Arduino.ru

Стабилитрон

стабилитрон 5.1в

Специальная ардуина для любителей измерять 220V контроллером:

https://www.rugged-circuits.com/ruggeduino-1/

I/O Pin Protection : Every I/O pin is protected by a 5.1V zener diode and 220 ohm 30mA PTC (resettable fuse). The equivalent circuit is shown in this figure.

От класса точности и мощности резистора, врать на 0,5в не может, скорее всего использовали в качестве опорного напряжения-напряжение питания. При использовании опорного1.1в и соответсттвующей коррекцией в скетче, вольтметр на ардуино вполне неплохо работает. 

Для защиты достаточно стабилитрона на 5,1 в, и веррхний резистор делителя выбирайте, чтобы при максимальном входном напряжении, ток через него не превышал 1 мА. Грубо для 220в - 220кОм. Хотя и при 47 кОм, вход чувствует себя нормально, только резистор калится.

Я на Хабре пост сделал "К вопросу об ограничениях", там в конце есть схемки, посмотрите.

имхо, с целью защиты лучше уж использовать специально предназначенный для этого TVS диод  (супрессор). 

Лучше, но супрессоры на 5v еще поискать надо.

 Кто ищет - тот иногда находит. :)  Даже бегать далеко не надо.

https://www.chipdip.ru/product/smbj5.0ca

На секундочку, супрессоры не предназначены для ограничения напряжения, они предназначены для защиты от перенапряжения, а это немного другая функция.

Например, предложенный Вами сурпессор имеет напряжение открывания от 6 до 7.5 В, не многовато ли для взода МК, там раньше свои защитные диоды сработают.

Напряжение супрессора 5В - это гарантированное напряжение НЕоткрывания и ничего более, так что осторожнее с рекомендациями.

вольтиетр нужен именно 0-5в? просто если поставить на входе делитель то можно диапазон увеличить. или даже сделать этот делитель управляемым, тогда диапазоны можно переключать

в общем плане чтобы защитить входы от статики и от неправильного подключения применять нужно один из предложенных способов или комбинацию:

- баластный резистор на входе. учитывая высокое сопротивление входа МК это может быть сопротивление от 10 до 500к. уже этого достаточно для защиты входа от многих напастей, особенно если резистор более 100к, тогда можно расчитывать на встроенные защитные диоды

- внешние защитные диоды. любые диоды шотки, удобно ставить bat54S, там сразу два диода. катод одного на GND, анод на вход, катод второго на вход, анод на +5V. тоже желательно с баластным резистором, но его можно поставить меньшего сопротивления, такого чтобы ток выдерживали диоды

- стабилитрон 5.1в паралелльно входу, анод на GND в сочетании с входным баластным резистором. надо понимать что в этом случае любое напряжение больше 5в на входе МК будет воспринимать как примерно 5в. от статики не защитит в виду тормознутости стабилитрона

- tvs диод на входе, анодом к GND на 5в. их много на выбор и найти не проблема. либо в сочетании с баластным резистором либо без него. но во втором случае надо понимать, что если кому то хватит глупости присоединить например автомобильный аккумулятор, то произойдет короткое замыкание, ток пойдет прямиком через tvs до его полного выгорания и возможно выпаивания с платы. зато дает отличную защиту от статики и разного рода импульсов (актуально например для бортовой сети автомобиля)

 Стабилитрон не рассчитан на больщие токи и у него низкое быстродействие. Так что это больше для самоуспокоения. Они просто разлетаются на куски или испаряются и вход остаётся без защиты. А супрессор в сочетании с предохранителем защитит и вход МК, и на питании не помешает. Особенно любителям дешёвых китайских БП. МК имеют запас прочности и могут выдкрживать небольшие кратковременные перегрузки.

с баластным резистором ничего не случится ни со стабилитроном ни с супрессором

с сопротивлением 100к-500к можно вообще больше ничего не ставить

с сопротивлением 10к-100к можно добавить стабилитрон

с сопротивлением 500-10к можно ставить супрессор или защитные диоды

не надо предохранителей, здесь они лишние

Супрессор SMBJ5.0CA, как я понимаю, начинает открываться на: "Минимальное пробивное напряжение 6.4 в", а выходы тянут VCC+0.5V. Т.е. если на вход полезет, например, 6.1V, то супрессор еще не начнет работать, а вот МК уже получит по ноге. 

Или я не прав?

странный спор.

Разница между стабилитроном и супрессором ровно такая же, как между драйвером тока и предохранителем. Драйвер тока не защитит от КЗ, а предохранитель не способен поддерживать точный ток. Это разные девайсы для разных целей.

Почему странный? Топикстартеру же не стабилизатор нужен, а защита...  Супрессор был бы неплох, если бы умел гарантированно коротить на 5,3V, например. Но я таких в удобном корпусе не находил, хоть и искал. Есть, правда, один вариант: ESDA5V3L - https://www.st.com/resource/en/datasheet/esdal.pdf . Но он, гад, мелкий. Не представляю, как его паять в своих конструкциях.

если б у бабушки были....

В том то и дело, что стандартные супрессоры так не умеют. Ровно так же, как нет предохранителей на 1А. гарантировано сгорающих на 1.1 ампера :)

 Прежде чем устраивать дебаты нужно было в даташит заглянуть. Питание у AVR 5.5 вольт максимум, а максимальное входное, кроме нескольких пин, Vcc + 0.5V. И 6 вольтовые супрессоры отлично справляются с защитой МК. Когда не было такого выбора, как сейчас, я ставил 1.5KE6.8 и вылеты МК прекращались.

6,4в - это из даташита. То, что какие-то супрессоры могут срабатывать и раньше - недокументированная особенность и опираться на нее абсолютно нелогично. А по поводу прекратившихся вылетов... ну, может там и 8 прилетало. Или есть замеры, эксперименты? 

P.S. Это не за ради флейма, мне тема с супрессорами интересна, однако доводы типа "поставил, что было, и какбэ всё ок" никак не устраивают. 

Если я правильно читаю даташит, не могут они раньше срабатывать. 6.45в - это минимальное значение напряжения пробоя, а весь диапазон - 6.45 до 7.14в

Тоже не флейма ради - буду рад если мне укажут на ошибку.

Для ограничения на входах ардуино, имхо, супрессор не подходит. Это грубый элемент, который держит токи до 100А - его надо ставить на защиту, например, в питании

Мой опыт использования супрессора в конденсаторных БП:

если по какой-то причине напряжение после моста начнет расти, то примерно на 14в супрессор закоротит все нафик, сработает предохранитель и все мирно отключится.

HALP!!!!  перечитал несколько раз этот абздец... понимаю, что ничего не понимаю, а чего не понимаю выделил. Можно внятнее? + вопрос к ТС, Вы закон нами любимого Ома хорошо понимаете? (не формулу, а как ее применять)

У моего знакомого в одной разработке вылетали МК, он думал что купил брак, взял у меня, проверенные. Но они тоже долго не протянули. Принёс мне платы с просьбой проверить. Оказалось из за неудачно подобранного блока питания при включении и особенно при выключении были пики по питанию. Причём их даже тестер хватал, показывал где-то 7-8 вольт. Осцил показал пики 9-14 вольт на разных платах. Оказалось что источник начинает вести себя нормально при нагрузке с 3 ампер, а там был только один МК с небольшой обвязкой. Из того что было под руками только супрессоры спасли положение. Но тогда особого выбора не было, а сейчас есть и на 5, и 3.3 вольт.

как вам такой супрессор?  вроде как напряжение пробоя 6,0V . И рассеиваемая мощность огромная. Думаю, пойдёт для защиты МК. 

Ну SOT23-то чем плох? Я так почти совсем на SMD перебрался, ток на высоком напряжении очкую.)))
Паялка бюджетная + лупа настольная с подсветкой + паста паяльная (понравилась). Правда мельче 0603 не берусь, слепожопыйс.))))

Как вариант. Берем ОУ подключаем по схеме с однополярным питанием и питаем от такого напряжения при котором на выходе не более 5В. Коэф передачи можно 1 а можно другой/переключаемый.  

Сейчас как раз собрал термометр на термопаре и LM358.  при питающем 7,0В на выходе не более 4,7В.   

Да я не настолько радиолюбитель, чтобы там платы трассировать, травить и т.п. На макетке могу простое собрать. Но на моих шаг 2,54, не для этой мелкоты.

 SOT23 на макетке 2.54 отлично помещается на три соседних отверстия (треугольником).

Здравствуйте. Верна ли схема защиты от перенапряжения?

TVS диод на 18 Вольт, предохранитель на 50мА.

Диод беру SMBJ18CA-TP

Ток пробоя 20 Вольт. Это значит что диод открывается при напряжении более 20 Вольт?

Диод открывается полностью? Предохранитель должен сгореть при напряжении более 20 Вольт.

Что такое (из даташита на диод) Максимальное обратное напряжение стабилизации и Максимальное напряжение фиксации?

:-)

... а мужика бы уже изнасиловали...спецы.

Косяяяяккккк, напряжение пробоя))

косяк еще в делителе, сколько по вашему будет в точке А0 хотя бы при напряжении 15 вольт? 

Я не заметила обозначения пока рисовала, нижний резистор 1к, верхний 10k

ааа, понятно

по параметрам тут все разжевано

https://www.youtube.com/watch?v=ZpvTbDPXmyU

вот еще вариант как по минусу так и по плюсу.

схема, что привел Alex_Mn, предпочтительней. кроме того, для большинства входов процессора и цифровых микросхем она уже встроенная по входу, только рассчитана на небольшой ток 1-3 мА , т.е в большинстве случае достаточно озадачится правильным выбором резистора R1.

Если получается что малыми входными токами не обойтись, вот тогда применяют внешние диоды Шоттки, только обязательно с малым падением, опят же по причине того, что есть внутренние диоды и они оказываются включенными параллельно.

А как получается, что малыми входными токами не обойтись ?

это значит что при резисторе в 1к и подать на вход аналогового входа -1 в или +6 в. будет по резистору протекать ток примерно в 1 ма. (условно без потерь на переход).

а если есть вероятность попадания большего диапазона напряжения. и величина резистора итак уже велика. то дополнительные диоды шотки весьма будут кстати.

При таком варианте, нужно защищать вход МК? 

Смотря от чего вы хотите защитить. От положительного до 1000 вольт вы защитились, если возможно отрицательное (или переменное) на линии 10 - 30 м, то не защитились. Если надо защититься от грозы, то тут я не в теме.

Добавлено позже - мой ответ может быть дилетантским, т.к. не учитывает емкость диода.
(а может упоминание этой емкости еще больший бред).

От положительного да, 1000 Вольт, я как бы думала этого и от грозы хватит.

А отрицательного не будет.

От грозы что то типа такого на вход в дом или куда там ещё ставить http://www.uzo.ru/catalog/ogranechitel-nonlinear-overvoltage/

Слишком параметры грозовых импульсов не соответствуют малой электронике. Они через резисторы и диоды перепрыгнут в лёгкую, если не повезёт. А такие ограничители срезают грозовые импульсы на уровне 1000 В и фронты затягивают, что очень положительно сказывается на работоспособности защит на платах. 

такой вариант не создаст нуля на входе мк. 

Вообще, если линии длинные то правильно использовать буфера перед мк, т.е.  чтобы входы мк не имели прямой связи с линией. Классические буфера это ИМС тригеров Шмитта или просто компараторы. 

Грозозацита - есть такое понятие и даже есть набор приемов защиты, но без никакой гарантии от реальной молнии. В реальности все может сгореть в пыль, а могут провода сплавиться в один жгут и все оборудование между проводами остаться целым. 

Может случиться, что при высоком плюсе на IN питание МК подскочит выше 6 В. 

Почему не создаст? Работает же.

Там все падения на пальцах считаются 10к +10к => 2,5в на входе + падение на диоде от 06, до 1,в, 

т.е. на входе не может быть напряжения ниже чем пол питания, ну как там ноль определится?

Сопротивление линии может ситуацию только ухудшить. 

А вот то, что вход получился высокоомный позволит ему ловить всякие наводки.

прямое попадание грозы ваще ничего не спасает. если гроза где то рядом проскачило, то наведенное на линии, там будет и плюс и минус.

защита уменьшает вероятность перегорания, но не устраняет совсем. и лучше если защита  будет уметь больше возможностей. и тем более длинная линия, налипнет очень много всякой наведенки.

статические разряды хорошо пробивать разрядником и в процессе разряда сжигать предохранитель. можно варистор.

Так причем здесь ноль, если я измеряю сопротивление, точнее напряжение на входе А0

Понятно.

смотрим ниже.

Часть схемы обведенная прямоугольничком д.б. на плате.

R5 С2 фильтр низких частот на входе АЦП, С2 устанавливается непосредственно рядом с ножкой проца, ардуины. R5 тоже по возможности поближе. R5 кроме того что участвует в ФНЧ ограничивает и ток внутренних диодов, хотя основное ограничение выполняют D1,D2. Тут не важно Шоттки они или нет.

С1 может устанавливаться или не устанавливаться, тоже играет роль ФНЧ совместно с входными сопротивлениями.

R1 сопротивление линии. Требование к R1,2,3,4  их суммарное сопротивление, т.е. это с учетом последовательно-параллельных включений, не должно превышать 10к, иначе говоря , быть минимум в 10 раз меньше, чем входного сопротивления АЦП.

R3 выбирают обычно 50-100 Ом, с одной стороны это таки отделяет землю от линии, с другой, придает линии достаточно низкое сопротивление. 

Вообще же, как уже ранее писал, желательно всячески избегать работы входов проца с длинными линиями.