https://ru.aliexpress.com/item/High-pre ... aKB#/price
У них сопротивление не зависит от тока и температуры, и их можно значительно перегружать и им ничего не будет, если не перегреть, в добавок они еще и очень точные. В китайских мультиметрах mastech стоят именно они. Но они дороже и больше SMD и не линейны к высоким частотам, поэтому и применять их целесообразно только для измерений НЧ.

mChel писал(а):
Не смог найти SMD резисторные сборки на 400В, может подскажете модель? А то все кого ни глянь на 75В максимум, многие так вообще на 50В.

400в это я для примера привел, из мануала по расчету индуктивной нагрузки. Таким образом ничего особо не замерить, просто пример что камень не сгорит при подаче на его вход через резистор 400в.
Если вы хотите померить 400В, то сначала пропустите эти 400В через делитель 1/80 чтобы снизить 400в до 5в, а уже потом на МК. Тут уже немного другой расчет: R1 = 400В / 0.002А = 200кОм. По стандарту сопротивлений выбираем в большую сторону, т.е. 220кОм, а R2 в меньшую, R2 = 220000 / 80 = 2750, т.е. 2.7кОм. R1+R2= 222.7кОм Ток через них пойдет 400/222700=0.0018А, соответственно мощ нужна для R1 0.0018*400=0.72Вт SMD 0.75 Вт (2010), для R2 0.0018*5=0.009Вт, т.е. любая.
На напряжение не обращайте внимание, считайте через мощность, и будет вам счастье, по крайней мере до 400В

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 10:51 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 19 дек 2017, 08:12
Сообщения: 135
Откуда: SPb
Цитата:
Тут уже немного другой расчет: R1 = 400В / 0.002А = 200кОм.

А кем/чем задано 0.002А ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 14:18 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
Это максимальный ток, который может течь через внутренние диоды микроконтроллера долговременно.
0.002А задал производитель МК.

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 15:32 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 19 дек 2017, 08:12
Сообщения: 135
Откуда: SPb
Каким боком здесь максимальный ток внутреннего диода ?
Для схемы, рассчитанной выше, чтоб нагрузить диод на 2мА, на делитель надо подать 800В. (4мА пойдет по верхнему резистору, 2 уйдет в нижний резистор, 2 - в ногу)
Но разве задача стоит так чтобы рассеять как можно больше тепла ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 16:25 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
stanislav.l писал(а):
Каким боком здесь максимальный ток внутреннего диода ?

Таким, тема про простую защиту аналогового входа МК, значит и будем использовать встроенные в МК диоды, а чтобы их не спалить, нужно все делать по ДШ, а именно не пускать через них ток больше 2мА.
stanislav.l писал(а):
Для схемы, рассчитанной выше, чтоб нагрузить диод на 2мА, на делитель надо подать 800В. (4мА пойдет по верхнему резистору, 2 уйдет в нижний резистор, 2 - в ногу)

Чё это? R=U/I 400/0.002=200k
Для примера представте ситуацию, когда нижний резистор делителя случайно отвалился. Какой ток потечет через МК? -2мА.
Если делитель будет работать штатно, через резистор потечет ток также 2мА, через МК 0мА. В итоге ничего не сгорит в случае неисправности, а значит защита работает.

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 16:54 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 19 дек 2017, 08:12
Сообщения: 135
Откуда: SPb
Вы все схемы рассчитываете таким образом - "представьте что резистор отвалился, представьте что емкость отвалилась, представьте что МК отвалился" ?
Но это второстепенно. Вы на главный вопрос не ответили. Если б диод был на 100мА - Вы бы и делитель считали, чтоб через него 100мА шло ? Или есть какие-то другие соображения ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 17:01 
Старожил

Зарегистрирован: 23 дек 2012, 16:46
Сообщения: 310
Откуда: Новый Уренгой
1. Даже если мк отвалится-ничего не сгорит, да все.
2. Зависит от частоты и входного сопротивления на этой частоте. Чем ниже входное сопротивление тем выше ток. Если упереться в потолок по току, придется ставить буферные усилители. Тоесть использовать уже не встроенные диоды внутри МК, а ограничивать напряжение на выходе делителя.
Но это другая ситуация, ток не пойдет через встроенные диоды, т.к. входное напряжение не выйдет за границы питания.
Для постоянного напряжения вполне хватит выходного сопротивления, равного R2 (2к7) из моего расчета.


Вложение:
True.jpg
True.jpg [ 100.06 Кб | Просмотров: 688 ]

Итог, девайсы с минимальным количеством деталей, и надежные как бетон. Проверял подавая на вход +/- 30В.
Отработали полгода при минус 50 и при плюс 100. И ничего им не делается.

_________________
vk.com/casusnur


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Простая защита аналогового входа МК
СообщениеДобавлено: 23 фев 2018, 17:35 
Старожил

Зарегистрирован: 26 ноя 2012, 10:28
Сообщения: 3181
Откуда: КЧР, поселок Нижний Архыз
На том же али, если что, можно прикупить многоногие сборки стабилитронов для защиты от перенапряжения и электростатики. Цена вопроса — рублей 5-7 за шестинога, защищающего 5 каналов.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 40 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB