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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zuverlässigkeit und Genauigkeit internet RC Takt


Autor: Andreas (Gast)
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Hallo!

Wie zuverlässig bzw. genau ist der interne RC Takt eines AtMega8 im 
verhältnis zu nem Quarz? es geht um 4MHz die ich gerne hätte.

Lg
Andreas

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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zuverlässig ist er.
genau:
Ich sag mal so. Wenn du im Winter deine Wohnung heizt, wird eine im 
Sommer bei Schlechtwetter eingestellte Uhr ganz schnell ungenau werden.

Papp einen Quarz drann, und gut ists.
Kostet doch nicht die Welt.

Autor: Andreas (Gast)
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Hallo!

Danke, was soll das jetzt heißen ;)?

Also ist er zuverlässiger als nen Quarz? ob der jetzt 3.9MHz oder 4.1MHz 
hat, ist mir egal, er darf nur nie ausfallen oder so, das wäre schlecht

Lg

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Die internen Oszillatoren sind viel zuverlässiger als externe Quarze. 
Gilt generell.

Autor: Moritz (Gast)
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Das Ding ist ungenau, hab schon öfters Erfahrung mit der Ungenauigkeit 
des internen RC gemacht. Vor allem bei Schnittstellenkommunikation!
Wie schon gesagt, mach einen Quarz dran!

Es steht glaube ich auch im Datenblatt! Ich weiß es noch beim Mega168, 
da ist die Toleranz +/-3%. Das sagt schon alles!

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Andreas schrieb:

> Danke, was soll das jetzt heißen ;)?

Wofür brauchst du ihn denn?
Und was ist der Grund warum du keinen Quarz benutzen willst?

> ob der jetzt 3.9MHz oder 4.1MHz hat

Von daher spricht nichts gegen den internen RC

> ist mir egal, er darf nur nie ausfallen oder so, das wäre schlecht

Ein Quarz fällt auch so nicht einfach so aus. Dauervibrationen können 
ein Problem sein. Von daher: Wozu benötigst du die Schaltung. Wo wird 
sie eingebaut?

Autor: Ich (Gast)
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Nie gibt es nicht.
Ich hab noch keinen gehabt der kaputtgegangen ist oder nicht mehr 
schwingen wollte.

Autor: Bensch (Gast)
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> Wie zuverlässig bzw. genau

Zuverlässig ja, genau nein. Wie genau steht im Datenblatt.

Autor: Andreas (Gast)
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Die Schaltung brauch ich in nem E-Fahrrad, also vibrationen sind da 
schon starke !

Wobei mir egal ist ob die PWM dann 180Hz oder 220Hz hat ... also auch 
größere Quarzungenauigkeiten sind nicht so schlimm.
Grundsätzlich spricht nichts gegen einen Quarz, es ist nur die Frage was 
zuverlässiger ist.

Lg

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Andreas schrieb:

> Wobei mir egal ist ob die PWM dann 180Hz oder 220Hz hat ... also auch
> größere Quarzungenauigkeiten sind nicht so schlimm.
> Grundsätzlich spricht nichts gegen einen Quarz, es ist nur die Frage was
> zuverlässiger ist.

Dann würde ich tatsächlich den internen RC-Oszillator nehmen.
Getreu dem Motto: weniger Bauteile sind auch weniger Bauteile die 
ausfallen können.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich schrieb:
> Nie gibt es nicht.
> Ich hab noch keinen gehabt der kaputtgegangen ist oder nicht mehr
> schwingen wollte.

Typische Bastlerantwort! Wieviele hast du denn schon in Händen gehabt, 
10, 100, 1000+? Dann weiß man es besser.


Übrigens ist der interne RC der Cypress PSoC sehr genau. Reicht völlig 
für RS232-Kommunikation. Zumal mal ihn auch noch an Uhrenquarz 32K per 
interner PLL locken kann.
Leider schaltet der Prozessor ohne aktiviertem Watch-Dog nicht bei 
Ausfall des Quarzes auf internen RC um. Manche Prozessoren machen das.

Autor: Gast? (Gast)
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Für das Fahrrad: Nimm den internen RC-Oszillator.

Auf ein paar kHz Ungenauigkeit sollte es dort nicht ankommen.
Dein Programm wird wohl eine PWM für LEDs haben, vielleicht eine Abfrage 
von nem Taster, Sleepmode, schlimmstenfalls ein LCD.
Das alles sollte sich problemlos mit internem Takt betreiben lassen. Der 
Atmega hat ja nicht aus Langeweile der Entwickler einen internen Takt, 
d.h. er ist wirklich benutzbar.
Kritisch wird es eben nur, wenn du zeitgenau arbeiten musst. Das wäre 
der Fall bei einer Uhr, RS232, eventuell (bei extremen Temperaturen) ein 
LCD.

Das war aber glaube ich garnicht deine Frage.

Schau dir doch mal den Aufbau der beiden Oszillatoren an. Ein 
RC-Oszillator ist eben ein Widerstand + Kondensator, wie der Name 
verspricht. Er ist dadurch leider recht anfällig für 
Temperaturänderungen und nicht so genau abgleichbar wie ein Quarz.

In einem Quarzoszillator befindet sich ein Quarzplättchen, das auf zwei 
Federn montiert ist und wirklich ("sichtbar") schwingt. Die Federn sind 
dann wiederum auf eine Platine gelötet, die noch etwas Elektronik 
enthält.

So ein Fahrrad hat die unschöne Eigenschaft, vom Benutzer mal gerne über 
Bordsteinkanten oder quer durchs Gelände gestrampelt zu werden.
Dabei nimmt die Elektronik jeden Stoß und jeden Ruck mit, sofern du 
nicht vorhast, die Kiste an Gummibändern in den Rahmen zu spannen.

Natürlich wirkt sich so ein Stoß auch auf das Quarzplättchen aus. Es 
wird natürlich nicht beim ersten Ruckeln brechen.
Die Schwingungen und Stöße machen sich aber sehr wohl in der Lebensdauer 
bemerkbar, einfach weil ein Quarz in gewisser Weise ein mechanisches 
System ist.
Du kannst ja mal einen Quarzoszillator und einen RC-Oszillator aufbauen. 
Schieße dann mal ein Oszi an und lass die Platine aus 20 cm auf den 
Tisch fallen.

Deswegen bleibe ich bei meiner Aussage: Sofern du nicht aufgrund von 
zeitkritischen Anwendungen auf dem µC auf einen genauen Takt angewiesen 
bist, nimm den internen RC-Oszillator.

Es ist schon schwierig genug, die Lötstellen und Stecker vor den 
Schwingungen zu bewahren. Da brauchst du sicher nicht noch einen 
schwingenden Kristall auf der Platine ;)

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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OK, damit es keinen Streit gibt: Nimm einen Keramikresonator. Sind 
billiger als Quarze, zuverlässiger gegen Stöße, und haben die 
Ballastkondensatoren bereits integriert. Dann also auch noch weniger 
Lötstellen die ausfallen könnten. Wenn keine extremen Temperaturen 
auftreten ist die Genauigkeit gut genug für RS232.

Autor: A. R. (redegle)
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Wenn wir schonmal beim Thema sind.
Was passiert, wenn sich ein Quarz 5cm von einer Rotationsachse befindet 
und er sich mit 10000Umdrehungen/min auf einer Kreisbahn bewegt?

Die Zentripetalbeschleunig währe.
a=omega^2*r
a=(2*PI*f)^2*r
a=(2*3,14*166/s)^2*0,05m
a= 55000m/s^2

Kann das sein? Kommt mir sehr viel vor.

Autor: Ulrich (Gast)
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Der interne RC ist beim Mega8 etwas genauer als bei den neueren wie 
Mega168. Nach Kalibireirung und bei konstanter Spannung reicht noch 
gerade für eine RS232.

Wenn die Genauigkeit reicht würde ich den internen RC-takt bebehalten. 
Zuverlässiger wird ein externe Keramikresonator auch nicht höchstens 
etwas genauer und sparsamer.

10000 U/min sind ziehmlich unrealischisch für ein Fahrrad. Das 
entspricht etwa einem kleinen Winlelschleifer, und wer packt da schon 
einen Quarz drauf.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ulrich schrieb:
> Der interne RC ist beim Mega8 etwas genauer als bei den neueren wie
> Mega168.

Wie kommst du darauf?  Ich habe die komplett gegenteilige Erfahrung
gemacht.  Wir haben seinerzeit mit ATmega128 gearbeitet, allerdings
bei 3 V.  Da der RC-Oszillator ab Werk für 5 V kalibriert ist, war
bei 3 V eine RS-232-Kommunikation praktisch nie möglich, ohne dass
man ihn nachkalibriert hat.

Nach Umstellung auf ATmega1281 ging es bei der überwiegenden Anzahl
der Bauteile auch ,,ab Schachtel'' mit Vcc = 3 V.  (Nachkalibriert
haben wir trotzdem noch, die Routine war ja ohnehin schon da.)

Karl heinz Buchegger schrieb:

> Und was ist der Grund warum du keinen Quarz benutzen willst?

Es gibt zwei Gründe, warum man keinen Quarz haben will (geht natürlich
nur, wenn einem die Genauigkeit des RC-Oszillators genügt, logisch):

. Die mechanische Empfindlichkeit eines Quarzes, wurde ja schon
  genannt.  Ich habe schon bei einem USB-Stick einen Quarz tauschen
  müssen, der einfach nur in Benutzung war, noch nicht mal runter
  gefallen.

. Die relativ lange Anschwingzeit, die durch die hohe Güte eines
  Quarzes bedingt ist.  Wenn man eine Applikation hat, die sich
  häufig schlafen legt, kann die Totzeit beim Anschwingen zu einem
  erheblichen Teil den Gesamtenergieverbrauch bestimmen, da man
  einige 10 ms warten muss bei jedem Aufwachen.  Im Vergleich dazu,
  der Spannungsregler ist innerhalb einiger 10 µs voll aktiv, und
  der RC-Oszillator braucht dann ganze 6 Takte, bis er stabil läuft.

Autor: Ich (Gast)
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>Typische Bastlerantwort! Wieviele hast du denn schon in Händen gehabt,
>10, 100, 1000+? Dann weiß man es besser.

in der Hand hatte ich schon mehr als 1000 (waren auf einer Rolle ;) 
genutzt habe ich die nicht alle.
Schon mal ins Datenblatt geschaut bei Interner RC Oszi, und da was von 
läuft nur so und so viele Schwingungen gelesen? Und wen der MC 
kaputtgeht ist es schei... egal ob der Quarz noch läuft.

>OK, damit es keinen Streit gibt: Nimm einen Keramikresonator. Sind
>billiger als Quarze, zuverlässiger gegen Stöße, und haben die
>Ballastkondensatoren bereits integriert.

und die Antwort ist besser?

Wenn er den internen nimmt hat er 0 zusätzliche Bauelemente. Und um so 
weniger Bauelemente um so kleiner ist die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Für eine PWM Anwendung ist die Genauigkeit egal. Zumindest machen da ein 
paar Prozent Abweichung nichts aus.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ich schrieb:
> Schon mal ins Datenblatt geschaut bei Interner RC Oszi, und da was von
> läuft nur so und so viele Schwingungen gelesen?

Nein, aber kläre mich mal auf was du meinst.

Autor: G4st (Gast)
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Synchroner Kommunikation steht auch mit noch so wackligem Oszillator 
nichts im Wege.

Autor: A. R. (redegle)
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>10000 U/min sind ziehmlich unrealischisch für ein Fahrrad.

Mit folgendem Satz wollte ich darauf verweisen dass es sich um eine 
andere Frage handelt die sich nicht auf ein Fahrrad bezog.

>Wenn wir schonmal beim Thema sind.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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G4st schrieb:
> Synchroner Kommunikation steht auch mit noch so wackligem Oszillator
> nichts im Wege.

Ist aber aufwändiger und der typische PC will dann auch nicht damit 
arbeiten. Ein Mittelweg ist eine quasisynchrone RS232 auf nur einer 
Leitung. Muß man aber länger drüber nachdenken, wenn man  den normalen 
UART benutzen will. Mir fällt im Moment nur als fertige Beschreibung die 
Kommunikation beim Propeller Prozessor ein. Ist auf deren Website 
beschrieben und kann man ja klauen gehen...

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich schrieb:
>>Typische Bastlerantwort! Wieviele hast du denn schon in Händen gehabt,
>>10, 100, 1000+? Dann weiß man es besser.
>
> in der Hand hatte ich schon mehr als 1000 (waren auf einer Rolle ;)
> genutzt habe ich die nicht alle.
> Schon mal ins Datenblatt geschaut bei Interner RC Oszi, und da was von
> läuft nur so und so viele Schwingungen gelesen? Und wen der MC
> kaputtgeht ist es schei... egal ob der Quarz noch läuft.
>

Aha. Und ich habe schon ein paar Hundert Quarze wechseln dürfen.


>>OK, damit es keinen Streit gibt: Nimm einen Keramikresonator. Sind
>>billiger als Quarze, zuverlässiger gegen Stöße, und haben die
>>Ballastkondensatoren bereits integriert.
>
> und die Antwort ist besser?

Ja. Denn normalerweise kommt bei solchen Fragestellungen meist der 
nächste Einwurf des Thread-Erstellers: Ja danke, jetzt soll das Ganze 
per RS232 mit meinem PC kommunizieren. Und dann ist ein RC-Oszillator 
grenzwertig und muß genauer unter die Lupe gehen. Klar, Bastler sagen: 
Geht doch! Ja, leg das Gerät ins Eisfach mit Kabeldurchreiche...


>
> Wenn er den internen nimmt hat er 0 zusätzliche Bauelemente. Und um so
> weniger Bauelemente um so kleiner ist die Ausfallwahrscheinlichkeit.
>

Stimmt.


> Für eine PWM Anwendung ist die Genauigkeit egal. Zumindest machen da ein
> paar Prozent Abweichung nichts aus.

Stimmt.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Jörg Wunsch schrieb:
> . Die mechanische Empfindlichkeit eines Quarzes, wurde ja schon
>   genannt.  Ich habe schon bei einem USB-Stick einen Quarz tauschen
>   müssen, der einfach nur in Benutzung war, noch nicht mal runter
>   gefallen.
>

Was macht denn der Punkt da?


Stelle mir gerade vor wie in der China-Hinterhof-Manufaktur der 
USB-Stick vorm Verpacken auf den Boden knallte, weil die Tussi unbedingt 
die Mittagssuppe löffeln wollte und das Gleichgewicht a la Reagenzglas 
kippen beim Telefonieren, verlor. Also aufgehoben und eingetütet. Ist ja 
für Europas Langnasen...

Man weiß nie was der Quarz für eine Lebensgeschichte hatte. Klassische 
Ursache ist auch ein Ultraschallreinigungsbad. Daher löten manche Firmen 
die Quarze per Hand erst nach der Reinigung ein. Der Laden wo ich als 
Student anfing, wurde irgendwann auch mal schlau.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Abdul K. schrieb:

> Man weiß nie was der Quarz für eine Lebensgeschichte hatte.

Zumindest war der Stick wohl 1...2 Jahre gelaufen, bevor ihm der
Quarz gestorben ist.

Man kann übrigens einen internen RC-Oszillator auch "live" an einer
RS-232 kalibrieren.  Prinzip ist dann so, wie man das früher bei
Modems mit den AT-Kommandos gemacht hat: an der Bitrate des ersten
Zeichens vom Host wird analysiert, wie viel man daneben liegt, und
der Oszillator wird korrigiert.  Statt "AT" bietet sich ein simples
carriage return an, d. h. der Nutzer muss im Terminalprogramm einfach
ein oder zwei mal auf die <Enter>-Taste drücken, bis sich der
Controller dann meldet.  Cliff Lawson hat auf avrfreaks.net mal
beschrieben, dass er eine derartige Methode bereits in einem
kommerziellen Projekt implementiert hat.

Autor: Markus C. (ljmarkus)
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@Jörg Wunsch

Hast du zufällig den Link dafür ?
(internen RC-Oszillator auch "live" an einer RS-232 kalibrieren.)


Danke, Markus

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Markus C. schrieb:

> Hast du zufällig den Link dafür ?
> (internen RC-Oszillator auch "live" an einer RS-232 kalibrieren.)

Nein, da müsstest du Cliff Lawson mal fragen ("clawson" bei
avrfreaks.net).

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