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Topic: Negative Spannung beim analogen Eingang (Read 246 times) previous topic - next topic

arpe

Hallo zusammen,

nachdem ich mich schon im Datenblatt umgesehen habe und leider nicht fündig geworden bin, habe ich gedacht hier kurz nachzufragen, ob da jemand Erfahrung damit hat oder etwas genaueres weiß:

Kann man eine negative Spannung in den Arduino in die analogen Eingänge hineingeben? Mir ist klar, dass der Wert 0 sein sollte, da die Range des ADC's im Normalfall 0-5V ist. Ich frage mich vielmehr, ob ich den Arduino damit beschädigen würde oder ob er einfach nur 0 ausgibt und ihm es "egal" ist, dass die Spannung negativ ist.
Ich habe einen Arduino Uno Rev. 3 und die max. negative Spannung wäre an die -5 V.
Schon jetzt vielen Dank!

Grüße Arpe

ardubu

#1
Apr 18, 2019, 02:24 pm Last Edit: Apr 18, 2019, 02:26 pm by ardubu
28.1 Absolute Maximum Ratings
Stresses beyond those listed under "Absolute Maximum Ratings" may cause permanent damage to the device. This is a stress rating
only and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of this specification is not implied.
Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
Parameters Min. Typ. Max. Unit
Operating temperature -55 +125 °C
Storage temperature -65 +150 °C
Voltage on any pin except RESET with respect to ground -0.5 VCC + 0.5 V
Voltage on RESET with respect to ground -0.5 +13.0 V
Maximum operating voltage 6.0 V
DC current per I/O pin 40.0 mA
DC current VCC and GND pins 200.0 mA
Injection current at VCC = 0V ±5.0(1) mA
Injection current at VCC = 5V ±1.0 mA
Note: 1. Maximum current per port = ±30mA

arpe

Vielen Dank für deine schnelle Antwort!
Also verstehe ich das richtig, dass ich nur bis -0,5 V in den analogen Eingang geben kann, sonst beschädige ich den Controller?
Grüße Arpe

ardubu


uwefed

Ich würde aber auch die -0,5V vermeiden.
Bei 0,5V fangen die Schutzdioden der Pin an zu leiten und bringen die Spannung auf Masse. Da der Strom zu groß sein wird dird zuerst die Schutzdiode kaputtgehen und dann der Rest der Schaltung des Pins.

grüße Uwe 

Doc_Arduino

#5
Apr 18, 2019, 04:48 pm Last Edit: Apr 18, 2019, 06:12 pm by Doc_Arduino
Hallo,

wenn du dir unsicher bist wegen der Eingangsspannung, dann kannst du dir eine externe Schutzschaltung davor setzen. Wichtig ist der 10k Längswiderstand. Die Ableitdioden ist Zusatzschutz und soll die internen Dioden entlasten. Wie gesagt, wichtig ist erstmal der Längswiderstand. Kann man auch noch größer machen. Das heißt aber nichts du damit unbekümmert irgendwelche Spannungen anlegen kannst. Aber falsche +/-10V hält das schon aus. Den Strom kannste dir selbst ausrechnen und mit obigen Parametern vergleichen. 

Edit: D2 korrigiert


Tschau
Doc Arduino '\0'

Messschieber auslesen: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=273445
EA-DOGM Display - Demos: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=378279

uwefed

Ist es nicht bessere Skottky-Dioden statt der 1N4148 zu nehmen?
grüße Uwe

Doc_Arduino

#7
Apr 18, 2019, 05:27 pm Last Edit: Apr 18, 2019, 05:28 pm by Doc_Arduino
Hallo,

kann man machen, muss man nicht. Laut mikrocontroller Forum sind Standarddioden ausreichend.  Sind eh optional.   :)   Laut meines Wissens ist eher die Strombegrenzung entscheidend.
Tschau
Doc Arduino '\0'

Messschieber auslesen: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=273445
EA-DOGM Display - Demos: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=378279

combie

#8
Apr 18, 2019, 05:36 pm Last Edit: Apr 18, 2019, 07:25 pm by combie
Quote
Die Ableitdioden
D2 ist falsch rum drin

Edit:
Jetzt ist viel besser!
Der Pessimist sieht die Wolke vor der Sonne.
Der Optimist sieht die Sonne hinter der Wolke.

Mantra: Die Sonne scheint immer!

agmue

D2 ist falsch rum drin
Ja, siehe "Figure 14-1. I/O Pin Equivalent Schematic" im Datenblatt.
Wahnsinn und Verstand trennt nur eine dünne Wand. (Daniel Düsentrieb)

Doc_Arduino

Hallo,

upps, dass ist mir jetzt irgendwie peinlich. Darf nicht passieren. :o
Tschau
Doc Arduino '\0'

Messschieber auslesen: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=273445
EA-DOGM Display - Demos: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=378279

SpaghettiCode

#11
Apr 18, 2019, 06:21 pm Last Edit: Apr 18, 2019, 06:21 pm by SpaghettiCode
Hi,

eine 1N4148 oder eine BAT48 als Beispiel einer Shottky-Diode unterscheiden sich aber auch im Reststrom,damit wird es dann ein Spannungsteiler gegen 5V, wenn auch nur mit geringem, aber nachweisbarem Einfluss.In der Messtechnik nimmt man an dieser Stelle aber Picoampere-Dioden,da diese durch den geringen Reststrom in Sperrrichtung das Ergebnis nicht verfälschen.



Der erste Widerstand begrenzt den Strom für die externen Dioden, der zweite Widerstand begrenzt den Strom für die internen Dioden auf das erlaubte Maß.
Das Spannungsgefälle über dem zweiten Widerstand ist dann Uf(extern) - Uf(intern), also irgendwas um die 0.5V, der Strom ist der max. erlaubte für die internen Dioden, besser weniger.

Gruß André

Doc_Arduino

Hallo,

tja es gibts nichts geschenkt. Alles beeinflusst alles.   ;)

Wenn es wirklich an einem hochwertigen ADC drauf ankommt, dann würde ich keine Schutzschaltung nehmen. Ich würde mir dann vorher Gedanken machen welches Signal ich anklemme. Notfalls einen Spannungsteiler verwenden und/oder mit einem DC Offset rumspielen. Alles am Oszi anschauen und wenn alles passt an den ADC/µC anklemmen. Wenn dann doch etwas schief, tja dann war man zur falschen Zeit am falschen Ort.   :)
Tschau
Doc Arduino '\0'

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EA-DOGM Display - Demos: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=378279

postmaster-ino

Hi

Da sollte sich doch ein OpAmp für eignen, die Minus-irgendwas in Plus-Irgendwas 'umzudrehen'.
Kommen auch positive Spannungen vor?

MfG
anscheinend ist Es nicht erwünscht, einen Foren-internen Link als 'Homepage' einzubinden, damit JEDER nur einen Klick von combie's Liste zum Thema State-Maschine entfernt ist.
... dann eben nicht ...

arpe

Hi zusammen, danke für die vielen Infos!

Ich hab mich dazu entschlossen einen Offset drauf zu geben, damit überhaupt gar keine negativen Spannungen vorkommen. Das sollte das Problem lösen, ohne externen ADC etc.

@postmaster-ino ja es ist bzw. war von -5V bis +5V. Nun von 0 bis 5V und einem Offset von 2,5 V. Habe einfach die Verstärkung angepasst.


Danke nochmal für die Hilfe :)
Arpe

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