Wert pullup-Widerstand

[Stephan]

Welchen Wert darf ein pullup-Widerstand maximal haben, um den Port zuverlässig nach high zu ziehen?

Hintergrund: ich muss den Stromverbrauch minimieren, der PIC16F886 läuft aus einer Lithium-Knopfzelle 99,9% der Zeit im SLEEP. Wird ein Pin mit einem pullup über einen Schalter nach unten gezogen, laufen er bei 3 Volt bei 10K pullup immerhin 300 µA, bei 100K 30 µA und bei 1M 3 µA. Der letzte Wert wäre mir natürlich der liebste, aber ich weiss nicht, ob das reicht, um den Port sicher nach high zu ziehen.

[Bernd]

Im Datenblatt des PICs findest Du den Parameter „input leakage current“. Dieser Wert gibt an, welcher Strom maximal in einen Eingang fließt. Multipliziert man diesen Strom mit dem Wert des Pullups, ergibt sich der Spannungsabfall am Pullup. Die resultierende Eingangsspannung am Pin (Pullup-Spannung - Spannungsabfall) muß sicher als High erkannt werden (Werte findest Du ebenfalls im Datenblatt, TTL-Eingangspins erlauben einen geringeren High-Pegel).

Abgesehen von diesem theoretischen maximalen Wert für den Pullup müssen auch noch äußere Störeinflüsse (z.B. EMV und zu erwartender Verschmutzungsgrad der Platine) berücksichtigt werden. Im Megaohm-Bereich kann es ansonsten sehr schnell passieren, daß eine falsche Schalterstellung erkannt wird.

Viele Grüße

Bernd

[Stephan]

Der leakage current ist laut Datenblatt typisch 0.1 µA, maximal 1 µA. Bei 1M pullup müssten also zwischen 0.1 V und 1.0 V abfallen.

Der Spannungsabfall an einem 1M ist gemessen weniger als 0.1 mV, da liegt also eine deutliche Diskrepanz zwischen Theorie und Wirklichkeit. Jetzt kommt aber noch etwas anderes dazu: messe ich die Spannung zwischen Vss und dem Eingangspin, dann liegt sie mit einem 1M bei 2,5 V und bei einem 100K bei 4,5 V (Vdd = 5 V, Pin ist nur mit R gegen Vdd beschaltet).

Sehr merkwürdig.

[Bernd]

Der Spannungsabfall an einem 1M ist gemessen weniger als 0.1 mV, da liegt also eine deutliche Diskrepanz zwischen Theorie und Wirklichkeit.

Der Leckstrom ist zum einen stark temperaturabhängig und variert zum anderen auch prozessbedingt mit jedem Bauteil. Der angegebene Wert von 1µA ist als absoluter worst case anzusehen, aber der einzig garantierte Parameter für das Design.

messe ich die Spannung zwischen Vss und dem Eingangspin, dann liegt sie mit einem 1M bei 2,5 V und bei einem 100K bei 4,5 V (Vdd = 5 V, Pin ist nur mit R gegen Vdd beschaltet).

Kann so ohne einen Hardware-Fehler nicht sein. Liegen die 5V am Pullup wirklich an? Ist der betroffene Portpin des PICs richtig angelötet / verbunden?


Viele Grüße

Bernd

[slowslow]

> messe ich die Spannung zwischen Vss und dem Eingangspin, dann liegt sie mit
> einem 1M bei 2,5 V und bei einem 100K bei 4,5 V

Was für ein Meßinstrument verwendest Du denn? Ist Dir klar, daß das Meßinstrument und der Pull-Up einen Spannungsteiler bilden? Im Mega-Ohm-Bereich ist der Innenwiderstand des Instruments wichtig.

[Stephan]

> Was für ein Meßinstrument verwendest Du denn?

Das war es !

Vielen Dank, die Idee hatte ich in Ansätzen auch schon, mangels eines hochwertigeren Gerätes aber bisher keine Vergleichsmöglichkeit. Mein "Hauptgerät" ist ein PeakTech, das ich schon ein paar Jahre besitze und bisher keine Macken hatte, mein 2. DMM ist ein 10-Euro-noname-Billigteil, welches ich gar nicht erst in Erwägung gezogen habe, aber nachdem ich mir heute ein Fluke geliehen habe, war alles plötzlich in Butter: die Eingänge sind auch mit 1M pullup auf mindestens 4,65 V (bei Vdd = 5,07 V), interessanterweise ist mein Billig-Gerät besser als mein "besseres" Gerät. Da werde ich wohl ein paar Euros hinlegen müssen.

Da der PIC laut Datenblatt ab 2.0 V einen HI-Pegel annimmt (bei 5 V Vdd), reicht das locker.

Wenn ich mal Zeit habe, besorge ich mir einen OP-Amp mit hoher Eingangs-Impedanz und werde den mal vor das DMM schalten, mal sehen was da rauskommt.  Hat jemand einen Tip für mich, welcher OP-Amp einen besonders hohen Eingangswiderstand besitzt, ich habe nur ein paar uralt-Teile, weil ich schon seit Jahren nichts mehr damit mache.

[Master Snowman]

wie wär's mit einem TS912, ist ein standard-OP mit 1pA input-bias. ansonsten hier mal gucken:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker