¿Cómo protege un microcontrolador un Zener?

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Estoy conectando un interruptor de límite inductivo de 12 V para mi impresora 3D a un controlador RAMPS (controlador de impresora basado en Arduino).

La placa RAMPS funciona a 5V, y la conexión de la señal de 12V desde la sonda de límite seguramente freirá la placa RAMPS. Un amigo sugirió el siguiente circuito:

Tal como lo entiendo, la ruptura controlada del Zener disminuirá 5V desde la señal de 12V (y el R1 verá los otros 7), y la resistencia mantendrá la corriente agradable y segura para el Zener (y el microcontrolador). ?).

No dudo de mi amigo, pero no entiendo exactamente por qué esto es seguro. ¿No podría cortarse la señal a través del microcontrolador y arruinar mi día?

No soy EE, soy mucho más que un tipo de software. Gracias por echar un vistazo.

    
pregunta Hovis Biddle

2 respuestas

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Suponiendo que use un Zener de 5V (o 4.7V), debería funcionar como lo describió. El Zener comenzará a conducir a su voltaje Zener, y la resistencia asumirá la diferencia (a 12 V).

El único peligro para el microcontrolador sería si el Zener se desconectara. En ese caso, los 12V completos aparecerían en el pin del microcontrolador. Pero hay una resistencia en serie, y los chips digitales tienen diodos ESD incorporados que detendrán el voltaje del pin que excede Vcc (más 0.7V o así, no hay problema).

Creo que el circuito es un buen 'un.

    
respondido por el John Honniball
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Debería funcionar bien. Es posible que desee colocar una resistencia (unos pocos ohmios, no es crítica) de la salida del sensor a tierra, suponiendo que es una salida PNP típica. De lo contrario, no habrá un nivel de "0" asegurado en la entrada del microcontrolador.

También, el 100K puede ser un poco en el lado alto. Usaría algo más como 20K, y quizás pondría 1K en serie con la entrada:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El segundo esquema es más conservador y limita el voltaje de modo que la corriente en los diodos de protección no exceda unos pocos nA en condiciones normales, incluso con +/- 100V transitorios en la entrada (pero puede ser de unos pocos mA si a + El transitorio de 100 V existe y el suministro de 5 V no está presente (un valor que no debe provocar un bloqueo).

Un enfoque aún más conservador es utilizar un BJT de la siguiente manera:

simular este circuito

Esto puede soportar transitorios de +/- 100V y nunca pone un voltaje fuera del suministro por más de algunas decenas de mV en la entrada del microcontrolador bajo cualquier condición.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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