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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltplan zeichnen


Autor: Matthias Taube (mati123)
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Hi,

ich bin noch recht neu in der AVR-Programmierung und habe mir zu 
Übungszwecken eine kleine Platine erstellt, welche am ISP-Stecker einer 
AVR-Schaltung eine Debug-Ausgabe auf einem LCD ermöglicht.

Ein Versuch der Dokumentation (mittels Fritzing) ist zwar gelungen 
(Anlage), sieht aber nach meinem Geschmack im Vergleich zu anderen 
Schaltplänen ziemlich wüst aus. Vielleicht mache ich ja systematisch bei 
der Erstellung der Zeichnung einen Fehler.

Bisher ist meine Vorgehensweise (in Anlehnung an die Anleitungen hier 
auf der Webseite) die Bauteile von links nach rechts in Eingabe - 
Verarbeitung - Ausgabe zu sortieren und dann von der Eingabe anfangend 
die Leitungen zu zeichnen.

Für Hinweise zur Verbesserung wäre ich dankbar.
LG
Matthias

Autor: Wolfgang (Gast)
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Matthias T. schrieb:
> Für Hinweise zur Verbesserung wäre ich dankbar.

Ein entscheidender Grund ist, dass das verwendete Symbol für den 74HC595 
in keinerlei Zusammenhang zur Funktion steht. Die Schaltplan wird 
außerdem übersichtlicher, wenn man Busleitungen als Bus zeichnet und 
nicht als Knäuel von einzeln durchgewurschtelten Leitungen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Matthias T. schrieb:
> Vielleicht mache ich ja systematisch bei der Erstellung der Zeichnung
> einen Fehler.
In einem Schaltplan kommen keine IC-Gehäuse vor. Sondern nur 
IC-Funktionen: Eingänge auf der einen Seite,  Ausgänge auf der anderen, 
Stromversorgung gruppiert und Steuersignale ebenfalls gruppiert.

Und dann gibt es noch extra Versorgungssymbole, so dass man nicht mit 
den Leitungen "Labyrinth" spielen muss.

> im Vergleich zu anderen Schaltplänen wüst
Einsicht ist der erste Schritt. Aber sieh doch selber mal nach, was 
andere Pläne so schön "lesbar" macht.
Denn eines ist klar: wie ein Erstklässler aus seinem Gekritzel eine 
lesbare Schrift machen und dafür üben muss, so wirst auch du aus diesem 
Gekritzel mit Übung mal einen schönen lesbaren Schaltplan hinbekommen... 
;-)

Autor: MaWin (Gast)
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Matthias T. schrieb:
> sieht aber nach meinem Geschmack im Vergleich zu anderen Schaltplänen
> ziemlich wüst aus.

Der Schaltplan ist besser als das, was hier einige als Haufen einzelner 
Bauteile mit Namen sratt Leitungen abliefern.

Normalerweise erfindet man aber für IC1 ein Symbol dessen 8 Ausgänge 
rechts und 3 Eingänge links sind, dann gibts weniger Verhedderei. Geht 
halt bei Fritzing nicht.

Wolfgang schrieb:
> Die Schaltplan wird außerdem übersichtlicher, wenn man Busleitungen als
> Bus zeichnet

Natürlich nicht, spätestens wenn nicht nur 4 Drähte D4,D5,D6,D7 zum LCD 
zusammengefasst werden sondern RW und E und RS auch noch, wird das 
ebenfalls zum Wortsuchspiel.

Autor: einfügen (Gast)
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Zu mehr als den schwachsinnigen Breadboardverdrahtungszeichungen scheint 
Fritzing kaum geeignet zu sein...

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Ordnung hängt nicht mit den Symbolen zusammen.

Die blauen Leitungen links gehen nach rechts, die grünen Leitungen 
rechts gehen nach links.

Wenn Du das IC1 schon so darstellen möchtest, wie auf dem Plan, dann 
dreh es doch einfach um 180°.


Gruß

Jobst

Autor: Dr. Google (Gast)
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am computer tippen hat eine menge nachteile.
-> papier und bleistift, wenns passt einhacken.

Autor: Wolfgang (Gast)
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MaWin schrieb:
> Natürlich nicht, spätestens wenn nicht nur 4 Drähte D4,D5,D6,D7 zum LCD
> zusammengefasst werden sondern RW und E und RS auch noch, wird das
> ebenfalls zum Wortsuchspiel.

Wer sagt denn, dass fast die komplette LCD-Verdrahtung in einen Bus 
soll. Für das Auge ist es immer noch einfacher und damit 
übersichtlicher, eine einzelne Busleitung im Verlauf zu überblicken, die 
sich an den Enden sauber an einen Stecker/µC-Port oder sonstwas legt, 
als 4 getrennte, wild verwinkelte und durch den verfügbaren Platz 
"gerouteten" Einzellinien zu verfolgen.

Beitrag #4860289 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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MaWin schrieb:
> Normalerweise erfindet man aber für IC1 ein Symbol dessen 8 Ausgänge
> rechts und 3 Eingänge links sind, dann gibts weniger Verhedderei. Geht
> halt bei Fritzing nicht.
Offenbar schon:
https://learn.sparkfun.com/tutorials/make-your-own...

Aber insgesamt scheint mir das Ding eher wie eine Schreibhilfe für die 
Grundschule. Und das Ergebnis sieht dann eben auch aus wie aus der 
Grundschule...

Autor: Theor (Gast)
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@ Matthias Traube

Ich empfinde Deinen Schaltplan, so wie Du, als "wüst". :-)

Das Problem bei einer Diskussion darüber ist, dass es durchaus mehrere 
Ansätze gibt, so einen Schaltplan "ordentlich" zu machen, die sich in 
manchen Fällen auch widersprechen.

Aber es könnte doch helfen, zu versuchen, einmal den Eindruck "wüst" 
etwas zu konkretisieren, damit sich wenigstens teilweise, Diskussionen 
über Unterschiede der "Geschmäcker" erübrigen.

Wenn ich das mal versuchen sollte würde ich etwa folgendes konstatieren:

Das Ganze stellt sich mir auf den ersten Blick als ungeordnetes 
Durcheinander dar. Ich sehe allerdings den Versuch durch Farbe eine 
Struktur anzudeuten, was auch zu einem gewissen Grad gelingt und an sich 
lobenswert ist. Aber: Farbe ist zum einen nicht "üblich", schon weil 
Fotokopieen und Ausdrucke in der Regel in Schwarz-Weiß erfolgen.

Dennoch ist der Ansatz der Gruppierung, der darin liegt, durchaus 
zweckmäßig. Man kann ihn aber, recht einfach, auch graphisch erreichen, 
und zwar wie folgt:

1. Verbindungen gruppieren und grafisch absetzen.
Hier ist dazu der sogenannte "Bus" erwähnt worden. Das ist ein Mittel, 
das man wählen kann.
Es gibt aber noch eine weitere Möglichkeit, die sich dann anbietet, wenn 
man vor der Frage steht, ob auch schon zwei oder vier Verbindungen zu 
einem Bus zusammengesetzt werden sollten oder nicht. Denn prinzipiell 
gibt es da keine Untergrenze.
Mal abgesehen davon, würde ich, nur zu Übungszwecken, empfehlen vorerst 
auf einen Bus zu verzichten.
Diese weitere Möglichkeit ist, die Menge an Verbindungen durch eine 
weiße Fläche von anderen Verbindungen abzusetzen. Sie braucht nur Breite 
zu haben, die dem doppelten Abstand entsprechen, den Deine Verbindungen 
im Moment haben.
Diese Flächen grenzen dann visuell eine Untereinheit ab, die leicht als 
solche zu erkennen ist. Auf diese Weise könnte man auch bei der hier 
vorliegenden Anzahl der Verbindungen ohne Bus auskommen, ohne das die 
visuelle Erscheinung darunter leidet.
Anwendbar ist das hier auf das Schieberegister in der Lage, die Du 
gewählt hast. Zusätzlich und sehr beachtenswert ist aber auch der 
Hinweis von Jobst, dass Schieberegister um 180° zu drehen. Damit 
entfallen hier eine ganze Menge von Kreuzungen, wenn sich auch einige 
neue in dem Bereich zwischen J1 und dem Schieberegister ergeben mögen.

2. Verwendung von Symbolen für VCC und Ground
Du hast in Deinem Plan lediglich je ein Symbol für VCC und eines für 
Ground verwendet und davon Verbindungen an jeden einzelnen Punkt 
gezeichnet an dem diese Spannungspegel benötigt werden.
Das ist elektrisch korrekt und liegt für den Anfänger nahe. Ob das nun 
bewusst mit einem ausdrücklichen Grund geschieht oder unbewusst: Der 
wohl häufigste Grund ist, dass physisch fast immer nur ein Anschluss für 
VCC und Ground vorliegt, an den die Batterie oder das Netzteil 
angeschlossen wird und davon die Verbindungen zu allen notwendigen 
Punkten ausgehen.
Man meint nun oft, dass  diese Verbindungen auch im Schaltplan als 
Verbindungen sichtbar sein sollen oder müssen.
Allerdings hat es sich bewährt im Falle von VCC und Ground, gerade nicht 
alle Verbindungen einzuzeichnen sondern die Symbole zu wiederholen; und 
zwar an jedem Bauteil, dass diese Spannungen benötigt. Damit reduziert 
sich die Anzahl der Verbindungen oft dramatisch, da fast jedes Bauteil 
diese Verbindungen benötigt.
Es ist nämlich viel wichtiger schnell zu erkennen, wo genau Vcc und 
Ground anliegen, als die Tatsache, dass alle VCC- bzw. Ground Anschlüsse 
miteinander verbunden sind; das ist nämlich, elektrisch gesehen, ohnehin 
grundsätzlich der Fall.

3. Gruppierung von funktionellen Einheiten
Zu dem LC-Display und dem IC1 gehören funktional bestimmte Gruppen aus 
Widerständen und Kondensatoren. Du hast sie im wesentlichen nahe an den 
jeweiligen Bauteilen angeordnet und das ist gut so.
Im wesentlichen durch die Umstände von Punkt 2. ist aber hier die 
Zuordnung zu den den Bauteilen etwas undeutlich. Zwar tritt das hier 
nicht wirklich in hohem Maße auf, aber für zukünftige Schaltpläne 
solltest Du Dir in diesem Fall mal anschauen wie es wirkt, wenn Du die 
Widerstände (bis auf R2) und Kondensatoren da lässt wo sie sind und, wie 
unter 2. beschrieben, Symbole für Vcc und Ground verwendest. Nicht nur, 
dass die Anzahl der Verbindungen dann vermindert wird; es wird auch 
klarer, wozu diese Widerstände und Kondensatoren gehören.

Autor: Stephan (Gast)
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an den Anschluß LED für die Beleuchtung kommt sicher kein Poti ran. Da 
kannst Du nicht einfach mal so mit einem Porti Heller/ Dunkler machen.

Autor: Matthias Taube (mati123)
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@Theor: Vielen Dank für die intensiven und ausführlichen Hinweise. Ich 
werde mal sehen, wie ich das umsetzen kann und mit einem neuen Versuch 
kommen.

zu den anderen Hinweisen -

Nutzung von Fritzing: Mir ist bekannt, dass dies umstritten ist. 
Allerdings war Eagle unter Debian-Linux nicht installierbar und die 
Windows-Version nicht kostenfrei (bzw. mit zuvielen Einschränkungen). 
Testweise habe ich noch Target3001 in der kostenfreien Conrad-Version 
ausprobiert.
Wenn man nur in der Schaltplan-Ansicht arbeitet, fand ich keine so 
großen Unterschiede im Ergebnis zwischen Target3001 und Fritzing.

Zeichnung des IC 74HC595: Ich habe in Büchern beide Arten von 
Bauteilsymbolen gesehen, die Standard-IC Ansicht mit allen Pin am 
physikalischen Ort wie auch die nach Funktionen gruppierte Anordnung der 
Pin (in Target 3001 fehlen sogar GND und VCC, beim nachträglichen 
importieren über "Reste von Bauteilen" liegen die außerhalb des IC). 
Beim Nachbauen einer Schaltung auf der Lochrasterplatine finde ich 
jedenfalls die physikalische Ansicht wesentlich einfacher und es ist 
auch sichergestellt, das man nichts vergisst.

Gruppierung von Leitungen zu einem Bus: Probiere ich mal aus. Ich 
fürchte aber, dass es zumindest das Nachbauen der Schaltung auf der 
Lochrasterplatine schwieriger wird - das Verstehen der Schaltung aber 
dafür einfacher.

Autor: Matthias Taube (mati123)
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Stephan schrieb:
> an den Anschluß LED für die Beleuchtung kommt sicher kein Poti ran. Da
> kannst Du nicht einfach mal so mit einem Porti Heller/ Dunkler machen.

Weshalb?
In meiner Schaltung funktioniert das jedenfalls. Ich habe durch den 
Vorwiderstand sichergestellt, dass der Maximalstrom nicht überschritten 
werden kann.

Autor: Stephan (Gast)
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Matthias T. schrieb:
> Weshalb?
> In meiner Schaltung funktioniert das jedenfalls. Ich habe durch den
> Vorwiderstand sichergestellt, dass der Maximalstrom nicht überschritten
> werden kann.

weil meine Erfahrungen sagen das LCD meist Ströme ab 20mA benötigen. Oft 
auch 100 mA. Da kommst Du mit 5K Poti nicht hin. Allerdings war ja kein 
Typ angegeben. Wenn es geht , gut.

Beitrag #4860407 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #4860410 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: HildeK (Gast)
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Matthias T. schrieb:
> Ein Versuch der Dokumentation (mittels Fritzing) ist zwar gelungen
> (Anlage), sieht aber nach meinem Geschmack im Vergleich zu anderen
> Schaltplänen ziemlich wüst aus.

Ja, leider :-).

Wenn du z.B. für den HC595 eines der üblichen Symbole nimmst (s. 
Anhang), vereinfacht sich schon vieles. Und, man kann auch erkennen, 
welche Funktion der Baustein und die Pins haben, was für die Lesbarkeit 
des Plans enorm wichtig ist. Dein Plan ist nur ein Verdrahtungsplan, 
kein Schaltplan!

Die Steckerpins von J1 könnten ein wenig weiter oben sitzen und müssen 
auch nicht äquidistante Pins haben. Damit werden die Knicke in den 
grünen Leitungen verschwinden.

Die roten VCC-Linien um C1 kann man deutlich einfacher zeichnen oder 
noch besser, Symbole für VCC und GND verwenden und deren Linien einfach 
weglassen.

Bei ICs werden auch häufig die Versorgungspins an getrennter Stelle 
gezeichnet, die müssen nicht unbedingt am Symbol direkt hängen. Auch 
sollte man größere ICs oder ICs mit mehreren getrennten Funktionen (z.B. 
74xx74 mit zwei FF) auch auf mehrere Symbole aufteilen und diese dann an 
der funktional richtigen Stelle im Plan platzieren.
Das geht schon gar nicht anders, wenn man mal wirklich große ICs auf 
einen Plan bringen muss. Mein größter je verwendeter IC hatte über 1700 
Pins (FPGA), da braucht man u.U. Wochen, bis die Aufteilung sinnvoll 
erledigt ist ...

Autor: Matthias Taube (mati123)
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Stephan schrieb:

> weil meine Erfahrungen sagen das LCD meist Ströme ab 20mA benötigen. Oft
> auch 100 mA. Da kommst Du mit 5K Poti nicht hin. Allerdings war ja kein
> Typ angegeben. Wenn es geht , gut.

Ok, danke. Aber hier beim GE-C1602B-TMI-JT/R sind als max-Current für 
die Beleuchtung 20 mA angegeben, und bei 4,5 - 5,2V Spannung komme ich 
mit dem Poti hin.

Autor: Rochlaster (Gast)
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> Beim Nachbauen einer Schaltung auf der Lochrasterplatine finde ich
> jedenfalls die physikalische Ansicht wesentlich einfacher und es ist
> auch sichergestellt, das man nichts vergisst.

> Gruppierung von Leitungen zu einem Bus: Probiere ich mal aus. Ich
> fürchte aber, dass es zumindest das Nachbauen der Schaltung auf der
> Lochrasterplatine schwieriger wird - das Verstehen der Schaltung aber
> dafür einfacher.

Zu diesen 2 (zwei!) Aspekten:

* das Schema dient dem (einen!) Aspekt, die Logik und Funktion einer 
Schaltung darzustellen, resp. dem Betrachter das Erfassen dieser zu 
erleichtern;

--> hier wird mit Schaltsymbole gezeichnet, auch f. ICs, Pins nach 
Funktion -nicht n. Nummern- gruppiert


* die Sache mit dem Lochraster fällt unter den zweiten (anderer!) Aspekt 
und hat Konstruktion und Auf-/Nachbau im Fokus;

--> hier wird mit Gehäuseformen gezeichnet, Pins nach Nummern geordnet


(für Bastelzwecke vielleicht schon, aber...) Es ist nun nicht sinnvoll 
beide Aspekte in eine einzige Darstellung zu zwängen.
Beim Entwickeln (erstellen, erweitern) der Schaltung ist erstmal der 
eine Aspekt vordergründig.
Beim Produzieren (aufbauen, herstellen) der Andere.

Zudem ist z.B. Lochraster bloss eine Variante: dasselbe Schema kann 
auch als PCB gelayoutet und aufgebaut/produziert werdend. Es wird 
deswegen NICHT das Schema umgezeichnet, sondern eine weitere 
"Konstruktionszeichnung Layout" dazu gemacht.

Egal wie eingeschränkt/"grundschulfreundlich" nun Fritzing ist, es 
bietet dafü eine andere Ansicht (s. die Reiter/Tabs oder wie das in 
Fritzing nun gemacht ist).
Diese bietet eben auch Unterstützung f. Lochstreifen an, d.h. es wird am 
Bildschirm angezeigt welche Pins über welche Streifen verbinden.

Ja, leider braucht es Übung dies mit Fritzing a) hinzubekommen UND b) 
konsistent hinzubekommen. Ich bin mal an einer eifachen Schaltung (2x R, 
2x NPN, 3x LED) fast verzweifelt weil beim "verrutschen mit der Maus" in 
der "Konstruktionsansicht Lochstreifen" dann gleich auch das Schema 
umgewurstelt wird. Es treten dabei so Sachen hervor wie dass Widerstände 
"plötzlich auch" nummerierte Pins haben, was auch im Schema 
berücksichtigt werden muss (erstaunlich, nervig aber nix als logisch 
und konsequent)

Was mir an Fritzings "Lochstreifenansicht" letztlich leider gar nicht 
gefiel: da gibt es nur eine pseudoperspektivisches Bild, wo dann jedes 
Bauteil ein paar Löcher verdeckt und man da nicht sieht ob was ist. Eine 
strikte Draufsicht/Aufrisszeichnung (meinetwegen "Bestückungsdruck") ist 
da als einziges passend, hab ich aber nicht hinbekommen. Ditto auch in 
der Steckbrettansicht. Schade.
Evtl. gibt es hier ja ein Tip dazu...

Autor: Thomas Elger (picalic)
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Hier mal eine Sache im Detail (ohne viel Worte):

Das (linke Seite) besser so zeichnen (rechte Seite)

Autor: Wolfgang (Gast)
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MaWin schrieb:
> Natürlich nicht, spätestens wenn nicht nur 4 Drähte D4,D5,D6,D7 zum LCD
> zusammengefasst werden sondern RW und E und RS auch noch, wird das
> ebenfalls zum Wortsuchspiel.

Viel Spaß beim Suchen.

Ich folge lieber einem einzelnen Bus und kümmere mich erst an den 
Endpunkten ums Auseinanderdröseln anhand der Beschriftung, statt mich 
beim Verfolgen durch den Schaltplan zu verknoten ;-)

Autor: Matthias Taube (mati123)
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Und gleich mit einem Beispiel zu meiner Schaltung.
Das sieht dann doch deutlich besser aus, vielen Dank!

Autor: Joe (Gast)
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R7 = 8.2k
R5 = 1K

R6 = 1k
R8 = 47 Ohm

Autor: MaWin (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Viel Spaß beim Suchen.

Warum, man muss doch die Bauteile nicht so blöd anordnen.

Kaum macht man einen richtigen Schaltplan, schon spart man es sich, 
überall Namen verteilen zu müssen.

Autor: Mampf F. (mampf) Benutzerseite
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Matthias T. schrieb:
> Allerdings war Eagle unter Debian-Linux nicht installierbar und die
> Windows-Version nicht kostenfrei (bzw. mit zuvielen Einschränkungen).

Huh, das würde mich aber stark wundern ... Hatte mit Eagle unter Linux 
noch nie Probleme und ich installier mir das immer mal wieder seit 10 
Jahren ;-)

Bzgl Einschränkungen: Wenn du Eagle noch nicht kannst, lerne gleich 
KiCad und du hast die ganzen Einschränkungen nicht. KiCad ist (primär) 
für Linux :-)

Autor: Thomas Elger (picalic)
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MaWin schrieb:
> Kaum macht man einen richtigen Schaltplan, schon spart man es sich,
> überall Namen verteilen zu müssen.

Jedem Signal ein vernünftiges Label zu verpassen, gehört aber auch zu 
einem  ordentlichen Design-Prozess. Von daher sollte man sich das eher 
an- als abgewöhnen!

Autor: Mampf F. (mampf) Benutzerseite
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IIiiih, das Symbol für den 595er ist ja ultra hässlich ... Sowas 
verwendet doch wirklich niiiiemand (außer die IHK in ihren 
Elektroniker-Abschlussprüfungen)!

Setzt dem TE doch nicht so seltsame Flausen ins Ohr!

Angehängt ein Bild aus dem Datenblatt ... Die linke Variante ist 
deutlich hübscher und übersichtlicher.

: Bearbeitet durch User
Autor: Toxic (Gast)
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einfügen schrieb:
> Zu mehr als den schwachsinnigen Breadboardverdrahtungszeichungen scheint
> Fritzing kaum geeignet zu sein...

Was ist daran schwachsinnig? Sparkfun,Adafruit etc.sind froh sich 
solcher Software bedienen zu duerfen um ihre Produkte fuer die breite 
Masse von interessierten Hobbyelektronikern naeher zu bringen.

Bevor man sich zu solchen Aeusserungen hinreissen laesst,sollte man sich 
erstmal darueber im Klaren sein,wofuer eine bestimmte Software 
entwickelt wurde und welcher Sinn dahinter steckt.

Geh doch mal die Kommentare die zu YouTube Videos gemacht werden  durch 
und du wirst sehen wie gross der Bedarf an solcher Software ist.

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