GPIO Eingang bei langer Leitung schuetzen

Nicht viel, solange der Blitz nicht einschlägt. :-> Ich habe seit Jahren eine Temperaturüberwachung des Gartenteiches mit einem Raspberry Pi, DS1820 und der üblichen Applikationsschaltung direkt auf den GPIO, bei der damals "als Provisorium" das Telefonkabel völlig ungeschützt quer durch den Garten gelegt, an kritischen Stellen in etwas Rohr, zwei Mal mit löten und Schrumpfschlauch verlängert.

Fazit: Provisorien halten ewig.

Tschau, Jörg

Am 10.02.20 um 07:54 schrieb Marc Haber:

Theoretisch nichts, wenn die Isolation der Leitung und des Relais gegenüber Erde zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist und die mit ihr aufgespannte Leiterschleife feldfrei ist.

Letzteres ist bei verdrilltem Telefondraht ganz gut gewährleistet, solange man beim Anschließen des Relais keine ausschweifenden Drahtschleifen verlegt.

Aber ersteres ist manchmal so eine Sache. Draußen passiert viel, wenn der Tag lang ist. Da gibt es Kondenswasser, da gibt es Kleintiere, die sich an der Isolierung zu schaffen machen, und was weiß ich noch.

Das wäre übertrieben.

Normalerweise würde man eher versuchen die Leitung zu schützen, also z.B. in einem geerdeten Rohr verlegen, gegenüber dem die Leitung keine Verbindung hat. Das Rohr wird an beiden Enden gut zugestopft und die Kabel zum Relais komplett unzugänglich verschlossen.

Wenn deine Leitung nämlich von der Verästlung eines Blitzes erwischt wird, dann hast du ein Problem, mit oder ohne Optokoppler. Wenn das Kabel unterirdisch liegt, ist das auch ein gewisser Schutz. Und wie schon gesagt, den Draußen-Faktor würde ich auch nicht unterschätzen.

Da würdest Du Dich im Kreis drehen.

Ich würde schon wenigstens einen RC-Tiefpass verwenden. Also Widerstände an /beide/ Leitungen, die so bemessen sind, dass der Port noch weit genug runter kommt. Zwischen Port und Masse legst Du noch einen ordentlichen Kondensator. Auf Geschwindigkeit kommt es hier ja sicher nicht an.

Es könnte ferner taktisch klug sein, den Pullup nur ab und an mal kurz zum messen zu aktivieren und die Sache ansonsten Spannungsfrei zu halten. Das reduziert vor allem Korrosion durch elektrochemische Prozesse. Das ist aber dann ja eine reine Softwaresache.

Marcel

Am 10.02.20 um 07:54 schrieb Marc Haber:

Hab was ähnliches (Arduino mit 18B20 und Feuchtemesser DHT22). Das ganze an einer laaaangen Vierdraht-Leitung (so ein flaches Telefonkabel, davon hab ich größere Rollen). Ausser einem Stützelko über der 5V an der Sensorplatine keinen weiteren Schutz (zwei Adern +5 und Masse, je eine Datenleitung für den 18B20 und den DHT22). Allerdings hab ich eigene Pullup-R am Eingang, die so niederohmig sind, wie es die Specs der Bausteine zulassen. Das verbessert nachweislich die Störsicherheit. Der

Das ganze läuft seit Jahren ohne Probleme (ausser, ich muss es gestehen, wenn ich auf 80m mit der PA funke). Das ganze ist auf einer Platine offen in einem Stück DN50 Rohr (vertikal) unter Dach montiert. Was kaputtgeht (so alle 2 Jahre) ist der 18B20. Irgendwann muxt der nicht mehr. Spinnen und ähnliches Viehzeug sind auch so ein Problem, da hatte ich schon ein leitfähiges Nest und Schleim auf der Platine.

Martin

Schnelle Dioden als Schutzbeschaltung oder ‘Transient-voltage-suppression diodes‘ helfen.

Die Leitungskapazität führt zu Einschaltspitzenstömen. Die sollten im Interesse der Lebensdauer unbedingt begrenzt werden, etwa durch einen Widerstand (z.B. 100 Ohm) in Reihe zum Reedkontakt (auf dessen Ende der Leitung natürlich!). Man muss selbstverständlich auf Einhalten der Signalpegel der Empfängerschaltung achtgeben.

Stefan Wiens schrieb:

Warum ist das nicht egal? Warum soll der Widerstand gerade an der Seite des Reedkontakts sein? Der Strom ist doch an jedem Ort des Stromkreises derselbe?! Marc hat sicherlich "gutes" Telefonkabel verwendet, also vielleicht eines mit 0,8mm² Querschnitt, sternverseilt, (aber bei der kurzen Strecke kommts darauf m.E. nicht wirklich an). Das ergäbe dann bei 25 Metern Kabellänge einen Schleifenwiderstand von ca. 1,8 Ohm und eine Kabelkapazität von ca.

MfG Rupert

Das wäre 1 mm Durchmesser. Hab ich noch nie erlebt. Die Standard-Telefonleitungen haben Sternvierer mit 0,6 mm Durchmesser (also 0,3 mm^2).

Unter "Telefonleitung" gibts 4x0,8 mm^2 sicher nicht.

l.

mh+ snipped-for-privacy@zugschl.us (Marc Haber) am 10.02.20 um 07:54:

Ich glaube, ich hatte letztens eine 4-20mA(1) Stromschleife empfohlen.

Sag Bescheid, wenn du nach diversen anderen Experimenten, ausreichend langem instabilen Betrieb, Fehltriggerungen, Systemabstürzen oder dem ersten zerschossenen Pi schließlich dann doch bei der guten, alten Stromschleife gelandet bist.

Rainer

(1) Da du keine Normen einhalten mußt, kannst du auch 2-8 mA oder sonst was nehmen. Wenn Drahtbrucherkennung uwichtig ist, auch 0 - x mA.

Schrieb ich doch: um den Entladestrom der Leitungskapazität zu begrenzen.

Es liegt aber ein verzweigter Stromkreis vor.

Deine Zahlen sind realistisch. Aber zum Kurzschlusstrom der Kabelkapazität schreibst du nichts. Er liegt aber selbst bei 5 V höchstwahrscheinlich über dem max. zulässigen Einschaltstrom.

Es gibt Datenblätter, z.B.

Elektromigration ist das Problem.

Wenn das Kabel nicht als Freileitung laeuft, mache ich das meist so:

VCC | - ^ 10k | 100 Zum Sensor ___ o ___ Port Pin o------------------o-|___|-o-o-o|___|-o-------o o | - ^ BAV99 oder aehnlich | GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

Links ist Deine Telefonleitung. 10k, falls Dein Pull-up 100k ist, sonst entsprechend kleiner waehlen. Der 100ohm Widerstand dient dazu, dass die BAV99 den Loewenanteil einer Spitze abfaengt und nur ein kleiner Teil davon ueber die ESD-Dioden des Prozessor-IC laeuft.

Falls im Arduino (vermutlich ist da ein ATMega drin) kein Schmitt Eingang vorliegt, muesste man thoeretisch noch einen Schmitt-Buffer oder Inverter zwischensetzen, aber oft geht es auch ohne.

Zur Software: Bei 25m wird es einiges an Bouncing wegen Kabelreflexion geben. Man koennte die Telefonleitung mit ihrer Nennimpedanz per AC-Terminierung abschliessen, aber wenn man die Impedanz nicht kennt, kann das Gebastel werden. Ansonsten gutes De-Bouncing in der SW machen, z.B. durch Blanking, wo die Ausschwinger ignoriert werden.

Ludger Averborg schrieb:

Nu ja. Es ist z.B. bei der Vogtländischen Kabelwerk GmbH gelistet:

MfG Rupert

Stefan Wiens schrieb:

Auf der einen Seite ist ein Reedschalter mit einem Adernpaar der Telefonleitung verbunden. Am anderen Ende dieses Adernpaars haben wir den BananaPi. Eine Ader liegt an Ground, die andere Ader liegt an einem als Eingang geschalteten (also hochohmigen) GPIO-Pin und von dort über einen PullUp-Widerstand an der Versorgungsspannung von hier 3,3 Volt. Daneben liegt an diesem Ende der Leitung ein 100nF-Kerko. Damit tritt der höchste Strom dann auf, wenn der voll geladene Kondensator über den Leitungswiderstand und den geschlossenen Reedkontakt entladen wird. Wo habe ich denn da eine Verzweigung übersehen, die es erforderlich macht, den Strombegrenzungswiderstand auf der Seite des Reedkontaktes zu platzieren?

Wenn man von einer Betriebsspannung von maximal 3,3Volt und einem damit geladenen Kondensator ausgeht, dann beträgt der Strom im Einschaltmoment 3,3 Volt / 1,8 Ohm, also ca. 1,8 Ampere. Bei 5 Volt Betriebsspannung wärs halt entsprechend mehr. Das ist in der Tat eine ganze Menge, so dass es sicherlich nicht schaden wird, einen Strombegrenzungswiderstand zu spendieren...

Wirklich? Elektromigration an derart großen Strukturen wie Relaiskontakten?

MfG Rupert

Den Kondensator sollte man dort nicht haben, das moegen Reed-Kontakte nicht.

Reed Kontakte sind meist ziemlich kleine Zuenglein.

Am 10.02.2020 um 23:30 schrieb Rupert Haselbeck:

Bei solchen Strippen wird aber nicht der Querschnitt, sondern der Leiterdurchmesser angegeben.

Am 11.02.2020 um 00:00 schrieb Rupert Haselbeck:

Aber sicher doch.

Mir ging es um die Leitungskapazität, und wenn man sich die vereinfacht als konzentriertes Bauelement vorstellt, macht es schon einen Unterschied, ob der Begrenzungswiderstand auf der ladenden oder der entladenden Seite ist. Diesen (noch weniger empfehlenswerten)

Im Bereich des Kontaktprellens sind die Strukturen nicht mehr so groß.

Den Hinweis auf Datenblätter hast du leider entfernt, du hast aber hoffentlich gesehen, dass der »max. switching current« typischerweise kleiner ist als der zulässige Dauerstrom? Z.B. 0.1 A bei nicht unüblichen Baugrößen?

Wir haetten da bei einer sehr langen nicht angepassten Leitung eventuell auch ein "Spratzeln" am Kontakt. Ich glaube in Deutsch koennte das Freilaufspannung heissen oder so. Kann man mit einer 5V Z-Diode ueber dem Reed-Kontakt abfangen.

Das soll ja sicher alles lange halten.

Ich hab da nichts gefunden. Kannst du mir die Seite/das Kapitel nennen?

Richtig. Da geht es aber nicht um 0,8 mm^2 Querschnitt, wie geschrieben, sondern um 0,8 mm Durchmesser = 0,5 mm^2

Querschnitt 0,8 mm^2 finde ich eigentlich nirgends. Nur 0,5,

TAL ???

Mir biete die Telekotz hier -angebunden 2x 0,6 mm aus einem Sternvierer- VDSL250 an. Bis zum nächsten Outdoor Dslam sind es 200 m Kupfer. Ich hab 50 Mbit/s gekauft, das reicht mir völlig.

l.

Am 10.02.20 um 07:54 schrieb Marc Haber:

Du hast eine offene Spule mit einer Wicklung, in der sich Spannungen induzieren lassen. Wie hoch, hängt von den magnetischen Feldern ab, die sich dort bilden können, zum Beispiel bei Gewitter. Du könntest also schnelle Schaltdioden nehmen, die deinen Eingang schützen. Allerdings solltest du prüfen, ob sie ihre Schutzfunktion auch überleben.

Vielleicht schaust du mal nach Überspannungsschutz für Telefonleitungen im Netz nach. Dort werden dir fertige Lösungen präsentiert.

Wenn sie gut isolieren, ist das einen Versuch wert. Bei Gewitter kann es um hohe Spannungen gehen.

Die würde ich getrennt machen.

HTH, Holger