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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Steuercomputer ok ?


Autor: Josef (Gast)
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Könnt Ihr mir bitte euer Urteil über die angefügte Schaltung sagen ?
Es handelt sich um einen kleinen Steuercomputer (ca.40 x 80 mm) inkl.
aufsteckbaren LCD (blau-4-zeilig, 4 Taster,Relaise Uhr usw.).
Möchte ihn gerne nachbauen, weiß aber nicht, ob die Schaltung soweit ok
ist und ob man was verbessern kann.

Dank und schöne Grüße Josef

Autor: Hubert.G (Gast)
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Es stellt sich die Frage was du damit machen willst. Siehe Codesammlung
"DCF77 und Temperatur"
So Testboards gibts jede Menge.

Hubert

Autor: Josef (Gast)
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Soll Mädchen für alles sein ;-).Es geht mir vor allem um
schaltungstechnische Fehler im sheet. Mögliche Anwendungen:
Vernetzbare Schaltuhr, SPS,Störmeldesystem, Temperatursteuerung,
Haussteuerungsystem, Alarmanlage usw.
Das meiste beherscht er - auch RS485.


SG Josef

Autor: Jens (Gast)
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Hallo Josef,

gibt es dazu auch eine Platine?
Wo ist mehr darüber zu finden?

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

1. Reset-Taster parallel zum 100n. Ich würde einen Serienwiderstand
einbauen. Gibt sonst häßlich Stromspitzen beim Kurzschluß des
Kondensators durch den Taster.

2. 1k Vorwiderstand vor AVcc ist keine gute Idee. PortA wird über
diesen Pin mit Spannung versorgt. Damit haben deine Ausgänge an PortA
einen Vorwiderstand von 1k.

3. Ein Snubber (siehe Forumsuche) parallel zu den Relaikontakten kann
auch nicht schaden.

4. An TCOM wirst du keine Spannungen >5,6V anlegen können.

5. Warum du LCD-BL und das Relais per PNP ansteuerst ist mir
schleierhaft. NPN sind im allgemeinen besser geeignet wenn man nicht
High-Side schalten muß.

Matthias

Autor: Josef (Gast)
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@Jens: Ja es gibt eine Platine.

@Mathias: Danke für deine Mühe !

zu 1: Hier funkts. Is war.Ist eher als Alternative gedacht

zu 2: Ist laut Atmel empfohlene RC-Beschaltung für die
AD-Wandlerversorgung.

zu 3: Ein snupper ist super,man kann ihn (bzw einen C) direkt auf die
Relaisekontakte löten.

zu 4: Das sind Darlingtons, mit denen kannst du in dieser Beschaltung
locker 24 V /4 A schalten (getestet)

zu 5:  da alle Pins im Einschaltzustand high sind wäre eine ungewollte
Schaltung möglich (auch wenn der AVR nicht startet).


SG Josef

Autor: Jens (Gast)
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Hallo Josef,

kannst Du vielleicht die Platine auch veröffentlichen oder wo findet
man dazu mehr? Der Schaltplan sieht erst einmal ganz interessant aus.

Autor: Josef (Gast)
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Hier eine Platinenoberansicht. Das Ding ist echt cool. Kann eigentlich
alles. Der Entwickler  hat mir schon super Dinger geliefert. Die
Abmessungen sind tatsächlich nur 85 x 40 mm.
Darauf ist sogar ein Goldcup für die Uhr, Summer, Leds, gute Taster,
ein blaues LCD mit 4 x 20 Zeichen in blau , 485 , Phönix Schraubklemmen
im 5er Raster usw. Eine gute Softwarebibliothek ist auch dabei (Eine
Jahresschaltuhr ist in ca. 30 min programmiert.)


SG Josef

Autor: Jens (Gast)
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Leider kann man auf dem Bild ausser den Abmessungen nicht viel erkennen,
da Ober- und Unterseite sich überlagern.

Gibt es vielleicht beide Ansichten auch getrennt? Wo hast Du das her?

Autor: Josef (Gast)
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Hier der Bottom Layer!

Autor: Josef (Gast)
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Hier der Top-Layer.

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

> zu 1: Hier funkts. Is war.Ist eher als Alternative gedacht
Natürlich tut es. Gibt trotzdem häsliche Stromspitzen

> zu 2: Ist laut Atmel empfohlene RC-Beschaltung für die
> AD-Wandlerversorgung.
Nein ist es nicht. Da ist kein RC sondern ein LC in der Versorgung des
ADC (und damit AVcc)

>zu 3: Ein snupper ist super,man kann ihn (bzw einen C) direkt auf die
>Relaisekontakte löten.
Nein, keinen C. Eine RC-Reihenschaltung. Die hängt man parallel zu den
Relaikontakten.

>zu 4: Das sind Darlingtons, mit denen kannst du in dieser Beschaltung
>locker 24 V /4 A schalten (getestet)
Nein kannst du nicht. Die EB-Diode wird bei Spannungen von mehr als ca.
6V zu leiten anfangen. Grund: Die Spannung am Emitter ist 1V höher als
die an der Basis. Damit fließt Strom über die BE-Diode und die
Schutzdiode des AVR-Eingangs in die 5V Versorgung deines AVR. Wenn du
das so machen willst brauchst du einen weiteren NPN der die Basis
deines PNP ansteuert.

>zu 5:  da alle Pins im Einschaltzustand high sind wäre eine
>ungewollte Schaltung möglich (auch wenn der AVR nicht startet).
Neine wäre es nicht. Im Reset (also beim Einschalten) sind alle Pins
hochohmig. Dadurch fließt kein Strom und damit kann deine Basis nicht
angesteuert werden.

Die vielen neins tun mir jetzt fast schon leid aber wenn ud Hilfe
willst mußt du auch mit Kritik leben können.

Matthias

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Darlingtons sind nicht für Hochstromanwendungen geeignet, da sie einen
hohen Spanungsabfall haben.

Z.B. 4A * 1,2V = 4,8W -> Kühlkörper nötig.

Deshalb nehme ich immer Logig-Level-MOSFETS.

Für 4A würde ich einen 0,05 Ohm Typ nehmen:

4A  4A  0,05 Ohm = 0,8W -> geht ohne Kühlung


Peter

Autor: Josef (Gast)
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Danke für die Kritiken lieber Matthias!

Die Transitoren sind so ausgewählt, dass Komplementärtypen mit gleicher
Anschlußbelegung einsetzbar sind (zB. NPN -Typen)
Sollte sich das Problem mit zu hoher Spannung ergeben (das Tests nicht
bestätigt haben) kann man problemlos NPNs einsetzen.

Snupper kann man jederzeit (je nach Last) einsetzen. zB. in die
Schrauklemmen des Relaisekontaktes einklemmen. Eine Platzierung auf der
Platine halte ich nicht für sinnvoll, da es viel Platz braucht sowie die
Störungen nur noch weiter in die Platine hineinkommen.

Ein C parallel zu der Relaisespule hat schon viel Ungemach beseitigt.

Die AD-Wandlerversorgung ist konform mit Atmel.

Die Darlingtons schalten sehr wohl mit den Pullups der Eingänge durch !
(Bitte Datenblatt von Darlingtons ansehen. zB BD 679)



SG Josef

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

vorneweg:
Wenn du Fragen stellst solltest du auch Antworten aktzeptieren können
die nicht sagen: Alle i.O. sondern Kritik bringen. Du widersprichst
aber ausnamslos jedem meiner Vorschläge. Für mich ist deshalb nach
diesem Posting EOT.

> Die AD-Wandlerversorgung ist konform mit Atmel.
Nein ist sie nicht. Siehe angehängten Datenblattausschnitt.

> Die Darlingtons schalten sehr wohl mit den Pullups der Eingänge
durch!
Die Pull-Ups sind im Reset nicht aktiv. Bitte Datenblatt vom AVR
lesen.

Was die Platzierung der Snubber (mit b_ nicht mit _p) angeht mußt du
das selber wissen.

Matthias

Autor: Josef (Gast)
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Bin zum Widerspruch erzogen worden ;-) Ausserdem habe ich dir schon
Recht gegeben. Aber dies ist ein Diskussionsforum und keine
Online-Lehrveranstaltung einer Fh oder Uni wo nur der Prof. die einzige
Wahrheit ist. In Amerika laufen genug ferngesteuerte Jasager herum wie
die jetzige Wahl beweist.
Trotzdem Danke für die Kritik und sei nicht allzu beleidigt...

SG Josef

Autor: ---- (Gast)
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na dann mal auch noch mein Senf:

zu 1.) Serienwiderstand theoretisch "angebracht" - praktisch unnötig,
da hier keine hohen Ströme fliessen, die den Taster (sei er noch so
schlecht) wirklich beeindrucken können.
-> 1:0 für Josef. ;-)

zu 2.) LC statt RC wird empfohlen -> 1:1

zu 3.) Snubber parallel zum Verbraucher (afair)! Denn da entsteht ja
die Energie beim Abschalten, bzw. da kommt sie her, oder? -> keine
Punkte

zu 4.) (ich) keine Ahnung - keine Punkte ;)

zu 5.) hochohmig bedeutet doch, daß da jede Störung die Dinger
einschalten läßt, oder? Lösung wäre pulldown bzw. pullup (hab den
Überblick bei euren pnp/npns verloren), dann passiert auch im Reset
garantiert nix. -> keine Punkte, da Thema für Punk5 zwischendrin
gewechselt wurde...

-> klares Unentschieden... ;)

PS: Bitte nicht ganz ernst nehmen.

----, (QuadDash).

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

@Josef
Ich muß mich jetzt doch nochmal äußern. Ich hab wirklich nichts gegen
Widerspruch. Wenn der Widerspruch aber von jemandem kommt der
offensichtlich gewisse Lücken im Bereich der einfachen E-Technik hat
und dann so Sprüche kommen wie "bei mir gehts aber" usw. dann werd
ich doch etwas säuerlich. Wenn dann noch völlig falsche Tatsachen hier
eingestellt werden (Beschaltung AVcc mit 1k Vorwiderstand) und
wiederholt behauptet werden trotz Hinweis auf das Gegenteil kann ich
auch mal richtig sauer werden. Ich nehme mir die Zeit dir zu helfen und
du behauptest, offensichtlich ohne meinen Tip auf Korrektheit zu prüfen,
das Gegenteil.

Auch ich mache Fehler. Sogar haufenweise und bestimmt soviel wie jeder
andere auch. Wenn mich jemand aber auf einen vermeintlichen Fehler
hinweist prüfe ich den Sachverhalt erstmal bevor ich Kontra gebe. Das
hast du (insbesondere bei der Geschichte mit AVcc) nicht getan. Und
genau das hat mich am meisten geärgert.

Weiterer Punkt PNP-Transistoren: Wenn du dir mal vor Augen führst wie
die Potenziale liegen, und wie so ein Transistor aufgebaut ist, wirst
du sehen das ab einer bestimmten Spannung (je nach Transistortyp
zwischen 6V und 7V) am Emitter des PNP, ein Strom über die EB-Diode des
PNP und die Eingangsschutzdiode des AVR, nach Vcc des Controllers
fließt. Das willst du auf keinen Fall haben. Ist dieser Strom nämlich
groß genug bzw. die Stromaufnahem deiner Schaltung gering genug hebt
dieser Strom die Versorgungsspannung des AVR an und was dann passiert
kannst du dir wohl selber ausmalen :-)

@----
Eine Störung wird auch NPN-Transistoren nicht einschalten können da
dazu ein gewisser Strom nötig ist. Bipolare Transistoren sind
stromgesteuert. Die paar Elektronen die eine evtl. Störung von außen da
reindrücken kann interessieren den Transistor herzlich wenig. Ein PNP
wäre im übrigen vom gleichen Problem betroffen.

Was den Resettaster angeht: Ob nun 1000µF oder 100n. Die Stromspitze
bleibt die gleich. Die Energie ist allerdings geringer. Es ist aber
einfach unsauberes Schaltungsdesign auch wenns in 99% der Fälle nicht
zu Fehlern führt. Wenn schon der Serienwiderstand gespart werden soll
kann man auch gleich auf den Kondensator verzichten. Power-On und
Brown-Out-Reset macht der AVR eh intern und zuverlässig. Pull-Up reicht
also im Allgemeinen.

Snubber kommt parallel zu den Relaiskontakten. Siehe auch
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

Matthias

Autor: Matthias Friedrich (Gast)
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Hi,

die Schaltung sieht meiner Meinung nach recht gut aus, wobei ich als
Human-Interface einen Drehgeber mit Grafik-LCD bevorzugen würde, aber
das ist Geschmacksache.
Allerdings hätte ich doch noch ein paar Vorschläge zum Einsatz in
Schaltschränken, o.ä.
Wir entwicklen Steuerungen für Industrie-Anlagen und dort hat die
fehlerfreie Funktion in rauhem Umfeld Priorität 1. Deshalb hier ein
paar Vorschläge, die allerdings nur für Dich interessant sind, wenn Du
das Gerät wirlich mal im Schaltschrank einsetzen willst.

- Das Layout ist EMV-technisch eine Katastrophe. Gerade der Teil mit
den Opto-Eingängen oder den Relais-Ausgängen muss auch räumlich
voneinander getrennt und durch Masseflächen abgesichert werden. Ich
denke eine 4-lagige Platine ist auf jeden Fall notwendig.

- Der DC-DC-Wandler ist bei dieser Eingangsbeschaltung Pflicht.
Ansonsten müsste ein guter Eingangsfilter her.

- Ich bin mir nicht sicher, wo auf der Platine die Relais sitzen sollen
und welche Leistung Du damit schalten willst, aber ich glaube nicht,
dass Du die Sicherheitsabstände einhälst. Die Transistoraunge sind
wegen der möglichen Störeinkopplungen nicht zu empfehlen.

- Normalerweise sichert man jedes IC mit einer Kombination aus
Ferrite-Bread und C ab, auch so Sachen wie RS485 oder RTC. Die
Analogspannung für den AT natürlich extra.

- Displays sind in der Regel besonders empfindlich auf Bursts, deswegen
würde ich besonders schützen oder dafür sorgen, dass ich es wieder in
einen gesicherten Zustand bekomme, wenn es abstürzt (ja, das gibts!).
Dafür würde ich die RESET-Leitung an den Controller anschließen.

- Offene oder hochohmige Pins sind Dein Feind. Auf keinen Fall Ein-
oder Ausgänge offen lassen (beispielsweise am LCD !)

- Eine RC-Kombi am RESET-Eingang ist nicht gut. Da gehört ein richtiger
Reset-Controller hin. Der ist klein, kostet nicht die Welt, und
verbessert die Stabilität ungemein.


Die EMV-Problematik lässt sich leider nicht genau wissenschaftlich
erfassen und ist hauptsächlich durch Erfahrung und Probieren in den
Griff zu bekommen. Aber man kann diesem Thema nicht genug
Aufmerksamkeit widmen!!!!

Willst Du die EN 60730 einhalten, was für den Einsatz im Hausnetz oder
als SPS durchaus notwendig ist, dann müssen noch ein paar weitere
Forderungen erfüllt werden, wie beispielsweise Überbrückung von kurzen
Netzausfällen oder Anforderungen der elektrischen Sicherheit.


Gruß,
Matthias

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Die Diskussion erinnert mich ein wenig an das "Amateurlaborbuch" von
Hagen Jakubasck, der da auch die eine oder andere Schaltung zerpflückt
(offensichtlich empirisch gefunden Dimensionierungen, "bei mir
funktioniert es bestens" und sowas).

Gruß
Ingo

Autor: ---- (Gast)
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@Matwei:
> Die paar Elektronen die eine evtl. Störung von außen da
reindrücken kann interessieren den Transistor herzlich wenig.

Ok, akzeptiert.

> Wenn schon der Serienwiderstand gespart werden soll
kann man auch gleich auf den Kondensator verzichten.

Ack.

> Snubber kommt parallel zu den Relaiskontakten. Siehe auch
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

Gegenlink... (von MaWin) und da er sich da nicht sofort ersichtlich
ausdrückt, kommentiert Rolf Rombach die Sache später nochmal. Auf
diesen Thread habe ich mich mit meiner Aussage (Snubber über die Last)
bezogen. Was stimmt jetzt?
http://groups.google.de/groups?hl=de&lr=&frame=rig...

----, (QuadDash).

Autor: Josef (Gast)
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Danke Matthias Sturm , Matthias und den Anderen. Gute, konstruktive
Kritik.

Resetkontroller: Internes Brown Out nicht genug ? Was tut diese AVR
Funktion wirklich. Im Praxistest tut sie nicht das, was ich mir von ihr
versprach, nämlich den Controller bei der eingest. Spannung sicher zu
resetten. Hat jemand Erfahrung damit ?

Die Relaise könnten theoretisch 220 V /6 A schalten, das ich aber nicht
vorhabe.

4-lagige Platinen sind leider sehr viel teurer. Wie sollte man
bei 4-lagigen Boards in diesem Fall vorgehen ?
Welche Designregeln gibt es hier ?




SJ Josef

Autor: Michael (Gast)
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Was mich hier so ein bischen irritiert, ist der Bereich Relais und
Snubber. Ich würde antiparallel zur Relais*spule* eine Diode setzen und
dann erst über Snubber oder nicht nachdenken.
Michael

Autor: OldBug (Gast)
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Die Freilaufdiode ist doch da...
Und Snubber-Network kommt nicht an die Spule, sondern an die
Schaltkontakte (Abreissfunke etc. pp.).

Autor: Thorsten (Gast)
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Sind teilweise die Restringe der Pads nicht bisschen klein oder täuscht
das jetzt nur ?

Autor: Matthias Friedrich (Gast)
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"4-lagige Platinen sind leider sehr viel teurer. Wie sollte man
bei 4-lagigen Boards in diesem Fall vorgehen ?
Welche Designregeln gibt es hier ?"

Das kommt auf die Stückzahl an. Ab einer bestimmten Stückzahl macht das
nur noch recht wenig aus.
Normalerweise hat man bei 4-lagigen Boards die 2 Innenlagen als
Versorgungslagen, die auch möglichst wenig unterbrochen sein sollten.
Durch die einfachere Entflechtung bleibt dann idealerweise auch noch
Platz für Masseflächen auf den Aussenlagen.

Autor: ---- (Gast)
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Ich zitier jetzt mal quer durch die Weiten des Internets:
Rolf Rombach schrieb (Link siehe meinen letzten Beitrag):
--------------------------->8 ----------------
Wie Mawin schon schrieb, es ist sinnvoller, das RC Glied (und ev VDR)
parallel zum Verbraucher zu schalten. Das ist letztendlich auch für die
Relaiskontakte äquivalent. Bei Störproblemen könnte ein X Kondensator
bei der Netzzuleitung was helfen.
---------------------------8< ----------------

@Oldbug: Du wiederholst nochmal die oben geäußerte Meinung - leider
ohne genauere Begründung. Damit kann ich das leider nur in meiner
'Statistik' verbuchen... :)

Kann niemand das Geheimnis um die korrekte Lage des Snubbers
begründen?

Danke,
----, (QuadDash).

Autor: Jens (Gast)
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Ein Snubber bzw. ein Entstörglied gehört so nahe wie möglich an die
Störquelle, in diesem Falle also an die Relaiskontakte.

Fertig.

Autor: OldBug (Gast)
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Genau!
Der "Funke" (bei FETs natürlich nicht wirklich ein Funke, aber die
Störspitzen entstehen auch da!) entstehen ja erst durch das abfallen
des Relais, also durch den kleinen Luftspalt beim auseinanderklappen
der Kontakte.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Ingo,

"Die Diskussion erinnert mich ein wenig an das "Amateurlaborbuch"
von
Hagen Jakubasck,"


Ja, der gute alte Hagen. Dessen Schaltungen waren geradezu berüchtigt
dafür, daß sie nie funktionierten. Der hatte wirklich alles emphirisch
ermittelt. Was ich damals geflucht hatte und wieviel teure
Germaniumtransistoren in Rauch aufgegangen waren.

Der Trick war, man durfte nur das Prinzip übernehmen. Störsicher
machen, Arbeitspunkt stabilisieren usw. mußte man selber noch
hinzufügen. Dann waren seine Ideen gar nicht so schlecht und obendrein
hatte man was gelernt.


Peter

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