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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung prüfen


Autor: Sonke A. (soeni)
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Hallo,

ich bin leider relativer Neuling in Sachen Schaltungsdesign. Da bei 
meinem letzten Entwurf leider einiges schief ging versuche ich es 
einfach nochmal.

Hier erstmal der Schaltplan:

Die Schaltung soll einen Atmega128 ansteuern, beide RS232 Schnittstellen 
nutzen, ein RFM12 Funkmodul ansteuern, die JTAG-Schnittstelle 
bereithalten, die ISP-Schnittstelle Bereithalten und ein Interface für 
ein normales 2/4 Zeiliges Display bieten. Die restlichen ports sollen 
auf einer Jumperleiste ausgeführt werden.

Ich habe versucht alles zu beachten, was ich weis.

Könntet ihr vielleicht mal drübergucken und gucken, ob ich irgendwo 
einen Kondensator falsch gesetzt habe oder die Wiederstände falsche 
werte haben?

Unsicher bin ich mir auch bei der RS232 Schnittstelle, sind die 10k da 
OK?

Wie gesagt, ich würde mich über konstruktive Kritik freuen.

Autor: Otto (Gast)
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Hallo Sönke,

Du solltest Deinen gestrigen Entwurf zum Laufen bringen (notfalls auch 
mit Durchkratzen von Leiterbahnen) und anschliessend alle  Erkenntnisse 
in die neue Platine einfliessen lassen - optisch sieht es erst einmal 
gut aus - 10k für die MAX232 erscheint mir zuviel.

Otto

Autor: Jean Player (fubu1000)
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Hi,

1.) Die 22pf und 47pf am Quarz waren hoffentlich nur nen Test ob wir 
aufpassen ? Da reichen 2mal 22pf !
2.) An AREF nen 100nF gegen GND, falls du mal den ADC brauchst.
3.) Reset Beschaltung würde ich als kleinen Tiefpass aufbauen, damit 
sich die Spannung langsam aufbaut. Nicht unbedingt notwendig, aber was 
solls so ne Kapa kostet ja nur nen paar cent.
4.) NIRQ vom RFM12 auf INT0/1 setzen, damit du Interrupt Betrieb mit ihm 
machen kannst. Oder wenn der Atmega mal schlafen will im PowerDown 
Modus, kannste den WakeUpTimer vom RFM12 nutzen zum wecken.
5.) 10k an TX und RX sind viel zu hoch, wie biste denn auf den Mist 
gekommen? Laut Datenblatt ist die Input Resistance der Eingangspins um 
die 5k. Ich hätte so um 1k gewählt.


Gruß

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Sönke Paschko wrote:

> ich bin leider relativer Neuling in Sachen Schaltungsdesign. Da bei
> meinem letzten Entwurf leider einiges schief ging versuche ich es
> einfach nochmal.

> Unsicher bin ich mir auch bei der RS232 Schnittstelle, sind die 10k da
> OK?

Die sind OK, damit sollte der MAX232 nicht beim ISP stoeren. Landlaeufig 
wuerden wohl auch 4k7 reichen.

Bist Du sicher, dass Du genau DEN MAX232 hast? Die einzelnen Typen 
unterscheiden sich teilweise in der Groesse der Kondensatorbeschaltung.

Wenn es an das Routen geht, stehe ich gerne zur Seite (Massefuehrung, 
etc).

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Fabian Ostner wrote:

> 5.) 10k an TX und RX sind viel zu hoch, wie biste denn auf den Mist
> gekommen? Laut Datenblatt ist die Input Resistance der Eingangspins um
> die 5k. Ich hätte so um 1k gewählt.

Hier geht es um keine Leitungsanpassung sondern darum, dass der MAX232 
beim ISP-Programmieren stoeren wuerde. Daher empfiehlt Atmel, 
Serienwiderstaende von 4k7 Ohm zwischen den ISP-Port und die Peripherie 
zu schalten.

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Fabian Ostner wrote:

> 1.) Die 22pf und 47pf am Quarz waren hoffentlich nur nen Test ob wir
> aufpassen ? Da reichen 2mal 22pf !

Ja. So grob asymmetrisch waere der duty cycle auch nicht mehr schoen.

> 3.) Reset Beschaltung würde ich als kleinen Tiefpass aufbauen, damit
> sich die Spannung langsam aufbaut. Nicht unbedingt notwendig, aber was
> solls so ne Kapa kostet ja nur nen paar cent.

Das ist kein Tiefpass und hat nichts, aber auch gar nichts mit einem 
"langsamen Spannungsaufbau" zu tun.

Den Pufferkondensator sollte man aber trotzdem vorsehen, ja, es sei 
denn, man will mal HV programmieren.

Autor: Sonke A. (soeni)
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Hallo, ich werde die Sachen noch einfließen lassen und dann eine neue 
Version des Schaltplans posten. Weitere Anmerkungen?

Zu meiner alten Schaltung: Ich versuche nun schon seit ca 4 wochen diese 
vermalledeite schaltung in Betrieb zu nehmen. inzwischen besteht 
dieselbiege nur noch aus dem uC und den Kondensatoen. alles andere hab 
ich runtergenommen, lediglich die Kondensatoren sind noch da. Versorgen 
tu ich über ISP vom STK500. Und es geht immer noch nicht. Langsam kann 
eigentlich nur noch der Chip ne Macke haben.

Das angebot beim Rooten nehm ich gerne an, dauert aber noch ein 
bisschen.
(Muss mir aus der Firma erstmal ne Datei als EAGLE Vollversion 
zuschicken, denn ich glaube die Platine wird größer als nen halbes 
Europavormat)

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Sönke Paschko wrote:

> (Muss mir aus der Firma erstmal ne Datei als EAGLE Vollversion
> zuschicken, denn ich glaube die Platine wird größer als nen halbes
> Europavormat)

Dann schick Dir die Lizenz gleich mit, denn auch wenn Du die Datei mit 
der Vollversion erstellst, kannst Du sie mit der freien Version nicht 
auf eine Flaeche groesser als 80x100mm bearbeiten.

Das sollte aber doch auf ne halbe Eurokarte passen :-)

Olli

Autor: Skeptiker (Gast)
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na, ob das so toll mit den parallel gepappten Spannungsreglern wie 
gewünscht funktioniert, ich weiß nicht...

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Skeptiker wrote:
> na, ob das so toll mit den parallel gepappten Spannungsreglern wie
> gewünscht funktioniert, ich weiß nicht...

Darauf hatte ich jetzt gar nicht geachtet, nur auf den uC & Peripherie.

Praktisch kann das wohl funktionieren, nur schoen ist es nicht. Einer 
von beiden wird bis ans thermische Limit arbeiten und der andere so 
lange rumidlen.

Da gibt es zwar noch ein paar Tricks, wie man beide zum Parallelarbeiten 
bringen kann, aber ich wuerde es lassen.

Soviel Strom wird hier wohl niemand brauchen, oder kommen da noch 10 
Tochterboards dran?

Man kann ja den 7805 im TO220 nehmen und ihm einen Kuehlkoerper 
spendieren, wenn man Angst hat, dass der SMD-Kram wegen Fieber 
wegbricht.

Aber schon mal den Strombedarf ausgerechnet?

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Nun hab ich mir den Schaltplan doch mal auf A3 ausgedruckt und fasse 
nochmal zusammen :-)

1. Spannungsregler durch 1x 7805 TO-220, ggf. mit Kuehlkoerper ersetzen 
- oder einen LM317 nehmen, der kann noch mehr
2. Diode 1N4004 als Verpolschutz in Reihe in Durchflussrichtung vor den 
Regler
3. Elko 220uF oder groesser vor den Regler
4. C1: 22pF
5. Quarz: besser 14,7456 MHz nehmen, wenn man nicht das letzte MHz 
braucht. Das gibt schoenere Baudraten fuer den UART (und spart Strom ;-) 
)
6. 100nF von Reset nach GND
7. 100nF von AREF nach GND schadet keinesfalls
8. Kleine Induktivitaeten als Filter in Reihe vor VCC (siehe AppNote 
AVR042).
9. Pruefen, ob MAX232 die richtigen Elkos hat (Datenblatt vom richtigen 
Hersteller konsultieren, und die genaue Typenbezeichnung beachten - die 
Erfordernisse der Ladungspumpen sind z.T. unterschiedlich)
10. Schon mal Gedanken machen, ob ADC mal genutzt werden soll? Wenn ja, 
separate AGND-Plane um den Analogteil vorsehen (Massen dann sternfoermig 
am Spannungsregler zusammenfuehren) und auch AVCC separat (von VCC) mit 
Spule und Kerko versorgen

Mehr ist mir jetzt erstmal nicht aufgefallen.

Olli

Autor: natoll (Gast)
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Oh mann, Oh mann, Oh mann, was soll denn das schon wieder mit den 
LM7805?


Nimm halt dann bitte einer den LM2671, mit Webbench in 5 Minuten 
realisiert. Eine Spule, zwei C´s, ne Diode, fertig. Selbst das 
Datenblatt ist wirklich einfach. Aber nein, lieber 5W umsonst 
wegheizen....oder 10W.
Mann könnte ja auch 20x 1N4007 nehmen. Oder einen fetten Widerstand für 
die Spannungsregelung.....oder gleich ein Netzteil mit 5V kaufen. So 
etwas gibt es jetzt schon, ehrlich.

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Sönke Paschko wrote:

> Das angebot beim Rooten nehm ich gerne an, dauert aber noch ein
> bisschen.

Kannst Dich sonst auch per eMail melden: omr[at]ganymed.dyndns.info

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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natoll wrote:

> Oh mann, Oh mann, Oh mann, was soll denn das schon wieder mit den
> LM7805?

> Nimm halt dann bitte einer den LM2671, mit Webbench in 5 Minuten
> realisiert.

Nicht jeder will einen Schaltregler in seiner Schaltung. Da taktet dann 
wieder was mit x kHz, streut schoen in den ADC ein und erzeugt auch noch 
Ripple.

Soenke hat schon so genug Probleme.

Oh mann, Oh mann, Oh mann, was soll denn das schon wieder mit den
Schalreglern bei solchen Pupsleistungen?

Das wird ja nun kein Labornetzteil 0-40V@0-5A.

Olli

Autor: Sonke A. (soeni)
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So jetzt sollte ich alles wie besprochen eingebaut haben, ich hoffe, der 
schaltplan ist nicht zu unübersichtlich geworden. Fällt euch nochwas 
auf?

ihr meint wirklich, dass ich das auf eine halbe europakarte bekomme??? 
dann aber zwingend beidseitig bestückt oder?

Wie geht man beim richtigen layouten denn vor? gibts dazu ein 
einstiegstutorial welches ihr empfehlen könnt?

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Sönke Paschko wrote:

> So jetzt sollte ich alles wie besprochen eingebaut haben, ich hoffe, der
> schaltplan ist nicht zu unübersichtlich geworden. Fällt euch nochwas
> auf?

Ich guck gleich mal.

> ihr meint wirklich, dass ich das auf eine halbe europakarte bekomme???
> dann aber zwingend beidseitig bestückt oder?

Das wird man sehen, wenn Du die Bauteile zurechtgeschubst hast :-)

> Wie geht man beim richtigen layouten denn vor?

Erstmal die Bauteile nach Funktionsgruppen ordnen. Ananlog-Kram z.B. in 
eine Ecke, in die nahe des "Analog-Teils" des uC. Dann die Luftlinien 
minimieren, ggf. mit Gate- und Pinswap.

Die sind nicht klaustrophobisch, die kann man schon eng zusammenpacken 
;-)

Dann erst mal Stromversorgung routen und die kritischen Leitungen.

Leiterbahnen so breit wie moeglich, so duenn wie noetig.

Schleifen, d.h. Leiterbahnen, die um die halbe Leiterplatte oder mehr 
drumherum gehen, vermeiden.

Moeglichst keine Leiterbahnen unter dem uC durchfuehren.

Beide Seiten zum Routen nutzen, aber die Groundplane nicht unnoetig 
zerstueckeln.

> gibts dazu ein
> einstiegstutorial welches ihr empfehlen könnt?

Allgemein:
http://www.alternatezone.com/electronics/files/PCB...

Speziell:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Anmerkungen zum Schaltplan:

1. Auf der Platine die 330nF und die 100nF so nahe wie moeglich an den 
Regler, die 220 zwischen die Diode und die 330nF. Allgemein den 
Stromlauf so routen, dass der Strom auf dem Weg zm IC-Pin zwingend zum 
Abblockkondensator vorbei muss, siehe auch Atmel Appnote AVR042 zum 
Thema High Current Loop.

2. Fuer das Quarz-Routing wuerde ich mich auch nach der Appnote richten.

3. JP4 ist nirgends angeschlossen.

4. Jeder VCC-Pin bekommt seinen eigenen 100nF-Abblockkondensator, 
zusammenfassen gilt nicht :-)

5. Ich wuerde in die Leitung zu den VCC-Pins noch eine kleine Drossel in 
Reihe schalten, 47uH sollten da reichen. Sie auch die AVR042-Appnote, 
Seite 3.

6. Statt 16 MHz wuerde ich einen 14,7456 MHz Quarz nehmen, daraus kann 
man schoenere Baudraten ausrechnen.

Autor: Sonke A. (soeni)
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Hab mal angefangen das tutorial zu lesen und entsprechend die 
Funktionsblöcke angeordnet. ich kann mir zwar noch nicht die 
Leiterbahnführung vorstellen aber das kommt noch. gibts soweit einwände?

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Sieh mal bitte Platz für einen ca.10µ Elko hinter dem 7805 vor. 
Normalerweise brauchst du den nicht unbedingt, aber ich hatte erst 
letzte
Woche einen der wollte unbedingt einen haben sonst war der munter am 
schwingen. Der fängt auch mal irgendwelche Lastsprünge ab die von 
irgendwelchen Schaltereignissen an den Ausgängen herrühren.
Besser man hat als das man blos hätte.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Gast (Gast)
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Ich hab no'n Tipp für dich:
Eine Feld-Wald-Wiesen-Diode vom Ausgang des Reglers zum Eingang, falls 
mal aus irgendeinem Grund "von hinten" Spannung kommen sollte. Grund: 
Die Regler mögen sowas garnicht und sind mehr oder weniger sofort im 
Jenseits..! ;-)

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Uwe wrote:

> Sieh mal bitte Platz für einen ca.10µ Elko hinter dem 7805 vor.

> Besser man hat als das man blos hätte.

Schaden kann's ja nicht :-)

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Gast wrote:

> Eine Feld-Wald-Wiesen-Diode vom Ausgang des Reglers zum Eingang, falls
> mal aus irgendeinem Grund "von hinten" Spannung kommen sollte. Grund:
> Die Regler mögen sowas garnicht und sind mehr oder weniger sofort im
> Jenseits..! ;-)

Ja, habe ich doch glatt vergessen zu erwaehnen :-)

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Sönke Paschko wrote:

> Hab mal angefangen das tutorial zu lesen und entsprechend die
> Funktionsblöcke angeordnet. ich kann mir zwar noch nicht die
> Leiterbahnführung vorstellen aber das kommt noch. gibts soweit einwände?

Sieht ja schon recht gut aus.

Ich wuerde ein bischen mehr Platz zu den Befestigungsbohrungen halten, 
evtl. muss da ja mal ein Schraubenkopf oder eine Mutter mit U-Scheibe 
Platz haben. halten. Ich verwende da immer die Mounting Holes aus der 
holes.lbr, die bringen den Platz gleich mit.

Den Analog-Teil wuerde ich naher an den uC setzen und eine gemeinsames 
AGND-Polygon dafuer vorsehen.

Wenn Du mir mal Deine Eagle-Files mailst kann ich Dir zeigen, wie ich 
das meine. Welche Version benutzt Du?

EMail: rother[at]physik.uni-kiel.de

Olli

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