simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Ich versuche, eine Zenerdiode anzuschließen, um einem Stromkreis, der einen schleifengespeisten Sauerstoffsensor mit einem von einem GHI Cobra ADC / Analog In gelesenen Ausgang enthält, ein gewisses Maß an Schutz (abgesicherte "Brechstange") hinzuzufügen. Die Idee ist, dass bei einem Kurzschluss im Sensor, der 12 V am Ausgang verursacht, der Zener mit 4,7 V Durchschlag zwischen dem Sensorausgang (und dem ADC-Eingang) und Masse den 12 V-Strom lange genug vom ADC fernhalten würde Sicherung durchbrennen, da der Grenzwert für den Cobra-Stift 5 V beträgt.
Ich stelle jedoch fest, dass beim Einsetzen der Zenerdiode die vom ADC (derzeit Voltmeter) gelesene Spannung von 4,38 Volt auf 3,98 Volt abfällt. Wenn ich den Zener zum Testen durch eine normale Diode ersetze, fällt die Spannung nicht ab. Was gibt? Kann ein Zener für eine "Brechstange" verwendet werden, damit sich die Spannung auf der Sensorausgangsseite nicht ändert? Der Zener wird mit dem Ring zur ADC-Seite installiert. Der Elektronikladen sagte, es habe eine 4,7-V-Panne, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich das testen soll.
Antworten:
Die Sperrspannung einer Zenerdiode zeigt mit zunehmendem Strom kein scharfes Knie, so dass der Zener mehrere Milliampere bei Spannungen leitet, die weit unter seiner Nennspannung liegen. In diesem Fall ist keine Sicherung erforderlich, vorausgesetzt, die Eingangsimpedanz Ihres Mikrocontrollers ist hoch. Was ist übrigens eine "GHI Cobra"?
Ich empfehle, die Sicherung durch einen 4,7-k-Widerstand zu ersetzen und einen 5,1-V- oder 5,6-V-Zener zu verwenden. Es ist am besten, wenn Sie den normalen Betriebsbereich des ADC-Eingangs so reduzieren, dass die maximal zu erwartende Spannung bei 4 V liegt ... möglicherweise durch Ändern des 250-Ohm-Widerstands auf 200 Ohm. Dann hat das weiche Knie des Zener keinen Einfluss auf Ihre Messungen und Sie geben dem Zener ein wenig Raum, um mit dem Dirigieren zu beginnen.
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Es scheint zwar keine Überspannung am ADC-Pin gemäß dem Ohmschen Gesetz zu geben, aber welchen Fall müssen wir vermeiden?
TVS-Diode ist eine gute Wahl. Jeder MCU-Typ hat eine maximale Versorgungsspannung, die beste aktive Spannung ist niedriger als die maximale Spannung und höher als die Arbeitsspannung. aber wenn wir die Polarität der Stoßspannung berücksichtigen, zwei TVS-Diodenreihen in die entgegengesetzte Richtung.
Es gibt eine andere Methode, um dies zu tun. Sie können zwei Dioden verwenden, um den ADC-Port zu schützen, z. B. 1N4148. Eine Diode wird zwischen VCC und ADC-Pin, eine andere ADC-Pin und GND verbunden. Es ist am besten, eine Widerstandsverbindung zwischen dem ADC-Pin und dem Übergang der beiden Dioden zu verwenden. In der Tat ist dies eine übliche Methode zum Schutz des Ports innerhalb der MCU. Es handelt sich um eine Erweiterungsverbesserung.
Wenn dies akzeptabel ist, ist die Verwendung der Optokoppler-Isolierung die beste Wahl. aber es ist sehr komplex.
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