Dag Allemaal
Voor een project dien ik een signaal van 0v of 20v in te lezen op een microcontroller. Ik dien deze 0v of 20v dus om te zetten naar TTL niveau ( 0 - 5v). Ik dacht hiervoor aan volgende transistor schakeling:
Het gedacht was:
1. Bij 20v: Basisstroom vloeit, transistor gaat in geleiding en de collectorspanning is 0v.
2.Bij 0v: Geen Basisstroom, transistor spert en de collectorspanning is 5v.
Dit blijkt echter niet te werken. Iemand enig idee waarom?
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Dit werkt wel. Je zal wel iets verkeerd hebben aangesloten...
waarom niet een weerstandje en een zener ?
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Of gewoon een weerstand? Als je bv. 100k neemt, hoeven de interne vrijloopdioden slechts 0.2mA te verwerken bij een ingangsspanning van 25V.
Slecht plan, je kunt latchup krijgen!
Uh! hoezo?
[Bericht gewijzigd door pros op (22%)]
henri62
1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.
Op 4 november 2013 20:14:54 schreef pros:
Of gewoon een weerstand? Als je bv. 100k neemt, hoeven de interne vrijloopdioden slechts 0.2mA te verwerken bij een spanning van 25V.
Slecht plan, je kunt latchup krijgen!
Een weerstand + zener van 4.7V is dan beter.
Maar de gegeven schakeling zou gewoon moeten werken zoals ook Arco zegt.
Niet de transistor verkeerd aangesloten, pootjes verwisseld of zo?
Verder zou ik nog een weerstandje over de b-e van de transistor zetten.
Dan is bij een open ingang de input minder storingsgevoelig.
EricP
mét CE
pros z'n idee is dan ontwerp-technisch niet helemaal fris, een zener is wat langzaam om zonder capaciteit de piek vanaf het begin binnen de perken te houden. De protectiedioden lossen dat dan wel weer op. Maar als je bang bent voor latch-up is de zeneroplossing net zo min 'netjes'...
flipflop
"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
4.3V zener
+ --RR--+------|<--gnd
-
^ diode
|
in---RR----+------ uC input
Zo iets? Met zener een 4.3V spanning maken (of iets minder). Dan met een gewone diode daar tegenaan clampen. Zener mag een beetje instelstroom hebben, hoeft niet per-se. Bij 3v3 ingangen gebruik je een lager zenerspanning uiteraard.
Bedankt voor de antwoorden. Ga morgen avond een paar testen doen en kijken wat de beste oplossing blijkt.
Grts
Op 4 november 2013 20:19:19 schreef henri62:
[...]
Slecht plan, je kunt latchup krijgen!
Van analoge IC's weet ik dat ze in een latchup-toestand kunnen komen. Van digitale (CMOS-achtige) IC's is mij daarover niets bekend. Hoe werkt dat bij digitale IC's?
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Ongeacht analoog of digitaal, als de spanning/stroom te hoog wordt, legt de diode tussen de pin en Vdd het loodje...
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Als ze er bij Atmel niet vies van zijn om een AVR via een weerstand aan de netspanning te knopen, zie ik weinig reden om niet hetzelfde te doen bij een lagere ingangsspanning.
een zener is wat langzaam om zonder capaciteit de piek vanaf het begin binnen de perken te houden
Een zener heeft sowieso een hogere (parasitaire) capaciteit dan een doorsnee-diode. Dat is dan weer gunstig bij deze toepassing.
benleentje
Golden Member
Als je het maximum weet van wat die 20V kan zijn kan je ook een gewone spannings deler nemen. In dit geval moet de spanning door 5 gedeeld worden. Neem iets meer om onder de 5V te blijven.
Op 4 november 2013 21:49:20 schreef Arco:
Ongeacht analoog of digitaal, als de spanning/stroom te hoog wordt, legt de diode tussen de pin en Vdd het loodje...
Wat je schrijft is wel waar, maar dat is geen latchup. Bovendien, met een 100k weerstand kan de stroom bijna niet te hoog worden.
P(ro)S:
Deze link doet het wel http://www.atmel.com/Images/doc2508.pdf
flipflop
"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
Op 4 november 2013 21:42:56 schreef EricP:
Ons aller f_e heeft er ooit eens wat over gepost. Simpel en effectief...
2 posts boven die van jou 
Is overigens een standaard oplossing die all over the world al jaren wordt toegepast.
benleentje
Golden Member
Als ze er bij Atmel niet vies van zijn om
Blijkbaar ook een latch-up op de website. Error 404 hier.
Is hetzelfde schema. Die van f-e beschermt ook tegen negatieve spanningen, dus is ietsje "beter"
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Een latchup wordt beschreven als een ongewenste en onbedoelde laagohmige verbinding tussen de voeding van een mosfet circuit.
Ik denk dat opgeblazen beschermingsdiodes daar wel aan voldoen...
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Blijkbaar ook een latch-up op de website. Error 404 hier
Het 'http://' deel ontbrak. Is aangepast, nu.
Daarnaast is het idee om een spanningsdeler te gebruiken best handig. Je kan daarmee bv. instellen dat de AVR enkel een '1' ziet als de ingangsspanning hoger is dan 10V (ik roep maar wat) ipv. Vcc/2
Je hebt gelijk!
Ik heb het op wikipedia nagezocht.
http://en.wikipedia.org/wiki/Latchup.
Tot nu toe ging ik er van uit dat een latchup een onbedoelde toestand van een IC is die omkeerbaar is door bv de spanning weg te nemen. Maar nu lees ik op wikipedia dat vernielde dioden in een IC ook een latchup is.
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Een software latch-up kan inderdaad ook.
Da's wanneer een microcontroller de hik krijgt en naar een onbedoeld deel van zijn programma spingt en daar vervolgens blijft hangen...
fatbeard
Honourable Member
Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Op 4 november 2013 22:38:00 schreef ohm pi:
Maar nu lees ik op wikipedia dat vernielde dioden in een IC ook een latchup is.
Vreemd, dat haal ík er niet uit...
De meest voorkomende oorzaak van latchup (het triggeren van een parasitaire thyristor) is een te grote dV/dt. Als de stroom binnen de perken blijft is de zaak reversibel door de power te onderbreken, als de stroom te groot wordt (of te lang loopt) ontsnapt de zwarte rook: einde chip.
Mijn ervaring is dat digitale ICs er (veel) minder last van hebben, misschien omdat het ESD-protectie circuit wat robuuster is; wie zal het zeggen.
De minimum component oplossing is inderdaad een enkele serieweerstand die de stroom beperkt tot maximaal 100µA, de ESD protectiedioden doen de rest (ook voor negatieve ingangsspanningen). Ietsje luxer/beter is het toevoegen van een kleine capaciteit direct op de processorpin (dus na de weerstand), daarmee wordt ook de dV/dt beperkt.
Maar als je echt (redelijk) veilig wilt zitten is inderdaad het schema van f-e aan te bevelen (maar daar moet je dan wel de ruimte voor hebben).
henri62
1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.
Ik heb in de praktijk alleen latchup gezien van digitaal spul.
Zelfs een RTC chip waar maar enkele uA doorheen liep heb ik compleet zien ontploffen op een PC moederbord. (En niet eentje, echt meerdere).
De beruchte pin was die van de backup batterij.
Slecht ontwerp van de chip: waar dus zwakke ESD protectie dioden in zaten naar de +5V wat niet hoorde.
Zoals 'fatbeard' zegt ontstaat er dan een thyristor effect in de gehele chip en de volle mep aan stroom loopt er doorheen op het moment dat het MOBO ingeschakeld werd: Resultaat een gat in de chip geslagen.
De enige design oplossing was een heel cmos circuit erbij ontwerpen om die bug heen te werken.
Oh ja: En wat is er mis met een R + zener? (Zener tegen massa natuurlijk)