Mikrocontroller Signalspannungen

Eingangsbeschaltung für hohe Mikrocontrollerspannung

 

Möchte man z.B. höhere Signalspannungen mit einem Mikrocontroller erfassen, muss diese Spannung entsprechend der maximalen Mikrocontrollerspannung (meist 5V oder 3,3V) begrenzt werden.

Die folgende Schaltung begrenzt eine hohe Rechteckspannung am Eingang auf 0V / 5V am Ausgang z.B. für die Auswertung an einem Interrupteingang (INT0) eines Mikrocontrollers.

Schottkydioden

Die Spannungsbegrenzung wird von den beiden Schottkydioden und dem Widerstand R1 übernommen. Die Schottkydioden beginnen zu leiten, wenn über ihnen etwa 0,3V abfallen. Die Kennlinie der Schottkydioden ist sehr steil. Sobald die Spannung an INT0 über ca. 5,3V ansteigt, fängt die obere Diode an zu leiten. Die untere Diode braucht man nur, falls am Eingang auch negative Spannungen anliegen (leitet bei Spannungen unter -0,3V). Der Spannungsbereich am Eingang des Mikrocontrollers wird also auf ungefähr -0,3V...+5,3V begrenzt.
Den Widerstand R1 benötigt man als Strombegrenzung. Sonst würden entweder die Signalquelle oder die Schottkydioden beschädigt werden. Der Widerstand R2 hat die Aufgabe, die Spannung auf 0V (low) zu ziehen, wenn vorne nichts angeschlossen ist. Ansonsten würde der Eingang auf undefiniertem/ungültigem Potential liegen.

Schottkydioden

 

Hier wurde die Schaltung mit LTspice IV simuliert:

Die Spannungsverläufe eines Rechtecksignals von +15V wurden gemessen.

  • Grün = Spannungsabfall am Widerstand R1
  • Rot = Ausgangsspannung am Widerstand R3

 

Schottkydioden Schaltung LTspice