Защита платы при измерении напряжения аналоговыми пинам при отключении питания

На 4 аналоговых пина приходит напряжение с стороннего устройства, ну и земля на землю. Все было хорошо до тех пор пока отключал измеряемые линии и потом питание. Конечно же произошел случай когда что то пошло не так и один из пинов “выгорел“. Сначала вообще не показывал, а потом стал снимать показания в половину меньше. Я так понимаю через этот пин пошел ток через плату? или так не должно быть и я ошибаюсь, а причина в чем то другом?

В общем если исходить из того что я прав и нельзя давать напругу на аналоговый пин при выключенном питании, как обезопасить “прибор“ при незапланированных сбоях?

Есть мысль сигнал на аналоговых пин пропускать через транзистор 2n2222 (под рукой есть необходимое количество и с выбором не заморачивался пока, а стоит ли?), питание на базу брать как можно раньше(как вариант на входе в плату). Конечно же появится падение и с ним надо что то делать(пересчитывать). Возможно есть более практичное или легкое решение?

В общем случае нельзя. Посмотрите в даташите предельное напряжение на аналоговом входе. Обычно там написано что-то типа “не более чем VCC + 0.5v”. Это справедливо и для случая, когда плата выключена и VCC = 0

1 лайк

Классик давно дал совет, годный почти для всего - “Учиться, учиться и ещё раз учиться”

В общем случае втекающий в пин ток не должен превышать максимальный ток встроенных стоковых диодов, что-то порядка 1-2 мА. Для увеличения тока можно поставить внешний мелкий диод Шоттки, ВАТ42 например, с пина на + питания.

1 лайк

Где схема?

Мой хрустальный шар говорит, что резисторы на пинах (кОм на 10) спасли бы отца русской демократии, но, возможно, они та уже есть. Без схемы обсуждать - только воду в ступе толочь.

2 лайка

А если к аналоговым входам подключены датчики влажности почвы, которые сами по себе являются генераторами. И если подавать питание одновременно на МК и датчики. То есть ли вероятность “вылета” МК? Или, все-таки, предусмотреть раздельную подачу питания?

как правильно указали выше, проблемы доставляет не напряжение, а ток.
Насчет датчиков влажности ничего не знаю, сорри

1 лайк

Я не понял вторую часть вашего сообщения про диод, а из первой сделал вывод: если пустить приходящий сигнал через 10кОм при максимальном напряжении 5В имеем 0,5мА, что допустимо и недостаточно для вывода платы из строя. Правильно ли я все понял?

В моем случае аналоговый пин притянут к земле, потому как иногда провода отсоединяются и наводки эмитируют наличие сигнала, что вводит в заблуждение. Соответственно получаем в итоге делитель, но в отличии от метода с транзистором мы получаем более стабильный процесс, потому как величина сопротивления постоянна.

собрал, снял показания двумя пинами с одного датчика, один пин по старинке, второй через сопротивление(по факту делитель), получил отклонения в 0,01В на округлении от делителя, что в рамках имеющегося шума и не “меняет погоду”.

я понимаю что это признак хорошего тона, но действительно ли это оправданно? плата ардуино нано питание по кабелю от ноута и на 4 аналоговых пина приходит сигнал с термодатчиков ntc10 и земля на землю, пины подтянуты на землю 100кОм, чтобы в случае обрыва провода не ловить наводки. нужна ли схема в данном случае? искал где можно рисовать схемы, но что то ничего интуитивно понятного и быстрого не нашел, а карандашом на листе и фотографировать…. я так подозреваю меня заплюют

Можно поставить транзистор pnp. Б на +5В, К на землю, Э на аналоговый пин. Есть питание на МК - транзистор закрыт и не оказывает влияние на работу схемы. Нет питания на МК - при превышении 0.6 В входного (на Э), транзистор откроется и отведет входной ток на землю через Э-К.

А на постоянном токе и не должно быть разницы.
А на переменном будет делитель из установленного сопротивления и входной емкости.

Да, верно.

Резистор, который вы поставили, образует с входным сопротивлением АЦП делитель напряжения, что создает некую ошибку. Входное сопротивление АЦП не слишком точная величина и обычно оценивается порядка 100 кОм, см. документацию. Т.е. если поставить резистор меньше 10к, то точность будет выше, хотя это еще зависит и от выходного сопротивления предшествующей схемы, но допустим оно невелико. Тогда уменьшая резистор на входе пина, может уменьшить ошибку обусловленную делителем, но это же увеличивает втекающий в пин ток, и вот внешний диод перехватывает этот ток на себя, т.к. он имеет меньшее падение напряжения, то отрывается раньше стоковых диодов пина. И, как уже было написано выше, внешний диод это не любой диод, а с конкретными параметрами.

Максимальное прямое напряжение ,В 0.4
1 лайк

Неправильно понимаете. Это правило этого форума.

Хотите историю из реальной жизни этого форума (не байка, реальная история).

Появляется новичок и заявляет, что у него не светится светодиодю После многочисленных “наших умоляний” и его клятв, что “там всё тривиально”, с трудом, наконец, приводит фото сборки и код. Ему говорят: “так у тебя светодиод подключён к пятому пину, а ты HIGH подаёшь на шестой!”, а он такой отвечает: “Да, мне это уже говорили на другом форуме, я попробовал подключить на шестой пин, всё равно не заработало, так что вернул как было”. Представляете реакцию публики?

Так, вот, схема может быть очень простой и даже очевидной, но … у нас нет никаких оснований считать, что человек, которого мы впервые видим - не идиот! А если он идиот, мы можеv потратить уйму времени, а у него там “оба конца светодиодная на питание заведены” и не светится почему-то.

Кроме того, это отличный тест на то – а действительно ли вопрошающему нужно знать ответ. Ведь если ему лень нарисовать схему, для решения своей проблемы, с чего бы нам было не лень бить пальцы об клавиши, для решения чужой?

В общем, выбор за вами. Хотите тут жить и общаться – рисуйте схемы к вопросам и коды выкладывайте. Хотите в каждой теме глума и срача – не рисуйте и не выкладывайте. Моё дело предупредить!

решение интересное, но получаем замыкание, более того по линии измеряемого оборудования также(земля то общее) и не ясно какая реакция будет на той стороне. поэтому все равно без сопротивления в сторону земли не обойтись. получается схема просто с сопротивлением проще. но идея интересная, спасибо.

у меня 4 аналоговых пина снимают показания поочередно 50 циклов в секунду в течении 1 сек. Поставил резисторы на пины 1кОм, 10кОм, 100кОм, 1МОм и подсоединил их к 3V3 который по идее должен выдавать честные 3,3

Правда я пока не разобрался стабилизируется ли эта линия при питании через юсб или только через VIN и даже если стабилизируется какая погрешность? в этом замере особой роли не играет, но начал задумываться о калибровке показаний при переходе на автономное питание.

Показания на первых 3 идентичны - среднее арифмет 3,31, а на 4-ом где 1МОм идет падение до 3,28, соответственно судя по падению в 1% внутреннее сопротивление АЦП 100МОм. Можно утверждать что сопротивление до 100кОм не есть существенным равно или менее 0,1% или 0-5мВ, что соответствует разрядности режима analogReference(DEFAULT) в 4,9.

Так же можно сделать некую универсальную комбинация для аналоговых пинов при измерении напряжения. Приходящий плюс сигнала заводим через условные 25кОм + 100кОм на землю, между резисторами запитываем аналоговый пин. Получаем делитель 1/5 и бонусом притягиваем измеряемый пин к земле как защита от наводок при обрыве и других сбоях, имеем постоянные потери(по линии сигнала, поэтому если питание раздельно не учитываем) максимум 0,2мВ. Также переводим

analogReference(INTERNAL);

чтобы не получить дополнительную погрешность от уменьшения диапазона измеряемого сигнала.

Я где то ошибся?

Схема в студию

У неё точность по даташиту – ±10%. Это нормально? Вас устраивает?

Как по мне, резистор 10 кОм - достаточно для защиты АЦП.
Если этот вариант чем-то не устраивает - можно использовать буфер из ОУ, или мультиплексор , например, CD4051. В последнем случае - один пин экономии.))
Так же, как вариант - использовать маломощные реле, для коммутации/отключения измеряемых сигналов.

1 лайк

А как же обещанные 0,98 мВ на других ресурсах? Я так понимаю из расчёта 1/1023? Что то я не могу найти эту информацию в файлах по поиску arduino nano atmega328p datasheet

Ну, такие вопросы задавайте “на других ресурсах”. На этом ресурсе предпочитают характеристики контроллеров смотреть в даташите, а не на заборах ресурсах.

А в даташите никто никаких 0,98 мВ не обещал. Там точность АЦП вообще не в мВ измеряют, а в LSB. В частности, у Atmega328p заявлено ± 2 LSB.

Не понял этой фразы - чего и где Вы не можете найти? В даташите не можете найти информацию про точность внутреннего опорного напряжения ±10%? Иди другое чего? Если это, так стр. 305, любуйтесь:

2 лайка