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Wie "Open Collector" gegen "Fehlfunktion" absichern?

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Michael Schwingen
Guest

Wed Feb 13, 2019 10:45 pm   



On 2019-02-13, Wolfgang Martens <na3506b2013_at_t-online.de> wrote:
Quote:
Sie fürchten also, dass ein als Eingang konfigurierter Pin fälschlich
auf Ausgang umschaltet und versucht die Leitung auf 5V zu ziehen,
während diese auf GND gezogen ist.


Nein. Er fürchtet, daß ein auf OC-Ausgang konfigurierter Pin fälschlich auf
Push-Pull umschaltet und aktiv high treibt.

Quote:
Blick ins Datenblatt was dieser Port liefert. Schutzwiderstand vor den
Pin setzen, Mindestwert = Portstrom / 5V.


Geht, versaut aber den Low-Pegel, genau wie die Lösung mit der Diode. Wie
schlimm das ist, hängt von den am anderen Ende verbauten Pullups ab, ist
also schlecht vorherzusehen - an einem PC geht es, an einem anderen nicht.

Die Lösung mit dem echten OC-Treiber kostet zwar 2 Portpins extra (für die
Eingänge), ist aber dafür sauber.

cu
Michael

Marcel Mueller
Guest

Wed Feb 13, 2019 11:45 pm   



Am 12.02.19 um 18:45 schrieb Manuel Reimer:
Quote:
Wenn aus irgendeinem Grund (Programmierfehler, Falsches Programm
geflasht, ...) einer der "Open Collector"-Pins hart auf "High" gezogen
wird, dann schließt der Keyboard-Controller auf dem Mainboard diese
niederohmig zugeführte Spannung gegen GND kurz. Mit nicht abzusehenden
Folgen.


Da passiert zumeist gar nichts, wenn das nur für ein paar µs während der
Datenübertragung ist.

Quote:
Wie würdet ihr dagegen absichern? Das einzige halbwegs einfache, das mir
eingefallen ist, wäre zu testen wie hoch ich einen Widerstand in der
Leitung machen kann, dass die Kommunikation noch funktioniert
(vielleicht gehen ein paar hundert Ohm). Im "Kurzschlussfall" würde der
dann den fließenden Strom begrenzen...


Das geht auch. Aber beliebig weit kann man nicht gehen. Um wirklich
sicher innerhalb der Limits zu bleiben, müsste man schon in die
Dimension 1k vordringen. Das wird nichts.

Quote:
Beim Suchen bin ich auf I2C gekommen. Funktioniert ja "grob ähnlich".
https://www.reichelt.de/-p188897.html
Realistisch? Geht damit auch mein PS2? Nicht ganz billig aber doch
deutlich billiger als das Gerät, das ich "fernsteuern" wollte.


Wenn Du externe Hardware willst, dann probiere es mit einem Transistor.
Nachteil: Du brauchst 2 Ports, einen für Ausgabe, einen für Eingabe. Und
nun könnte man natürlich auch den Eingangsport wieder als Ausgang
programmieren. Und schon dreht man sich im Kreis.

Quote:
Gibt es eine "bessere" (aber nicht allzu aufwändige) externe Beschaltung
zur Absicherung gegen den Fall, dass mein Mikrocontroller eine
Datenleitung "hochzieht"?


Die Billigversion ist eine Schottkydiode. Silizium kannst Du bei PS/2
vergessen.
Wenn Du noch einen Widerstand darüber legst, geht es auch noch als
Eingang. Ohne die Leitung dazwischen ist die Größe des R nicht mehr so
kritisch.


Marcel

Frank Müller
Guest

Thu Feb 14, 2019 11:26 am   



Michael Schwingen schrieb:
Quote:
On 2019-02-13, Frank Müller <dw2fm_at_hotmail.com> wrote:

Dann hänge doch einfach eine Diode rein.

Die verschiebt Dir den Low-Pegel - kann noch gehen, reduziert aber die
Reserven.


Das Teil arbeitet doch mit 5V da ist genug Reserve.

> Wenn es eh ein externes Bauteil braucht, dann eher ein NPN-Transistor

Würde natürlich auch gehen, aber der Aufwand ist dann höher,
denn dann sollte schon noch ein Widerstand davor und das
ganze muß negativ angesteuert werden.

Frank

Hergen Lehmann
Guest

Thu Feb 14, 2019 11:45 am   



Am 14.02.19 um 10:26 schrieb Frank Müller:

Quote:
Die verschiebt Dir den Low-Pegel - kann noch gehen, reduziert aber die
Reserven.

Das Teil arbeitet doch mit 5V da ist genug Reserve.


PS/2 ist steinalt, das dürfte noch mit TTL-Pegeln definiert sein, und da
muss Low <0.8V sein. Mit einer Schottky-Diode sollte es noch gehen,
normale Diode wird zu knapp.

Quote:
Wenn es eh ein externes Bauteil braucht, dann eher ein NPN-Transistor

Würde natürlich auch gehen, aber der Aufwand ist dann höher,
denn dann sollte schon noch ein Widerstand davor und das
ganze muß negativ angesteuert werden.


Ist aber letztlich der "korrekte" Weg.

Gerrit Heitsch
Guest

Thu Feb 14, 2019 12:45 pm   



On 2/14/19 11:17 AM, Hergen Lehmann wrote:
Quote:
Am 14.02.19 um 10:26 schrieb Frank Müller:

Die verschiebt Dir den Low-Pegel - kann noch gehen, reduziert aber die
Reserven.

Das Teil arbeitet doch mit 5V da ist genug Reserve.

PS/2 ist steinalt, das dürfte noch mit TTL-Pegeln definiert sein, und da
muss Low <0.8V sein. Mit einer Schottky-Diode sollte es noch gehen,
normale Diode wird zu knapp.

Wenn es eh ein externes Bauteil braucht, dann eher ein NPN-Transistor

Würde natürlich auch gehen, aber der Aufwand ist dann höher,
denn dann sollte schon noch ein Widerstand davor und das
ganze muß negativ angesteuert werden.

Ist aber letztlich der "korrekte" Weg.


74LS07 wäre besser, der invertiert nicht.

Gerrit

Michael Schwingen
Guest

Thu Feb 14, 2019 8:45 pm   



On 2019-02-14, Frank Müller <dw2fm_at_hotmail.com> wrote:
Quote:

Würde natürlich auch gehen, aber der Aufwand ist dann höher,
denn dann sollte schon noch ein Widerstand davor und das
ganze muß negativ angesteuert werden.


Nimm' einen Logiclevel-FET, dann bleibt es bei einem Bauteil pro Leitung.
Invertieren ist Software und daher gratis ;-)

cu
Michael

Michael Schwingen
Guest

Thu Feb 14, 2019 8:45 pm   



On 2019-02-13, Marcel Mueller <news.5.maazl_at_spamgourmet.org> wrote:
Quote:
Wenn Du externe Hardware willst, dann probiere es mit einem Transistor.
Nachteil: Du brauchst 2 Ports, einen für Ausgabe, einen für Eingabe. Und
nun könnte man natürlich auch den Eingangsport wieder als Ausgang
programmieren. Und schon dreht man sich im Kreis.


am Eingangsport richtet ein 1k-Serienwiderstand keinen Schaden an.

Gut: dann sind wir jetzt bei 4 Bauteilen - 2 Widerstände und 2* 2N7002.
Solange die Port-Pins am uC frei sind, scheint mir das jetzt nicht
überzogen. Entweder, man traut dem uC und der Programmierung und verzichtet
komplett darauf, oder man spendiert halt die 4 Teile und ist 100% auf der
sicheren Seite.

cu
Michael

Marte Schwarz
Guest

Fri Feb 15, 2019 8:45 am   



Hi Michael,> Nimm' einen Logiclevel-FET, dann bleibt es bei einem
Bauteil pro Leitung.
Wenn ich bisher so gelesen habe, was MOSFET-Hersteller für Vorstellungen
von "Logic-Level" haben, dann nehm ich doch gerne einen zusätzlichen
Widerstand in der Basisleitung eines TUN in kauf.

OC heisst nicht von ungefähr Open Collector, auch wenn Open-Drain auch
kein Problem ist, solange das in einem IC pasiert.

> Invertieren ist Software und daher gratis ;-)

So sehe ich das auch.

Marte

Marte Schwarz
Guest

Fri Feb 15, 2019 8:45 am   



Hi Michael,

> am Eingangsport richtet ein 1k-Serienwiderstand keinen Schaden an.

Dessen wäre ich mir nicht sicher. Wie groß (oder besser klein) ist der
Pullup dahinter? Wenn der 10 k groß wäre, dann sind be 1 k in Reihe
schon fast 0,5 V zusätzlicher Spannungsabfall. Mit ca 0,4 V als
Low-Pegel vom Ausgangstreiber darf da nichts mehr an
Übergangswiderständen etc abfallen...

> Gut: dann sind wir jetzt bei 4 Bauteilen - 2 Widerstände und 2* 2N7002.

2N7002 hat eine Ugs von 0,9 bis 3 V! Das kann schon ganz eng werden.

Marte

Michael Schwingen
Guest

Fri Feb 15, 2019 9:45 pm   



On 2019-02-15, Marte Schwarz <marte.schwarz_at_gmx.de> wrote:
Quote:
Wenn ich bisher so gelesen habe, was MOSFET-Hersteller für Vorstellungen
von "Logic-Level" haben, dann nehm ich doch gerne einen zusätzlichen
Widerstand in der Basisleitung eines TUN in kauf.


Kommt immer 'drauf an.

Klassisch ist Logic-Level bei Power-FETs "ab 4.5V garantiert". Inzwischen
gibt es auch welche mit garantiertem RDSon bei niedrigerer Spannung - man
muss halt das Datenblatt lesen.

Aber: für den hier diskutierten Zweck tut es (an einem 3.3V-uC) ein 2N7002
locker, auch, wenn der erst bei 4.5V einen garantierten RDSon hat. BSS138
wäre auf der sicheren Seite - der hat 1 Ohm bei 4.5V und Id=1mA bei 1.5V am
Gate, reicht bei einem 3.3V-uC mit CMOS-Ausgang also locker, um gegen einen
Pullup anzukommen.

Quote:
OC heisst nicht von ungefähr Open Collector, auch wenn Open-Drain auch
kein Problem ist, solange das in einem IC pasiert.


Extern genauso - man muss halt seine Bauteile passend aussuchen. Einen
7406/7407 fände ich für 2 Leitungen jetzt etwas Overkill, wenn man den Rest
nicht noch sinnvoll anderweitig verwenden kann.

cu
Michael

Michael Schwingen
Guest

Fri Feb 15, 2019 10:45 pm   



On 2019-02-15, Marte Schwarz <marte.schwarz_at_gmx.de> wrote:
Quote:
am Eingangsport richtet ein 1k-Serienwiderstand keinen Schaden an.

Dessen wäre ich mir nicht sicher. Wie groß (oder besser klein) ist der
Pullup dahinter? Wenn der 10 k groß wäre, dann sind be 1 k in Reihe
schon fast 0,5 V zusätzlicher Spannungsabfall. Mit ca 0,4 V als
Low-Pegel vom Ausgangstreiber darf da nichts mehr an
Übergangswiderständen etc abfallen...


Der Pullup ist auf PC-Seite, *vor* dem Serienwiderstand, der
Serienwiderstand sieht nur den Eingangsstrom des uC - das ist unkritisch bei
den moderaten Geschwindigkeiten, über die wir hier reden.

> 2N7002 hat eine Ugs von 0,9 bis 3 V! Das kann schon ganz eng werden.

Je nach Typ und Hersteller - welcher? :-(

Ich hatte das Datenblatt von Nexperia, die sagen 2.5V max (Diodes auch). 3V
wäre wirklich knapp (wobei es vermutlich noch geht, wenn der uC wirklich mit
CMOS-3.3V-highpegel treibt) - das wäre für eine Bastelei OK, für ein
Serienprodukt nicht.

BSS138 ist besser, ansonsten gibt es reichlich Alternativen mit ausreichend
niedriger Schwellspannung.

Wenn man Platz genug hat, tut es natürlich auch der NPN+Widerstand - IMHO
gibt es wenig Gründe, die suboptimale Lösung mit der Diode atstt dem
Transistor zu nehmen.

cu
Michael

Marte Schwarz
Guest

Fri Feb 15, 2019 11:45 pm   



Hi Michael,

Quote:
Extern genauso - man muss halt seine Bauteile passend aussuchen. Einen
7406/7407 fände ich für 2 Leitungen jetzt etwas Overkill, wenn man den Rest
nicht noch sinnvoll anderweitig verwenden kann.


sehe ich genau so.

Marte

Marte Schwarz
Guest

Fri Feb 15, 2019 11:45 pm   



Am 15.02.19 um 21:51 schrieb Michael Schwingen:
Quote:
On 2019-02-15, Marte Schwarz <marte.schwarz_at_gmx.de> wrote:
am Eingangsport richtet ein 1k-Serienwiderstand keinen Schaden an.

Dessen wäre ich mir nicht sicher. Wie groß (oder besser klein) ist der
Pullup dahinter? Wenn der 10 k groß wäre, dann sind be 1 k in Reihe
schon fast 0,5 V zusätzlicher Spannungsabfall. Mit ca 0,4 V als
Low-Pegel vom Ausgangstreiber darf da nichts mehr an
Übergangswiderständen etc abfallen...

Der Pullup ist auf PC-Seite, *vor* dem Serienwiderstand, der
Serienwiderstand sieht nur den Eingangsstrom des uC - das ist unkritisch bei
den moderaten Geschwindigkeiten, über die wir hier reden.

2N7002 hat eine Ugs von 0,9 bis 3 V! Das kann schon ganz eng werden.

Je nach Typ und Hersteller - welcher? Sad


OnSemi, ST,

Was ich bis jetzt nicht wirklich realisierte, der 2N7002 hat tatsächlich
andere Daten als der 2N7000. Bisher hatte ich im Hinterkopf, dass der
2N7002 nur die SMD-Variante vom 2N7000 sei...
Again somewhat learned.

Quote:
Ich hatte das Datenblatt von Nexperia, die sagen 2.5V max (Diodes auch). 3V
wäre wirklich knapp (wobei es vermutlich noch geht, wenn der uC wirklich mit
CMOS-3.3V-highpegel treibt) - das wäre für eine Bastelei OK, für ein
Serienprodukt nicht.


Wahrscheinlich gehts sogar, weil der Drainstrom ja auch übersichtlich
ist. man muss da auch genau hinschauen, zu welchen Messbedingungen die
Ugs gemessen wurden.

Quote:
Wenn man Platz genug hat, tut es natürlich auch der NPN+Widerstand - IMHO
gibt es wenig Gründe, die suboptimale Lösung mit der Diode atstt dem
Transistor zu nehmen.


Ein Grund reicht meist, der heißt "Geld". Der nächste heißt Platz.

Marte

Gerrit Heitsch
Guest

Sat Feb 16, 2019 8:45 am   



On 2/15/19 11:36 PM, Marte Schwarz wrote:
Quote:
Hi Michael,

Extern genauso - man muss halt seine Bauteile passend aussuchen. Einen
7406/7407 fände ich für 2 Leitungen jetzt etwas Overkill, wenn man den
Rest
nicht noch sinnvoll anderweitig verwenden kann.

sehe ich genau so.


Macht aber weniger Aufwand als multiple Transistoren und Widerstände.

Gerrit

Wolfgang Allinger
Guest

Sat Feb 16, 2019 6:45 pm   



On 15 Feb 19 at group /de/sci/electronics in article slrnq6e8t1.39a.news-1513678000_at_a-tuin.ms.intern
<news-1513678000_at_discworld.dascon.de> (Michael Schwingen) wrote:

Quote:
Extern genauso - man muss halt seine Bauteile passend aussuchen. Einen
7406/7407 fnde ich fr 2 Leitungen jetzt etwas Overkill, wenn man den Rest
nicht noch sinnvoll anderweitig verwenden kann.


Gabs sowas nicht auch als single gate in SMD Fliegendreck?


Saludos (an alle Vernnftigen, Rest sh. sig)
Wolfgang

--
Ich bin in Paraguay lebender Trollallergiker Smile reply Adresse gesetzt!
Ich diskutiere zuknftig weniger mit Idioten, denn sie ziehen mich auf
ihr Niveau herunter und schlagen mich dort mit ihrer Erfahrung! :p
(lt. alter usenet Weisheit) iPod, iPhone, iPad, iTunes, iRak, iDiot

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