Uhrenquarz und Kondensatoren

[Tim S. (tommypic)]

Guten Tag,

ich bin gerade dabei einen radiowecker zu basteln. radio ist so ein 
Retrobausatz für 15€, dass dann im ersten schritt erstmal von meinem 
PIC16F886 ein- und ausgeschaltet werden soll. die uhr wird auf 4x 
16-segment anzeigen von kingbright angezeigt. diese werden mit einem 
74hv4543 bcd-7-segment decoder angesteuert und gemultiplext.

pic soll mit internem 8mhz takt laufen. um eine genaue uhr hinzubekommen 
habe ich dieses 32.768khz uhrenquarz:

http://www.reichelt.de/Uhrenquarze-SMD-Gehaeuse/32-768-MS1V-10/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=85041&GROUPID=4005&artnr=32%2C768+MS1V-10

dieses soll an timer 1 angeschlossen werden.
1.frage:
im datenblatt steht timer1 hat einen internen 32.768khz oszillator

aus datenblatt:
"A low-power 32.768 kHz oscillator is built-in between
pins T1OSI (input) and T1OSO (amplifier output). The
oscillator is enabled by setting the T1OSCEN control
bit of the T1CON register. The oscillator will continue to
run during Sleep."

heißt das ich brauch gar kein externes quarz?

2.frage:
das uhrenquarz ist mit 10pF lastkapazität angegeben, damals habe ich 
ohne weiter nachzudenken 2x 10pF-kondensatoren bestellt. jetzt habe ich 
aber hier die formel gefunden:
"C = 2·CL – (CP+CI)

CP: Leiterbahnen bedingte Kapazität
CI: Portbedingte Kapazität
CL: Datenblatt des Quarzes
CP+CI ca. 5pF"

könnte mein quarz trotzdem schwingen? oder benötige ich mindestens 2x 
20pF-kondensatoren?

und ich habe die portbedingte kapazität nicht im datenblatt gefunden. 
kann man diese vernachlässigen? Oder soll ich die 5pF annehmen? dieses 
beispiel wurde allerdings mit einem AVR gerechnet.
einzigste angaben die ich gefunden habe waren:
OSC2-Pin 15pF und alle I/O Pins 50pF. Aber die pins sind ja nicht als 
I/O konfiguriert.

im anhang ist ein bild von meiner vorläufigen schaltung, oben rechts ist 
das quarz, die schaltung müsste ja soweit stimmen?

gruß

tim

[Greg (Gast)]

Bei den Uhrenquarzen muss man aufpassen das die Lastkapazität nicht zu 
hoch ist. Dann gehen die Dinger nach einer gewissen Zeit kaputt. Ich 
würde 10pf einsetzen so wie du das im Schaltplan hast. Ich muss nicht 
erwähnen, dass ein Groundplane und die Kapazitäten dort angeschlossen 
werden müssen ebenso sehr kurze Leitungen vom Quarz zum Controller.
Deine 4 Transistoren liegen am Gate über Widerstände an GND. Ist sicher 
nicht so gewollt. Und, oder es fehlen noch die Netlabels zum Controller.

[Tim S. (tommypic)]

ok danke dann werde ich das mit den 10pF testen.

ja die anschlüsse zum controller sind noch nicht eingezeichnet. die 
widerstände sollen dann beim ausschalten das gate auf masse ziehen. 
(gate kapazität entladen)

[Gаst (Gast)]

Tim Sch. schrieb:
> ja die anschlüsse zum controller sind noch nicht eingezeichnet. die
> widerstände sollen dann beim ausschalten das gate auf masse ziehen.
> (gate kapazität entladen)

Das Gate auf Masse ziehen kann der Controller doch selbst. Wozu die 
Widerstände?

[Tim S. (tommypic)]

hatte das auf sprut.de gelesen 
http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html

aber gerade nochmal aufmerksam durchgelesen, bezieht sich ja nur darauf 
wenn ich ein mosfet mit einem schalter ansteuere.

ok widerstände fliegen wieder raus.

will die IRLZ34N zum schalten verwenden.

im datenblatt ist eine Ciss - Input Capacitance angegeben mit 880pF. ist 
das die Gate-Source-Kapazität?

dann müsste ich ein kleiner widerstand zwischen outpin und gate schalten 
zum schutz für mein pic? oder ist der strom der beim abschalten fließt 
vernachlässigbar?

[Reinhard Kern (Gast)]

Tim Sch. schrieb:
> ok danke dann werde ich das mit den 10pF testen.

Ich verwende bei Uhrenquarzen normalerweise einen Trimmer (5..30pF) 
anstatt C2, um die Frequenz genau einstellen zu können - ohne Abgleich 
sind die Uhrenquarze nicht genau genug für die üblichen Ansprüche an 
eine Uhr, d.h. sie sind deutlich schlechter als eine billige Armbanduhr.

Das setzt allerdings voraus, dass man die Möglichkeit zu einer so 
genauen Frequenzmessung hat, etwa einen Präzisionszähler mit 10^-6 
Genauigkeit. Oder seeehr viel Geduld.

Gruss Reinhard

[Tim S. (tommypic)]

Reinhard Kern schrieb:
> Tim Sch. schrieb:
>> ok danke dann werde ich das mit den 10pF testen.
>
> Ich verwende bei Uhrenquarzen normalerweise einen Trimmer (5..30pF)
> anstatt C2, um die Frequenz genau einstellen zu können - ohne Abgleich
> sind die Uhrenquarze nicht genau genug für die üblichen Ansprüche an
> eine Uhr, d.h. sie sind deutlich schlechter als eine billige Armbanduhr.
>
> Das setzt allerdings voraus, dass man die Möglichkeit zu einer so
> genauen Frequenzmessung hat, etwa einen Präzisionszähler mit 10^-6
> Genauigkeit. Oder seeehr viel Geduld.
>
> Gruss Reinhard


ok danke für den tipp. da ich die mosfets und andere bauteile bestellen 
muss, werd ich dann noch trimmkondensatoren einpacken.

messung wird kein problem sein.

[Gаst (Gast)]

Tim Sch. schrieb:
>
> will die IRLZ34N zum schalten verwenden.

Ziemlich schweres Geschütz für ein paar LEDs. Eine Nummer kleiner (z.B. 
IRLML2502) würde ausreichen und den Controller-Port garantiert nicht 
überlasten.

Apropos Pull-Down-Widerstände: die könnten trotzdem sinnvoll sein, um 
sicherzustellen, daß die FETS sperren, solange der Controller im Reset 
ist (vom Zeitpunkt des Einschaltens bis zur Initialisierung der 
I/O-Ports). Bei der Anwendung ist das aber vermutlich egal.

[Tim S. (tommypic)]

Gаst schrieb:
> Tim Sch. schrieb:
>>
>> will die IRLZ34N zum schalten verwenden.
>
> Ziemlich schweres Geschütz für ein paar LEDs. Eine Nummer kleiner (z.B.
> IRLML2502) würde ausreichen und den Controller-Port garantiert nicht
> überlasten.
>

ist halt leider kein so schönes gehäuse um auf lochraster aufzubauen ;)

[Peter R. (pnu)]

Trimmer bei Uhrenquarz ist unnötig. Der Trimmer kann verschmutzen, 
altern, hat höheren TK usw. Besser ist ein Festkondensator. Die leicht 
falsche Frequenz korrigiert man in der Software und nicht per Trimmer. 
Siehe Beitrag: " die genaue Uhrzeit"

[Rush (Gast)]

Warum nimmst Du Mosfets für die Anodenseite der 7-Segmentanzeigen?
Da tut es ein einfacher NPN-Transistor alle Mal oder ein ULN2803. Mit
dem ULN könntest Du mit den freien Ausgängen noch ein paar Sekundentakt 
LEDs
, einen Buzzer, oder sonst was ansteuern.
Und für den ULN brauchst Du keinerlei Widerstände an den Eingängen.
Den ULN bekommst man heute wirklich nachgeschmissen...

[Winne Z. (rugbywinne)]

Wenn du Netzspannung hast kannst Du die Uhr über die 50Hz "takten".

Anstelle des Trimmers kann man einen Softwareabgleich vornehen.

- Ermittle die Abweichung in 24 h in Sekunden
- Verrechne die Abweichung 1x am Tag

Wenns genauer sein soll mach das auch 1x im Monat.


UPS..
Ich sehe grad du hast ja keine Sekundenanzeige.

[Reinhard Kern (Gast)]

Peter R. schrieb:
> Die leicht
> falsche Frequenz korrigiert man in der Software und nicht per Trimmer.

Winne Z. schrieb:
> - Ermittle die Abweichung in 24 h in Sekunden
> - Verrechne die Abweichung 1x am Tag

Schön und gut, aber ich habe Uhrenbausteine in Stückzahlen von 20..100 
verbaut, da ist ein Anschluss an den Frequenzzähler und Einstellen des 
Trimmers in Minuten erledigt, Winnes Methode möchte ich nicht 50 mal 
nacheinander ausführen müssen. Der Kunde wartet auch nicht solange.

Ausserdem braucht man eine Möglichkeit, den Korrekturwert einzugeben.

Es muss nicht immer alles Quatsch sein, wenn jemand was anders macht.

Gruss Reinhard

[Tim S. (tommypic)]

Rush schrieb:
> Warum nimmst Du Mosfets für die Anodenseite der 7-Segmentanzeigen?
> Da tut es ein einfacher NPN-Transistor alle Mal oder ein ULN2803. Mit
> dem ULN könntest Du mit den freien Ausgängen noch ein paar Sekundentakt
> LEDs
> , einen Buzzer, oder sonst was ansteuern.
> Und für den ULN brauchst Du keinerlei Widerstände an den Eingängen.
> Den ULN bekommst man heute wirklich nachgeschmissen...

ich schalte jeweils die gemeinsame kathode auf masse. sieht im 
schaltplan anderst aus, da eine andere 16-segment-anzeige verwendet 
wird, aber diese war in eagle nicht verfügbar.

daher der komische anschluss, die anzeigen werden vermutlich noch durch 
7-segement-anzeigen ersetzt da ich die 16-segmente nicht benötige.


bei bipolaren tranistoren müsste ich sättigungsspannung beachten, müsste 
meine vorwiderstände neu berechnen etc.. bei einem mosfet mit einem 
rds(on) von 46mOhm und einem strom von max. 100mA kann ich den 
spannungsabfall über dem mosfet vernachlässigen. habe weniger verluste 
etc.

[Wolfgang (Gast)]

Reinhard Kern schrieb:
> Schön und gut, aber ich habe Uhrenbausteine in Stückzahlen von 20..100
> verbaut, da ist ein Anschluss an den Frequenzzähler und Einstellen des
> Trimmers in Minuten erledigt, Winnes Methode möchte ich nicht 50 mal
> nacheinander ausführen müssen.

Wieviel einfacher ist es dann, die Frequenzabweichnung zu messen und 
einen Korrekturwert ins EEPROM zu schreiben.
Beitrag "Die genaue Sekunde / RTC"

[Harald W. (wilhelms)]

> da ist ein Anschluss an den Frequenzzähler und Einstellen des
> Trimmers in Minuten erledigt,

Wenn man einen solchen Zähler hat, kann man auch eine Konstante
innerhalb des µCs passend einstellen. Für mich gilt immer: "Was
man  e i n stellen kann, kann sich auch von allein  v e r stellen."
Das gilt sowohl für Widerstands- als auch für C-Trimmer, deshalb
versuche ich sie in Präzisiosschaltungen zu vermeiden.

Anscheinend wird obige Methode auch in der Industrie verwendet,
denn Trimmer in Uhrenschaltungen sieht man immer seltener.
Gruss
Harald