För fototransistorn hade jag gjort ungefär såhär, värden är "utgångsvärden", du får kanske prova dig fram till vad som blir bäst.
Transistor Q2 typ BD135 eller liknande, D1 och D2 transiler på 5-8V, BZW06-5V8 eller liknande borde kunna fungera.
Är osäker på tiden lysdioden blinkar till men kan en fototransistor driva med en kabel på 10-12m direkt som antagligen har en kapacitans på någon eller några nF antar jag att någon eller några nF ytterligare från transiler inte gör så stor skillnad nu när vi har ytterligare en transistor som driver.
Observera att den inte kommer driva helt ner till "0", så exempelvis en komparator eller en grind med högre omslagsspänning än TTL-nivåer på ingången kanske behövs.
Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
-
Synesthesia
- Inlägg: 663
- Blev medlem: 22 januari 2010, 19:14:10
- Ort: Mellan Göteborg och Kungsbacka
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Är det inte bättre att byta plats på R1 och fototransistorn?
Jag laborerade med optokopplare och kom fram till att den kopplingen gav bättre prestanda. Detta var dock typ 35 år sen och mer baserat på chansande och magkänsla än att räkna/simulera. Tror det var nog nån TIL 111 optokopplare om jag inte minns fel, och några kHz signalfrekvens. (Allt kockades från en oscillator med en 32kHz-kristall men oscillatorn var felbyggd så den svängde på nån överton
)
Jag laborerade med optokopplare och kom fram till att den kopplingen gav bättre prestanda. Detta var dock typ 35 år sen och mer baserat på chansande och magkänsla än att räkna/simulera. Tror det var nog nån TIL 111 optokopplare om jag inte minns fel, och några kHz signalfrekvens. (Allt kockades från en oscillator med en 32kHz-kristall men oscillatorn var felbyggd så den svängde på nån överton
)-
Synesthesia
- Inlägg: 663
- Blev medlem: 22 januari 2010, 19:14:10
- Ort: Mellan Göteborg och Kungsbacka
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Du får kort reaktionstid åt båda hållen då, i alla fall om du inte har en hög kapacitiv belastning på Q2:s kollektor (R1 skulle helst gå till +5V då) men signalen blir också inverterad, vi har öppen kollektor som då kommer sluta leda de korta stunder blinket varar istället, då blir blink on beroende av stigtid, som är långsammare än falltid, och blink off beroende av stigtid, som är kortare, tvärtom passar bättre.
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Der scheman som visats hitintills skyddar inte fototrissan ens mot nätbrum som induceras i kabeln, än mindre någon åska.
Ett första steg är att ha tvinnad eller skärmad ledare, vilket det kanske redan är?
Förmodar att fototrissan i huvudsak ej leder så då är ledningen en öppen impedans där det lätt överlagras nätbrum.
Spänningen som induceras vid 50 Hz kan bli högre än nätspänningen i sej även om strömmen är låg.
Om trissan är mestadels öppen så minskar problemet med hög impedans med Miams förslag.
Med den extra trissan flyttas offer-problemet OM man gör som MiaM föreslår, annars kan man få byta två transistorer istället för en efter att någon störning inducerats.
Det är iofs bara flytt av problemet till den andra trissan vilket iofs kan vara en kostnadsförbättring när det gäller utbyte av trasig trissa.
Fototrissan går troligen sänder därför att man går utanför specen för vad den tål. Självklart kan hända att kolla sådant men ingen här tycks veta vilken parameter det rör sej om. Det är rimligen i den änden man börjar för att komma tillräta med ett problem innan man börjar skjuta blindskott i alla riktningar på lösningar av ett ej känt problem.
Det är säkert åskan som initierade skadan men vad bestod skadan av?
Om en komponent går sönder, i synnerhet upprepat antal gånger så får man gå till databladet osv se vilka parametrar som nuvarande designen inte kan hantera på tillräckligt bra sätt.
Min första blick på designen så reagerar jag på att fototrissan är helt oskyddad mot transienter och åska är ju välkänt att den kan skapa plötsliga saker i elledningar men det finns mycket annat än åska som kan ge problem och åska kombinerat med t.ex. nätbrum kan i sej vara det som får fototrissan att tycka att det är för mycket av allt.
Har du kollat hur mycket nätbrum som induceras på ledningen vid hög impedans och utan fototrissa eller att den inte åtminstone leder vid mätningen?
Problemet kanske inte är så stort. Beror på kabeltyp och hur det ser ut störmässigt där kabeln är dragen men i och med att det är fram till elmätare så är det en inbjudan till problem.
En bra uppfattning kan man få om man kopplar in ett oscilloskop i den andra änden direkt på ledningen utan att något annat är inkopplat än ledningen i sej.
Om fototrissan går sönder så kan det bero på en mängd olika saker men gissningsvis med tanke på den långa kabeln och öppen impedans är det inducerad överspänning.
Fototrissan har en reverse breakedown-spänning Vec på 5 Volt vid 0.1 mA enligt datablad. Ser inga mätkurvor så får lita på det. Troligen tål den mer spänning men vid strömmar som är så små att de mycket väl kan finnas som upplagrade energi i kabeln.
Om nätbrum/transienter/åska ger större negativa spänningar på ledningen än 5V är trissan i fara. Man överskrider i vart fall databladets max-data.
Det är att utmana ödet att inte ha något alls skydd mot reverse-spänning. En ensam zenerdiod kan t.o.m förvärra sitiuationen för fototrissan med avseende på reversespänningen och med otur så klipper man även zenerdioden om man överskrider dess breakedown reversespänning. Beroende på val av zenerdiod kan den få reverseskaddor redan vid -1 Volt.
Alternativet till en zenserdiod kan vara 1-2 seriella vanliga lysdioder som är tåligare och ändå är tillräckligt snabba i dessa sammanhang.
Första åtgärden borde vara att lägga till en reverskyddande diod vid fototrissan förutom zenerdioden, så är den biten löst.
Zenerdioden kan vara på valfri spänning upp till 30 Volt, det är inte så noga. Går ännu bättre med en eller två lysdioder. i serie. Om Vce positiva skyddsspänning är uppåt 20 Volt har ingen betydelse för dioden och i andra änden på kabeln är det ändå inget skydd av värde utan där skyddar man redan med dioder och motstånd som lött hanterar sådan spänningar.
Första inläggets koppling i denna tråden är ok men den eller efterföljande förslag är inga åskskydd.
Det hade varit ett steg till skydd med optokopplare vid Arduinon. Förbättrar Arduinonens skydd men det skyddet har inte med fotodioden att göra.
Spänningsmatningen vid Arduinonen förutsätts att den är väl avkopplad till stabil jord och med korta ledningar med några keramiska smd-kondensatorer ca 100nF förutom pliktskyldiga elektrolyter.
Åska har ett relativt lågfrekvent frekvensspektra, i huvudsak under 30 MHz, så kondingar på några pF är ineffektivt åskskydd.
OM åskan verkligen skapar en kraftfull transient i kabeln trots tvinning eller skärmning, så skadar det knappast fototrissan om det finns både zenerdiod och reversediod som skydd. Spänningen från åsktransienten lyfter hellre troligen både jord och signalledare lika mycket, särskilt med tanke på närheten till elmätaren.
Möjliga skadan sker då i den andra änden av ledaren. Därför vill man kanske skydda Arduinon bättre även från inkommande jordledare.
Ett basskydd kan göras mha seriella induktanser på någon mH på bägge ledarna (även jord!) samt kondensator och/eller andra transientskydd mellan ledare efter induktanserna till lokal stabil jord.
Satte förr sådana skydd på faxar kopplade till tele-luftledningar.
Faxarna förr hade interna överspänningsskydd som sällan var värd komponenterna och mindre överspäning ritade svarta spår över hela kretskortet då det inte fanns någon tydlig jordledningsväg annat än slumpmässigt tvärs över hela kretskortet. Nya vägen ritades med svarta spår och trasiga komponenter avlägsnade sej själva.
När åskan skapade lite bättre energi i transienterna hände det att skydds-induktanserna lindade upp sej fullständigt. Såg ut som sprängda igelkottar. Det visade att var åsk-energin avsattes, att skyddet gjorde vad det var avsett att göra.
De sprängda induktanserna fick då bytas men det var billigare än att byta fax.
Spolarna bör vara med trådade ben så att de kan placeras en bit upp i luften, 5-10 mm samt att man undviker andra ledare i närheten av inkommande sida.
Om spolarna placeras alldeles nere vid kretskortet eller med närhet till andra ledare finns risk för överslagsbryggor som ger sotspår på kretskortet som man se i efterhand, efter att åskan varit och ritat där överslaget dragit fram.
Lämpliga värden att utvördera kan vara 1-10 mH. Alla induktanser är inte lindade på samma sätt och ger maximalt skydd.
Jag föredrar en typ av induktanser som säljs av Siemens just för att de går sönder på ett bra sätt för att ge bra energiupptagning innan de går sönder, men det är mer marginaleffekt.
Inget åskskydd är absolut. Slår åskan ned på meteravstånd så behöver man inte bry sej om att skydda med fjuttiga komponenter. Det enda som skyddar då är isolerande avstånd eller en Faradays bur utan läckor. Dvs inga ledningar ut eller in genom buren.
Förutom skyddande dioder, är det aldrig fel med filter som begränsar skräp så mycket som möjligt utan att skada egentliga signalöverföringen. Kondensatorer är billigt och simpelt att dämpa oönskat snabba spännings-förändringar och oänskade frekvenser.
Om det är fototrissan som ska skyddas ska man placera skyddet vid fototrissan.. Placera kondensatorer i andra änden får omvänd effekt, inducerade transienters energi hamnar då över fototrissan i och med att transienten undertrycks i andra önden av kabeln.
Seriemotstånd med hög spänningstålighet (inte 100V 0402) efter dioderna kan underlätta dioderna funktion om motståndet sväljer en del av transientenergin som annars dioderna varit tvungna att absorbera.
Att mäta är att veta. Jag hade börjat med att mäta brum och störningar på enbart kabeln (inga komponenter i någon ände, öppen ledning) med oscilloskop. Knäpp med piezo-braständaren nära kabeländen för att simulera lite lätt åska.
Om ledningen inte är tvinnad eller skärmad, byt kabel, Raka oskyddade ledare och signalöverföring är sällan pålitlig kombination.
Dubbeltrissa enligt Synesthesia men moddat enligt MiaM samt med reversdiod och zener eller lysdiod ger ett bra skydd mot inducerade transienter.
Ett med kabeln seriemotstånd med tråd-ben som kan svälja transientenergi underlättar för dioderna.
100-470 Ohm 0.25 W motstånd duger så länge det inte är direktnedslag.
För att ändå undvika de kortare pulsperiodernas höga impedans får man spänningsförsörja ett lokalt buffertsteg så att pulsen alltid har låg impedans både vid 0 och 5 Volt på utsignalen men om det är korta pulser så behövs lite otur om kylskåpet skulle skicka in spöksignaler vid detta korta tillfälle.
Mät och implementera vad du anser är befogad skyddsnivå. Om fototrissan ändå är billig och lättbytt kanske det är ett tillräckligt skydd, i synnerhet om man inte vet om andra designlösningar ens är till det bättre. Därav att mäta först för att förstå vad som är motiverat.
Vid Arduinon, två spolar och en kondensator ger transientskydd och lågpassfiltreringen minskar risken för korta spökpulser.
Välj kondensator så att det verkligen slöar upp flankerna relativt maximala normala pulsfrekvensen.
Se till att matningsspänning och jord är stabila och lågimpediva nog att koppla överspänningsskyddande dioderna till.
Annars bygger man bara nya problem med dessa skydd.
Ett första steg är att ha tvinnad eller skärmad ledare, vilket det kanske redan är?
Förmodar att fototrissan i huvudsak ej leder så då är ledningen en öppen impedans där det lätt överlagras nätbrum.
Spänningen som induceras vid 50 Hz kan bli högre än nätspänningen i sej även om strömmen är låg.
Om trissan är mestadels öppen så minskar problemet med hög impedans med Miams förslag.
Det tar ibland tid för höga spänningar att byggas upp i högimpedansledningar och störningar från typ kylskåpskompressor eller vanliga glödlampor som kopplas ifrån kan ge transienter som induceras på ledningen. Om ledningen mestadels har en lägre impedans minskar dessa stör-spänningar. och risken för transienter måste då sammanfalla med att impedansen är hög.
Med den extra trissan flyttas offer-problemet OM man gör som MiaM föreslår, annars kan man få byta två transistorer istället för en efter att någon störning inducerats.
Det är iofs bara flytt av problemet till den andra trissan vilket iofs kan vara en kostnadsförbättring när det gäller utbyte av trasig trissa.
Fototrissan går troligen sänder därför att man går utanför specen för vad den tål. Självklart kan hända att kolla sådant men ingen här tycks veta vilken parameter det rör sej om. Det är rimligen i den änden man börjar för att komma tillräta med ett problem innan man börjar skjuta blindskott i alla riktningar på lösningar av ett ej känt problem.
Det är säkert åskan som initierade skadan men vad bestod skadan av?
Om en komponent går sönder, i synnerhet upprepat antal gånger så får man gå till databladet osv se vilka parametrar som nuvarande designen inte kan hantera på tillräckligt bra sätt.
Min första blick på designen så reagerar jag på att fototrissan är helt oskyddad mot transienter och åska är ju välkänt att den kan skapa plötsliga saker i elledningar men det finns mycket annat än åska som kan ge problem och åska kombinerat med t.ex. nätbrum kan i sej vara det som får fototrissan att tycka att det är för mycket av allt.
Har du kollat hur mycket nätbrum som induceras på ledningen vid hög impedans och utan fototrissa eller att den inte åtminstone leder vid mätningen?
Problemet kanske inte är så stort. Beror på kabeltyp och hur det ser ut störmässigt där kabeln är dragen men i och med att det är fram till elmätare så är det en inbjudan till problem.
En bra uppfattning kan man få om man kopplar in ett oscilloskop i den andra änden direkt på ledningen utan att något annat är inkopplat än ledningen i sej.
Om fototrissan går sönder så kan det bero på en mängd olika saker men gissningsvis med tanke på den långa kabeln och öppen impedans är det inducerad överspänning.
Fototrissan har en reverse breakedown-spänning Vec på 5 Volt vid 0.1 mA enligt datablad. Ser inga mätkurvor så får lita på det. Troligen tål den mer spänning men vid strömmar som är så små att de mycket väl kan finnas som upplagrade energi i kabeln.
Om nätbrum/transienter/åska ger större negativa spänningar på ledningen än 5V är trissan i fara. Man överskrider i vart fall databladets max-data.
Det är att utmana ödet att inte ha något alls skydd mot reverse-spänning. En ensam zenerdiod kan t.o.m förvärra sitiuationen för fototrissan med avseende på reversespänningen och med otur så klipper man även zenerdioden om man överskrider dess breakedown reversespänning. Beroende på val av zenerdiod kan den få reverseskaddor redan vid -1 Volt.
Alternativet till en zenserdiod kan vara 1-2 seriella vanliga lysdioder som är tåligare och ändå är tillräckligt snabba i dessa sammanhang.
Första åtgärden borde vara att lägga till en reverskyddande diod vid fototrissan förutom zenerdioden, så är den biten löst.
Zenerdioden kan vara på valfri spänning upp till 30 Volt, det är inte så noga. Går ännu bättre med en eller två lysdioder. i serie. Om Vce positiva skyddsspänning är uppåt 20 Volt har ingen betydelse för dioden och i andra änden på kabeln är det ändå inget skydd av värde utan där skyddar man redan med dioder och motstånd som lött hanterar sådan spänningar.
Första inläggets koppling i denna tråden är ok men den eller efterföljande förslag är inga åskskydd.
Det hade varit ett steg till skydd med optokopplare vid Arduinon. Förbättrar Arduinonens skydd men det skyddet har inte med fotodioden att göra.
Spänningsmatningen vid Arduinonen förutsätts att den är väl avkopplad till stabil jord och med korta ledningar med några keramiska smd-kondensatorer ca 100nF förutom pliktskyldiga elektrolyter.
Åska har ett relativt lågfrekvent frekvensspektra, i huvudsak under 30 MHz, så kondingar på några pF är ineffektivt åskskydd.
OM åskan verkligen skapar en kraftfull transient i kabeln trots tvinning eller skärmning, så skadar det knappast fototrissan om det finns både zenerdiod och reversediod som skydd. Spänningen från åsktransienten lyfter hellre troligen både jord och signalledare lika mycket, särskilt med tanke på närheten till elmätaren.
Möjliga skadan sker då i den andra änden av ledaren. Därför vill man kanske skydda Arduinon bättre även från inkommande jordledare.
Ett basskydd kan göras mha seriella induktanser på någon mH på bägge ledarna (även jord!) samt kondensator och/eller andra transientskydd mellan ledare efter induktanserna till lokal stabil jord.
Satte förr sådana skydd på faxar kopplade till tele-luftledningar.
Faxarna förr hade interna överspänningsskydd som sällan var värd komponenterna och mindre överspäning ritade svarta spår över hela kretskortet då det inte fanns någon tydlig jordledningsväg annat än slumpmässigt tvärs över hela kretskortet. Nya vägen ritades med svarta spår och trasiga komponenter avlägsnade sej själva.
När åskan skapade lite bättre energi i transienterna hände det att skydds-induktanserna lindade upp sej fullständigt. Såg ut som sprängda igelkottar. Det visade att var åsk-energin avsattes, att skyddet gjorde vad det var avsett att göra.
De sprängda induktanserna fick då bytas men det var billigare än att byta fax.
Spolarna bör vara med trådade ben så att de kan placeras en bit upp i luften, 5-10 mm samt att man undviker andra ledare i närheten av inkommande sida.
Om spolarna placeras alldeles nere vid kretskortet eller med närhet till andra ledare finns risk för överslagsbryggor som ger sotspår på kretskortet som man se i efterhand, efter att åskan varit och ritat där överslaget dragit fram.
Lämpliga värden att utvördera kan vara 1-10 mH. Alla induktanser är inte lindade på samma sätt och ger maximalt skydd.
Jag föredrar en typ av induktanser som säljs av Siemens just för att de går sönder på ett bra sätt för att ge bra energiupptagning innan de går sönder, men det är mer marginaleffekt.
Inget åskskydd är absolut. Slår åskan ned på meteravstånd så behöver man inte bry sej om att skydda med fjuttiga komponenter. Det enda som skyddar då är isolerande avstånd eller en Faradays bur utan läckor. Dvs inga ledningar ut eller in genom buren.
Förutom skyddande dioder, är det aldrig fel med filter som begränsar skräp så mycket som möjligt utan att skada egentliga signalöverföringen. Kondensatorer är billigt och simpelt att dämpa oönskat snabba spännings-förändringar och oänskade frekvenser.
Om det är fototrissan som ska skyddas ska man placera skyddet vid fototrissan.. Placera kondensatorer i andra änden får omvänd effekt, inducerade transienters energi hamnar då över fototrissan i och med att transienten undertrycks i andra önden av kabeln.
Seriemotstånd med hög spänningstålighet (inte 100V 0402) efter dioderna kan underlätta dioderna funktion om motståndet sväljer en del av transientenergin som annars dioderna varit tvungna att absorbera.
Att mäta är att veta. Jag hade börjat med att mäta brum och störningar på enbart kabeln (inga komponenter i någon ände, öppen ledning) med oscilloskop. Knäpp med piezo-braständaren nära kabeländen för att simulera lite lätt åska.
Om ledningen inte är tvinnad eller skärmad, byt kabel, Raka oskyddade ledare och signalöverföring är sällan pålitlig kombination.
Dubbeltrissa enligt Synesthesia men moddat enligt MiaM samt med reversdiod och zener eller lysdiod ger ett bra skydd mot inducerade transienter.
Ett med kabeln seriemotstånd med tråd-ben som kan svälja transientenergi underlättar för dioderna.
100-470 Ohm 0.25 W motstånd duger så länge det inte är direktnedslag.
För att ändå undvika de kortare pulsperiodernas höga impedans får man spänningsförsörja ett lokalt buffertsteg så att pulsen alltid har låg impedans både vid 0 och 5 Volt på utsignalen men om det är korta pulser så behövs lite otur om kylskåpet skulle skicka in spöksignaler vid detta korta tillfälle.
Mät och implementera vad du anser är befogad skyddsnivå. Om fototrissan ändå är billig och lättbytt kanske det är ett tillräckligt skydd, i synnerhet om man inte vet om andra designlösningar ens är till det bättre. Därav att mäta först för att förstå vad som är motiverat.
Vid Arduinon, två spolar och en kondensator ger transientskydd och lågpassfiltreringen minskar risken för korta spökpulser.
Välj kondensator så att det verkligen slöar upp flankerna relativt maximala normala pulsfrekvensen.
Se till att matningsspänning och jord är stabila och lågimpediva nog att koppla överspänningsskyddande dioderna till.
Annars bygger man bara nya problem med dessa skydd.
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Synesthesia:
Mitt intryck från då jag labbade med något liknande på stenåldern var att kapacitansen mellan kollektor och emitter på optokopplarens utgång begränsade bandbredden. Jag kan minnas fel. Hur som helst, som jag föreslår så är det bara knappt 0,7V topp-till-topp över kollektor-emitter på optokopplaren, och det bör ge bättre bandbredd.
Å andra sidan så kan man säkert köpa färdiga moduler för att ta emot S/PDIF optiskt (TOSLINK) och de är väl specade för över 1Mbps datahastighet så lär inte ha några problem.
Inser också att tråden pågått så länge att jag hade glömt att det var LED-blink från elmätare som skulle överföras, då är ju bandbredd knappast ett problem nästan oavsett hur man kopplar
Kafeman:
Jag missade de streckade ledarna i sista schemat, som väl ska representera lång kabel. Jag trodde vi hade flyttat över till att ha fototransistor direkt vid enheten som ska ta emot signalen, och sen ha ett par meter ljusledare (optisk S/PDIF-ledare (TOSLINK) för några tior från Biltema eller liknande), och därefter lysdiod som i sin tur matas med längre kabel från nån drivkrets vid mätartavlan.
När jag tänker på saken så kan man annars använda t.ex. nätverks-fiber, typ t.ex. begagnad som bara duger för hastigheter som inte är gångbara i moderna datahallar är nog extremt billig om man kan komma över den när den skrotas ut eller liknande. Då kan man ha fiber hela vägen från elmätaren till mottagande burk.
Mitt intryck från då jag labbade med något liknande på stenåldern var att kapacitansen mellan kollektor och emitter på optokopplarens utgång begränsade bandbredden. Jag kan minnas fel. Hur som helst, som jag föreslår så är det bara knappt 0,7V topp-till-topp över kollektor-emitter på optokopplaren, och det bör ge bättre bandbredd.
Å andra sidan så kan man säkert köpa färdiga moduler för att ta emot S/PDIF optiskt (TOSLINK) och de är väl specade för över 1Mbps datahastighet så lär inte ha några problem.
Inser också att tråden pågått så länge att jag hade glömt att det var LED-blink från elmätare som skulle överföras, då är ju bandbredd knappast ett problem nästan oavsett hur man kopplar
Kafeman:
Jag missade de streckade ledarna i sista schemat, som väl ska representera lång kabel. Jag trodde vi hade flyttat över till att ha fototransistor direkt vid enheten som ska ta emot signalen, och sen ha ett par meter ljusledare (optisk S/PDIF-ledare (TOSLINK) för några tior från Biltema eller liknande), och därefter lysdiod som i sin tur matas med längre kabel från nån drivkrets vid mätartavlan.
När jag tänker på saken så kan man annars använda t.ex. nätverks-fiber, typ t.ex. begagnad som bara duger för hastigheter som inte är gångbara i moderna datahallar är nog extremt billig om man kan komma över den när den skrotas ut eller liknande. Då kan man ha fiber hela vägen från elmätaren till mottagande burk.
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Kabeln är UTP. Jag hade nog valt STP om jag haft det på hyllan. I så fall hade jag nog jordat skärmen i skyddsjord, i ena änden av kabeln.
Jag skulle gissa att det är backspänning som blåst fototransistorn, alternativt en framspänningstopp.
När jag DC-mäter den trasiga fototransistorn så ser den ut att fungera i så måtto att den leder när det kommer ljus, men den fungerar inte i tillämpningen.
Huset är två våningar. Allt in i huset, egentligen bara el och VA, går under jord. Den här kabeln går ca 8-9 meter horisontellt i taket i källaren, från elmätaren till under köket, och sedan ett par meter vertikalt upp i köket, där Arduinon och displayen finns. Huset ligger på en udde i en sjö. Kanske kan man säga att det är lite utsatt för åska. Vid åskvädret då fototransistorn gick sönder var det knappt två sekunder mellan blixt och smäll, dvs. blixten var ca 500-600 meter bort. Det var en ganska respektingivande smäll, även om det var en bit bort.
Det var andra gången på ca två år som åska skadade den oskyddade fototransistorn. Får se hur länge den håller med nuvarande skydd. Som är motstånd och zenerdiod. Ska komplettera med lämplig kondensator, när jag hittar en. Arduinon, med det skydd som visas i trådstarten, har överlevt hittills.
/π
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
> Får se hur länge den håller med nuvarande skydd. Som är motstånd och zenerdiod.
Vilket inte är ett överspänningsskydd utan möjligen verkar omvänt så att nästa åsksmäll lättare blåser både zenerdiod och foto-transistor.
Benämna sådana saker som skydd när det är motsatsen är verkligen inte så lysande resultat med tanke på den utförliga förklarande texten jag skrev ovan.
Zenerdioden kommer möjligen att degenerera sin funktion redan vid -1 Volt och kommer sedan kanske hjälpa till att skapa än större backspänningar. Fototrissan degenereras redan vid -5 Volt om vi får tro databladet så det är mer i närheten av 50 Hz brumspänningar än någon åska. Det är möjligt att det är en sådan degenerering som nu gör att fototrissan visar på begränsad funktion. Flr fototrissan gäller att det dessutom är en ytterst svag ström som den skadas av nör man kommer i närheten av dess breakdown-spänning
Degeneringen yttrar sej i olika stadier från reducerad funktion till helt död. Om det varit en lysdiod som degenereras av reverse-spänning brukar symtomen vara att den fortfarande lyser men med sämre effektivitet (svagare lyse).
Vilket inte är ett överspänningsskydd utan möjligen verkar omvänt så att nästa åsksmäll lättare blåser både zenerdiod och foto-transistor.
Benämna sådana saker som skydd när det är motsatsen är verkligen inte så lysande resultat med tanke på den utförliga förklarande texten jag skrev ovan.
Zenerdioden kommer möjligen att degenerera sin funktion redan vid -1 Volt och kommer sedan kanske hjälpa till att skapa än större backspänningar. Fototrissan degenereras redan vid -5 Volt om vi får tro databladet så det är mer i närheten av 50 Hz brumspänningar än någon åska. Det är möjligt att det är en sådan degenerering som nu gör att fototrissan visar på begränsad funktion. Flr fototrissan gäller att det dessutom är en ytterst svag ström som den skadas av nör man kommer i närheten av dess breakdown-spänning
Degeneringen yttrar sej i olika stadier från reducerad funktion till helt död. Om det varit en lysdiod som degenereras av reverse-spänning brukar symtomen vara att den fortfarande lyser men med sämre effektivitet (svagare lyse).
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Zenerdioder
Så här beskrivs zenerdiodens funktion.
Det stämmer också med min uppfattning om hur en zenerdiod fungerar och oftast används. Som en spänningsreferens. Att både använda den för att begränsa spänningen till 0,7 volt om den är framförspänd och t.ex. 5 volt när den är backförspänd är inget fel. Under förutsättning att man håller sig inom vad zenerdioden tål.
I det här aktuella sammanhanget förstår jag inte detta.
1. Som zenerdioden är kopplad är den framförspänd när fototransistorn får backspänning.
2. Ett motstånd i serie med zenerdioden, som begränsar strömmen genom denna och förlusteffekten så att inga maxvärden överskrids skyddar zenerdioden. Mot spänning både i framriktning och i backriktning.
3. Lysdioder är betydligt mer känsliga för backspänning än t.ex. zenerdioder. Som är avsedda att användas med backspänning.
/π
Så här beskrivs zenerdiodens funktion.
https://www.digikey.se/sv/articles/the- ... tor-diodesNär zenerdioden är framåtbiaserad beter den sig som en standarddiod. Under bakåtbiasering bryts den ned när bakåtbiaseringsnivån överskrider zenerspänningsnivån, VZ. Vid det här tillfället håller dioden en nästan konstant spänning mellan katoden och anoden. Minimiströmmen för att hålla dioden i zenergenombrottsområdet region är IZmin. Den maximala strömmen som avgörs av diodens märkeffektförlust är IZmax. Strömmen måste begränsas med externt motstånd för att hindra överhettning och fel.
Det stämmer också med min uppfattning om hur en zenerdiod fungerar och oftast används. Som en spänningsreferens. Att både använda den för att begränsa spänningen till 0,7 volt om den är framförspänd och t.ex. 5 volt när den är backförspänd är inget fel. Under förutsättning att man håller sig inom vad zenerdioden tål.
I det här aktuella sammanhanget förstår jag inte detta.
Så här uppfattar jag det.En ensam zenerdiod kan t.o.m förvärra sitiuationen för fototrissan med avseende på reversespänningen och med otur så klipper man även zenerdioden om man överskrider dess breakedown reversespänning. Beroende på val av zenerdiod kan den få reverseskaddor redan vid -1 Volt.
Alternativet till en zenerdiod kan vara 1-2 seriella vanliga lysdioder som är tåligare och ändå är tillräckligt snabba i dessa sammanhang.
1. Som zenerdioden är kopplad är den framförspänd när fototransistorn får backspänning.
2. Ett motstånd i serie med zenerdioden, som begränsar strömmen genom denna och förlusteffekten så att inga maxvärden överskrids skyddar zenerdioden. Mot spänning både i framriktning och i backriktning.
3. Lysdioder är betydligt mer känsliga för backspänning än t.ex. zenerdioder. Som är avsedda att användas med backspänning.
/π
-
Mindmapper
- Inlägg: 7056
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Förstår inte varför man inte använder TV-S (transientskyddsdiood. Skyddar bättre än en zener och lysdioder.
Naturligtvis en prisfråga, men de är inte så mycket dyrare. Använder man dom för deras bättre transient skyddsegenskaper, må det vara prisvärt.
Naturligtvis en prisfråga, men de är inte så mycket dyrare. Använder man dom för deras bättre transient skyddsegenskaper, må det vara prisvärt.
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Mindmapper:
Jag tog det jag hade på hyllan.
Jag tittar nu på NUP2105L.
https://www.electrokit.com/nup2105lt1g-sot23-3-tvs-diod
Den har "clamping voltage" på 40/44 volt vid 5/8 ampere.
Det är ju långt över vad WP7113P3C tål. Den tål, enligt databladet 30 volt fram över CE och 5 volt back över CE.
NUP2105L är ytmonterad, vilket är en nackdel för mig som vill ha en minimal uppsättning komponenter i anslutning till fototransistorn. Nu har jag en zenerdiod och ett motstånd, utöver fototransistorn.
Har du förslag på en TVS som skulle skydda fototransistorn ovan?
/π
Jag tog det jag hade på hyllan.
Jag tittar nu på NUP2105L.
https://www.electrokit.com/nup2105lt1g-sot23-3-tvs-diod
Den har "clamping voltage" på 40/44 volt vid 5/8 ampere.
Det är ju långt över vad WP7113P3C tål. Den tål, enligt databladet 30 volt fram över CE och 5 volt back över CE.
NUP2105L är ytmonterad, vilket är en nackdel för mig som vill ha en minimal uppsättning komponenter i anslutning till fototransistorn. Nu har jag en zenerdiod och ett motstånd, utöver fototransistorn.
Har du förslag på en TVS som skulle skydda fototransistorn ovan?
/π
-
Synesthesia
- Inlägg: 663
- Blev medlem: 22 januari 2010, 19:14:10
- Ort: Mellan Göteborg och Kungsbacka
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
pi314 skrev: ↑7 juli 2024, 18:02:04 Zenerdioder
Så här beskrivs zenerdiodens funktion.
Det stämmer också med min uppfattning om hur en zenerdiod fungerar och oftast används.När zenerdioden är framåtbiaserad beter den sig som en standarddiod. Under bakåtbiasering bryts den ned
när bakåtbiaseringsnivån överskrider zenerspänningsnivån, VZ. Vid det här tillfället håller dioden en nästan konstant spänning mellan katoden och anoden. Minimiströmmen för att hålla dioden i zenergenombrottsområdet region är IZmin. Den maximala strömmen som avgörs av diodens märkeffektförlust är IZmax. Strömmen måste begränsas med externt motstånd för att hindra överhettning och fel.
Som du kan läsa i Digikeys text så fungerar zenerdioden som en vanlig diod i omvänd riktning.
Som du också kan läsa så står det att zenerdioden har "högdopade p-n-övergångar vilket ger ett mycket tunt tömningslager.".
Alltid kul att läsa svensk översättning av fackord men det är inga problem att förstå vad man menar
En konsekvens av detta skriver man på nästa rad:
"Under dessa förhållanden orsakar en av de två mekanismerna överslag i dioden, vilket ger hög omvänd ström:"
Man skriver att zenerdioden degeneras eller går helt kaputt mär reverse breakdown-spänningen överskrids-
Den är som jag skrev ofta inte mer ön 1 Volt och den fungerar då som en vanlig diod men pga av den höga dopningen på liten yta så tål den inga amperestyrkor.
Letade upp ett datablad på digikey och tittar på 4.7 Volt dioden MMSZ5230B i denna länk: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds18010.pdf
När Zenerdioden backspänns i fel riktning, revers bresk down, kllar man i data bladet för max reverse current.
Den anges till 50 uA vid 2 Volt.
Det innebär att även lite nätbrum kan inducera sådana strömmar och spänningar som degenererar dioden i det område som den fungerar som en "vanlig diod". Just denna dioden med 4.7 volt zenerspänning anges max backspänning till 2 Volt.
1 är rättpi314 skrev: ↑7 juli 2024, 18:02:04 Så här uppfattar jag det.
1. Som zenerdioden är kopplad är den framförspänd när fototransistorn får backspänning.
2. Ett motstånd i serie med zenerdioden, som begränsar strömmen genom denna och förlusteffekten så att inga maxvärden överskrids skyddar zenerdioden. Mot spänning både i framriktning och i backriktning.
3. Lysdioder är betydligt mer känsliga för backspänning än t.ex. zenerdioder. Som är avsedda att användas med backspänning.
2 är rätt. men ett sådant motstånd som skulle bergränsa maxströmmen vid större störningar måste begränsa det till uA-området för att inte överskrida vad dioiden är specad att tåla. Det blir då inte heller mer ström för de pulser du vill avläsa då det blir stora motståndsvärden för att göra någon slkillnad. Det är helt enkelt en urkass lösning som du rimligen inte kan kalla åskskydd.
3 Mycket fel. En normal lysdiod har sin breakdownspänning kring 40-50 Volt men tål en del ström utan att degenereras.
Det är därför lysdioder kan kopplas som signallampor ensdast i serie med ett moststån direlkt på elnätet och sedan lysa kontinuerligt i många år trots att motstånd samt lysdiod summerat får mer än 300 Volt backspänning 50 ggr i sekunden.
I aktuella fallet som åsksjydd gäller att kopplingen ska vara tålig mot oänskat höga strömmar och spänningar så då kan man inte tro att zenerdioders breakdown-ström på uA ska utgöra något som helst skydd.
Naturligtvis ska inte lysdioderna alls utsättas för någon backspänonng i närheten av ens vad zenerdioder brukar paja av även om lysdioderna tål 10-50 ggr högre spänning och mer ström tack vara det större dopade omrdet. Vissa lysdioder som sett mätrapporeter på har klarat 130 Volt backspänning. Riktigt gamla lysdioder, de första röda dioderna hade lite annan kemi och kunde skadas redan vid 5Volt backspänning.
En sak dock och det är att många lysdiodstillverkare skriver i databladet att -5 Volt är specad backspänning även om det inte är max reverse breakdownspänning. Man anser att breakdownspänningen inte ens ska nämnas för att man då använder lysdioderna på ett sätt som inte stöds av tillverkaren.
Samma gäller givetvis åskskyddet. Det handlar om mängden energi dioden kan absovbera när åskan slår ner i närheten och en zenerdiod klara typiskt 100mW medans två små lysdioder i serie kan klara uppemot en watt eller mer om man väljer lite större lysdioder. Skulle väl vara kula att se att det lysdioder flasha i takt med åsknedslagen.
Backspänningen begränsas bättre med en "vanlig diod" som klarar lite ström.
Så fakta kvarstår Zenerdiod utgör absolut oduglig skydd för reverserad spänning.
Det är totalfel att kalla ett motsatånd och en zenerdiod för åskskydd. Det är kunnighet på nivå att förneka att Ohms lag har med elektrisitet att göra.
Vet du som du påstår något om zenerdioder så vet du det själv men nu har du fått utförlig förklarat ett antal gånger.
Om du snappar den information är frivilligt, Jag kommer inte försöka tvångsmat mer i denna tråden så det är lite för låg nivå för att vara av intresse att behöva upprepa sådana saker.
Angående TVS-dioder så är det ett bra alternativ som finns för många olika spänningar.
Här ett exempel som skulle passa aktuella spänningar. https://docs.rs-online.com/e690/0900766b816decc5.pdf
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Synesthesia:
BZW06-5V8 verkar vara ganska optimal för den här tillämpningen.
Mouser (170:- frakt) och ELFA (250:- min beställning) har den, men inte Electrokit.
/π
BZW06-5V8 verkar vara ganska optimal för den här tillämpningen.
Mouser (170:- frakt) och ELFA (250:- min beställning) har den, men inte Electrokit.
/π
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Jag har alltid kallat det för att en zenerdiod har spänning i backriktningen när man använder den som spänningsreferens.
Att den fungerar som en vanlig diod i framriktningen.
https://sv.wikipedia.org/wiki/ZenerdiodZenerdioder, med namn efter den amerikanske fysikern Clarence Zener, fungerar som vanliga dioder i framriktningen men har en backspänning som är väldefinierad.
Jag uppfattar det som att du använder framriktning och backriktning för zenerdioder i motsatt betydelse mot hur jag använder begreppen. Det har gjort det svårt för mig att tolka det du skrivit.
I specen för den zenerdiod som jag använder (1N2970B) anges ett framspänningsfall på 1,5 volt vid 2 ampere. Som är max ström i framriktningen.
Vid 370 mA är backspänningsfallet (zenerspänningen) 6,8 volt.
Den tål 10 watt kontinuerligt, med tillräckligt bra kylning. Jag har den monterad på en liten aluminiumvinkel, men räknar inte med långvarig förhöjd effekt över zenerdioden.
Jag har 2 kΩ mellan kabeln och zenerdioden.
För att komma upp i 370 mA genom 2 kΩ krävs 740 volt.
För att komma upp i 2 A genom 2 kΩ krävs 4000 volt.
Har jag dom spänningsnivåerna på en tråd i källaren så har jag väl anledning att vara orolig för lite av varje?
/π
-
Mindmapper
- Inlägg: 7056
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Re: Åska och givare kopplade till Arduino och liknande
Du har fått flera förslag på transientskyddsdioder. Jag skulle nog gått på 1N5908 https://www.electrokit.com/1n5908-do-20 ... sientskydd. Den har lägre Vc än den du förslår.pi314 skrev: ↑7 juli 2024, 20:47:23 Mindmapper:
Jag tog det jag hade på hyllan.
Jag tittar nu på NUP2105L.
https://www.electrokit.com/nup2105lt1g-sot23-3-tvs-diod
Den har "clamping voltage" på 40/44 volt vid 5/8 ampere.
Det är ju långt över vad WP7113P3C tål. Den tål, enligt databladet 30 volt fram över CE och 5 volt back över CE.
NUP2105L är ytmonterad, vilket är en nackdel för mig som vill ha en minimal uppsättning komponenter i anslutning till fototransistorn. Nu har jag en zenerdiod och ett motstånd, utöver fototransistorn.
Har du förslag på en TVS som skulle skydda fototransistorn ovan?
/π
En av finesserna med transientskyddsdioder är att de går i kortslutning istället för att få avbrott.
