Blöde Frage für die meisten hier, aber dann bin ich ja genau richtig. Ich möchte gerne eine Schaltung entwerfen, die mir z.B. die Temperatur anzeigt. Ich nehme also einen µC und nen Sensor. Aber wie komme ich zu einen funktionierenden Schaltplan? Ich sehe eure Schaltpläne und entdecke Widerstaende, das versteh ich, aber dann sehe Kondensatoren in den wildesten Anordnungen, und ich weiss einfach nicht, wie man darauf kommt. Vielleicht kann mir jemand mal einen Weg aufzeigen oder Links, Software usw.
schon mal auf dieser Seite ein wenig umgeschaut? http://www.elektronik-kompendium.de/ Gerade wenn es um Grundlagen geht eine gute Adresse!
Ist eigentlich ganz easy: An jeden Pin eines ICs, der das Spannungsversorgungssignal führt, kommt ein Kondensator, typischerweise 100nF. Diese Kondensatoren nennt man Abblockkondensatoren, sie sorgen u.a. dafür, dass Störungen auf der Spannungsversorgung nicht die ICs beeinträchtigen. Dann gibts z.B. noch die Kondensatoren am Quarz des Microcontrollers, sie sind dafür da, dass der Quarz richtig schwingt. Die Kondensator im µF-Bereich am Netzteil sind dafür da, evtl. größere Ströme zu liefern, also quasi eine Art Puffer. Je nach Art der Spannungsversorgung dienen sie auch zum Glätten der Spannung (Bsp. Glättung bei Gleichrichter-Schaltungen). Soviel mal zu den Kondensatoren. Normalerweise hast du in jedem Datenblatt Beispiele, wie die entsprechenden Bauteile angeschlossen bzw. betrieben werden. So siehst du im Controller-Datenblatt, wie der Quarz, der Reset usw. beschalten werden muss, damit du das Ding grundsätzlich zum Leben kriegst. Genauso bei deinem Sensor. Hat er z.B. Open-Collector-Ausgänge, steht im Datenblatt, wie du das Ding dann entsprechend beschalten musst, damit ein Microcontroller mit dem Ding reden kann. So gesehen hast du zwei voneinander völlig unabhängige Schaltungsblöcke, die du miteinander verbinden musst, damit du auf die gewünschte Schaltung kommst --> im Prinzip wie Lego! Möchtest du z.B. die erfassten Daten per serieller Schnittstelle am PC auswerten, musst du den Controller mit dem PC verbinden. Somit hast du einen weiteren Funktionsblock, nämlich die Umsetzung von den Controller-Signalen auf die PC-Signale. Wie gesagt, ist wie Lego, es sind alles Einzelteile, die man unterschiedlich zusammensetzen kann... Um darauf zu kommen, welche Blöcke man benötigt, ist es sinnvoll, sich Gedanken zu machen, was man alles realisieren will. Für deinen Fall wäre das zum Beispiel: - Möchtest du die Daten direkt nach der Erfassung an den PC senden oder möchtest du die Daten erfassen können, ohne dass der PC angeschlossen ist und die Daten später auslesen können? Wenn du die Erfassung ohne PC machen möchtest, ist das Resultat, dass du die Daten speichern musst. Daher ist entweder ein RAM (evtl. batteriegepuffert) oder ein FLASH/EEPROM notwendig, damit die Daten nicht verloren gehen. - Möchtest du die Daten via RS232- oder lieber USB-Schnittstelle auslesen? Bei USB brauchst du andere Bauteile als bei RS232. Du siehst, es sind immer einzelne Blöcke, die das ganze Bild ausmachen. Hoffe das hat geholfen. Ralf
Danke Ralf. Du nimmst mir die Ehrfurcht vor den Kondensatoren! So in etwa wie dein Lego-Beispiel dachte ich mir das auch schon, und das macht ja den Reiz auch aus, etwas zu entwerfen.
Das einzig Spannende ist meist die Verbindung der einzelnen Baugruppen.Da hilft dann das Datenblatt weiter: - Welche Spannungspegel gibt die eine Baugruppe aus? - Welche Pegel benötigen die jeweils ander Gruppe(n)? - welche Ströme können die Ausgänge treiben bzw die Eingänge aufnehmen? Aus den entsprechenden Angaben in den Datenblättern kann man dann auf Reihenwiderstände und eventuell benötigte R/C-Glieder schliessen.Meist ist das Ohmsche Gesetzt der Anfang (z.B für Serienwiderstände zur Strombegrenzung).Für andere Sachen gibt es Standart-Beschaltungen die z.b in Application Notes der Hersteller gezeigt werden. Wenn dann die Schaltung fertig ist,empfehlen sich noch einmal eventuell Blockkondensatoren an der Spannungsversorgung und Ferrite für die Datenleitungen die herausgeführt werden.
Hallo, nur als Ergänzung: die 100n an den ICs sollen nicht die ICs vor Störungen auf der Versorgungsspannung schützen, sondern die Versorgungsspannung vor Störungen durch das IC, deshalb Stützkondensatoren genannt. Der Hintergrund ist einfach: wenn ein Logik-IC schaltet, entstehen sehr kurze Stromspitzen, die die Spannung zum Einbrechen bringen können und das IC sowie andere Schaltungsteile stören können. Genau diese Stromspitzen muß der 100n liefern. Ein Elko ist dafür zu langsam, selbst ein paar cm Zuleitung stören durch ihre Induktivität. Die Impulse liegen im ns-Bereich, schließlich schaltet ein AVR ja mit seiner Taktfrequenz, bei 16MHz also alle 62,5ns ein Taktzyklus. Das ist eine Umschaltung alle 31,25ns, wenn die internen Abläufe klappen sollen, also vermutlich mit Anstiegszeiten im 5ns-Bereich. Genau diese Impulse liefert der 100n, er hat dann den Rest Zeit, sich wieder aufzuladen. Gruß aus Berlin Michael
Hallo Rallywoman, "Ich nehme also einen µC und nen Sensor. Aber wie komme ich zu einen funktionierenden Schaltplan? Ich sehe eure Schaltpläne und entdecke Widerstaende, das versteh ich, aber dann sehe Kondensatoren in den wildesten Anordnungen, und ich weiss einfach nicht, wie man darauf kommt." Also ich weiß natürlich nicht, wie es um Deine elektrotechnischen Kenntnisse bestellt ist. Aber zunächst sollte das Wissen aufgebaut sein, welches Bauteil (R,L,C ...) welche Eigenschaften hat und was welche Anordung bewirkt. So zum Beispiel: L ist strombeharrend, die Spannung daran kann sich sprunghaft ändern, C ist spannungsbeharrend, der Strom kann sich sprunhaft ändern. Kurzum - man - und auch frau - braucht gewisse Grundlagen. Wennn da ein gewisser Grundstock vorhanden ist, dann weiß man im Laufe der Zeit auch, wie man eine Schaltung angeht. Du willst ja eine Temperatur mit einem Controller messen. Also muß erst mal alles für den Controller vorhanden sein (Spannungsversorgung, Blockkondensatoren, evtl. Quarz,. Der Temperaturfühler benötigt einen Spannungsteiler (R) oder eine Stromquelle (Transistorschaltung), um ein auswertbares Signal für den Controller zu bekommen. Dieses Signal wird evtl. noch mit einem Kondensator gegen Störungen geschützt. Und so kommt man halt letztendlich zum Ziel. Aber wie gesagt: Zuerst Wissen aufbauen (Bücher, Appl.-Notes ....), oder hier fragen. Gruß Wolfgang -- www.ibweinmann.de Brushless Development Kit
hallo dieses thema finde ich sehr interessant da ich derzeit damit auch zu kämpfen habe. meiner meinung nach habe ich schon einiges an grundlagen was jeder einzelne bauteil macht jedoch weiß ich auch nicht wann und wie es notwendig ist diesen bauteil einzusetzen. was mich jedoch auch noch bisschen verwirrt,wolfgang du hast gesagt dass sich bei der spule die spannung und beim kondensator der strom sprunghaft ändern kann. ist das nicht egal weil spannung und strom sind ja proportional zueinander. mfg
Ja das verstehe ich auch nicht. Dachte je höher die Frequenz desto besser leitet C, L dafür um so schlechter. deshalb kann man z.B. L zum Glätten von Gleichspannung in Reihe der Leitung benutzen, C dagegen parallel geschaltet (schließt hochfreq. Spannungsspitzen kurz). Deinen Satz verstehe ich jedoch nicht so ganz.
Mal langsam und schnüffel z.B. mal hier http://www.elektronik-kompendium.de/ Nimm mal eine gaaanz einfache Schaltung, z.B. eine LED die an 5 Volt angeschlossen ist, und versuche zu Verstehen warum jemand noch 4 Cent für einen scheinbar unnötigen Widerstand ausgibt. Lerne doch mal zu berechnen, warum bei gleicher Spannung und bei gleichem LED-Strom die Widerstände unterschiedlich ausfallen. (das kleine 1x1).Jaa, da muß man in Datenblätter schauen, das ist das Wichtigste nach der Projekt-Idee. Du wirst dann erkennen, das Elektroniker auch nur mit Wasser kochen, aber ein Sprung gleich ins tiefe Wasser wird dich absaufen lassen.
Hallo, "was mich jedoch auch noch bisschen verwirrt,wolfgang du hast gesagt dass sich bei der spule die spannung und beim kondensator der strom sprunghaft ändern kann. ist das nicht egal weil spannung und strom sind ja proportional zueinander." Das gilt aber nur für einen ohmschen Widerstand mit dem Ohmschen Gesetz: U=R*I Das sagt aus, daß Strom und Spannung proportional sind. Bei C und L gilt das nicht. Beispiel: ein Pufferkondensator lädt sich auf die Versorgungsspannung auf. am Anfang fließt ein großer Strom, aber wenn er die die Spannung am Kondensator die Versorgungsspannung erreicht hat ist I = 0. Es fließt nichts mehr. Genauso ist das mit der Spule und dem Strom: Wenn eine L einen stationären Endstrom erreicht hat, ist der Spannungsabfall uL = 0. Bei Spule und Kondensator beschreiben eigentlich Differentialgleichungen den Zusammenhang von Strom und Spannung uc = (1/C)* Integral(iC(t) * dt)), das entspr. uc = (1/C)*Q abgeleitet ergibt das iC(t) = C* du/dt = C * delta u/ delta t und bei L: uL = L * di/dt = L * delta i/delta t integriert ergibt das 1/L * integral(uL * dt) = i hoffe, daß ich jetzt am Bildschirm alles so richtig überblicke. Das Beispiel von vorhin: Wenn der Kondensator aufgeladen ist (uC ändert sich nicht mehr -> du = 0) ist der Strom = 0: iC = C * du/dt = C * 0/dt = 0 "Ja das verstehe ich auch nicht. Dachte je höher die Frequenz desto besser leitet C, L dafür um so schlechter. deshalb kann man z.B. L zum Glätten von Gleichspannung in Reihe der Leitung benutzen, C dagegen parallel geschaltet (schließt hochfreq. Spannungsspitzen kurz)." das ist kein Widerspruch. das kommt von der komplexen Rechnung für Wechselspannungen. Komplex betrachtet, sind L und C komplexe Widerstände Z Zc = 1/(j*omega*C) und ZL = j*omega*L Aber das sind komplexe Widerstände und das besagt, daß sinusförmige Größen vorliegen müssen. Dann wird der komplexe Widerstand Zc betragsmäßig! mit zunehmender frequenz kleiner (j*omega*C wird im Nenner immer größer) und ZL wird immer größer (j omega L im Zähler wird größer), da omega = 2*pi*f Gruß Wolfgang -- www.ibweinmann.de Brushless Development Kit
hallo, @jörn wenn deine nachricht für mich war, verstehe ich nicht ganz was du damit sagen willst. "Wenn eine L einen stationären Endstrom erreicht hat, ist der Spannungsabfall uL = 0 Wenn der Kondensator aufgeladen ist (uC ändert sich nicht mehr -> du = 0) ist der Strom = 0:" Damit eine schaltung funktioniert muss ja spannung und strom vorhanden sein, wenn ich mich nicht täusche. was nützt es mir also wenn eins vorhanden ist und das andere nicht? und speziell, bei was benötige ich aufgeladenen strom und bei was aufgeladene spannung. es war ja auch die rede von spitzenspannung und spitzenstrom, was hat das für einen sinn mfg
@eros: im falle einer statischen schaltung (reiner DC) machen komplexe elemente wenig sinn. nur in der praxis ist solch ein 'reines' system nicht zu machen. man hat immer störeinflüsse durch wechselsignale (störspitzen, etc). und da kommen die komplexen bt's ins spiel. eine solche 'störung' z.b. besteht idr aus vielen sinus- und cosinusförmigen 'teilfrequenzen' (vgl fourier, spektrum)...und die bt's verhalten sich dementsprechend - das ist nur ein bespiel zur veranschaulichung. und was wolfgang mit 'd u' meint, ist die änderung in abhängigkeit von der zeit. beträgt d u = 0, dann ändert sich nix mehr....weder am strom noch an der spannung (bei einem bt). dein nachgefragter sinn: sinn macht das ganze vor allem in filtersystemen. filtersysteme sind eigentlich alle realen systeme. dabei muss aber auch beachtet werden, dass sich nicht nur spannung oder strom in der amplitude, sondern auch in der phase ändern. damit lassen sich faszinierende systeme bauen, auch wenn zu beginn ein widerspruch zwischen strom und spannung zu herschen scheint (!!!) . ein tipp: kauf dir ein buch wenn es dich interessiert. ich empfehe dir den 'gerd hagmann' (aula verlag??). wenn du dort soweit sattelfest bist würde ich dir empfehlen, weiter in die hochfrequenztechnik zu gehen - da kann man dann prima das angeeignete 'werkzeug', welches du dir mit dem hagmann angeeignet hast, anwenden. wenn du die komplexe rechnung beherschst, wird dir alles sofort klar. danach kannste ja mit differentialen und laplace weiter machen. ; ) pumpkin
Hallo, @Wolfgang: Dein erster Beitrag findet meine volle Zustimmung, Dein zweiter erschlägt Anfänger mit Formeln. ;) Als Ergänzung zum ersten Beitrag vielleicht noch folgendes: lernt Datenblätter zu lesen. Die sind eigentlich immer in englisch, wer da also Probleme hat, sollte zumindest die Grundbegriffe erlernen, man merkt schnell, daß die sich immer wiederfinden lassen. In den Datenblättern findet man meist auch Applicationen, die zeigen wie ein bestimmtes IC grundsätzlich beschaltet wird, damit es funktioniert. Das ist ein wichtiger Teil des Baukastens. Lernt Taktdiagramme zu lesen. An einem Microkontroller steht man eigentlich immer vor der Aufgabe, eine Signalfolge mit der Software zu erzeugen, die das Bauteil laut Hersteller erwartet. Wenn ihr anfangt, nehmt bestimmte Dinge als Gegeben hin, wenn es der Hersteller so will und verlasst Euch nicht darauf, daß es zufällig auch anders geht. Beispiel: an einen 7805 gehören dicht am IC 2x100n. Hinter einen Regler gehört nur dann ein großer Elko, wenn es der Hersteller ausdrücklich bei diesem IC-Typ fordert -> Datenblatt. An ein IC in einer Schaltung gehört dicht an den Spannungsanschlüssen ein 100n. Die Begründungen dafür sind zu finden, wenn man sich dafür interessiert, wichtig ist aber, es vorerst so zu machen. Ich schreibe das hier nur so, weil ich den Eindruck habe, daß das Lesen von Datenblättern für viele gerade am Anfang sehr problematisch ist und damit ganz gelassen wird. Das rächt sich spätestens dann, wenn man etwas machen will, wo es keine fertige Vorlage gibt oder wenn etwas einfach nicht funktionieren soll. Gruß aus Berlin Michael
michael, du hast recht. aber in datenblätter findet man nicht wirklich antwort auf fragen. und was wäre das für ein hobby, wenn man nur das macht, was in datenblättern steht, ohne zu verstehen warum das so ist wie es beschrieben wird. eher trostlos. grüße aus berlin nach berlin pumpkin
@eros no, der war für Rally Woman. Die Frage war doch: "Wie entwirft man eine Schaltung". Wenn jemand so fragt, dann hat er IMHO 0 Ahnung und sollte sich mal mit Grundlagen befassen. Später lernt man dann, warum hier noch ein Kondersator und dort eine Spule eingefügt wird und wie man den Kram berechnet. Einem Neuling in Microcontrollern gibt man doch auch erst mal den altbekannten Rat: "Bring mal eine LED zum Blinken". Ich habe auch bewußt den Hinweis mit den Datenblättern eingebaut.Die Dinger sind unabdingbar, aber, wie du in manchen theads sicher schon gesehen hast, werden etliche Fragen zu einem IC gestellt, die ein Blick ins Datenblatt sofort beantwortet hätte. Gruß Jörn
Hallo, auch wenn mein zweiter Beitrag vewrwirrend war - das sind die eigentlichen Gesetzte, wie der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung an C und L sind. Ich versuch mal das wesentliche wörtlich zu fomulieren: C: Ein Kondensator ist in gewissem Sinne wie eine Spannungsquelle aufzufassen. Die Spannung ändert sich nur, wenn Strom entnommen wird oder Strom hineinfließt. Fließt kein Strom , verändert der Kondensator auch seine Spannung nicht mehr. L: L hat die primäre Eigenschaft, den aktuell fließenden Strom aufrecht zu erhalten (Strombeharrung). Dabei liegt an L so eine Spannung an, daß dieses Ziel erreicht wird. Gruß Wolfgang -- www.ibweinmann.de
Hallo, @pumpkin: kommt ganz auf die Frage an... "kann ich ARef beim AVR auch an 12V legen, weil ich 0-12V messen will" kann NUR das Datenblatt beantworten. Auf die Frage "warum ist das so, geht das nicht doch?" kann man auch nur antworten, daß es der Entwickler und Hersteller des IC es so festgelegt hat. Natürlich kann man das auch hinterfragen, wenn ich aber alles, was im Datenblatt steht, erst hinterfrage, komme ich nicht zum basteln... ;) Die Frage "wie kann ich mit dem AVR 0-12V messen, weil der A/D-Wandler doch nur bis max. Ub geht" kann man hier gut beantworten. Ein Datenblatt gehört für mich zum Bauteil, wie Lötzinn zum Lötkolben. Löten muß man üben und die richtige Benutzung eines Bauteil zusammen mit seinem Datenblatt auch. Ein Beispiel? Atmel sagt, das ARef der Eingang für eine externe Referenzspanning ist oder bei Einstellung auf interne oder Ub mit einem C gegen Störungen abgeblockt werden soll. Also liegt dort dann vom AVR aus ARef an. Warum findet man immer wieder Schaltungen, wo ARef an Ub gelegt ist? Gefällt es dem AVR wirklich, wenn der interne FET die 2,56V an Ub legen muß? Hier hat bisher ab 4MHz jede UART-Verbindung mit 38400 stabil gespielt. Im Zweifelsfall rechne ich den Teiler eben mit dem Taschenrechner aus. Die Formel steht im Datenblatt. Welcher Fehler dabei akzeptabel ist, kann man hier nachfragen. Hier nach dem Teiler zu fragen und den Wert genannt zu bekommen, ohne den Hintergrund im Datenblatt zu kennen, hilft nur im Augenblick. Ich habe rumglötet, als es noch keine ICs gab, kein Internet. Ich habe mir auch die Finger an einem Germaniumtransistor verbrannt, um zu Lernen, was Verlustleistung heißt und weshalb es Kühlkörper gibt. Dummerweise waren die Dinger damals teuere als heute ein Atmel und im Internet bestellen ging auch nicht. ;) Jetzt weiß ich eben "aus dem Kopf", was man einem 7805 zumuten kann, wenn er aus 12V 5V macht und schraube lieber gleich ein Stück Kühlblech ran, wenn es knapp aussieht. Messgerät dafür ist vorerst mein Finger... Natürlich modifiziere ich auch Schaltungen, wenn mal die passenden Teile nicht gleich zur Hand sind. Heute mit der Ahnung der Nebenwirkungen, früher ohne diese. Wenn es dann nicht geht, werden erstmal die passenden Sachen besorgt oder auch gefragt. Die Hälfte wegzulassen, weil man meint, es wäre überflüssig, ohne Ahnung zu haben, finde ich eher vermessen. Die Forenteilnehmer mit der Fehlersuche zu beschäftigen, OHNE auf solche Veränderungen hinzuweisen, weil man ja meint, die Teile sind überflüssig, dann schon eher frech. Sorry, sehe ich so... Naja, ist jetzt sehr persöhnliche Meinung und nicht an irgendeine Person gerichtet. Fällt mir nur beim Lesen der Foren so auf. Gruß aus Berlin Michael
is auch definitiv so. hast auch vollkommen recht dass das datenblatt zum bt gehört. aber für so viele sachen in datenblätter brauch man dennoch hintergrundwissen (z.b. bei nem transistor etliche sachen vom arbeitspunkt bis hin zum thermischen verhalten und die daraus zu berechnende dimensionierung des 'drumherum'). is halt doof wenn man im datenblatt sowas wie Rthjc ließt ohne zu wissen was das für ein 'widerstand' ist kopfkratz ^^ und bei nem µc geht schon garnix ohne datasheet, is klar. aber URI sollte man dennoch kennen und wissen, dass strom fließt und spannung anliegt...und nicht umgekehrt...aber das ist halt so in foren, denn leute die wissen was sie tun, brauchen kein forum...es sei denn es geht um feinheiten ; ) pumpkin
@michael 100 % meine Rede und @ pumpkin: ich mach schon ein paar Tage rum mit elektronik. Mein erster Transistor war ein OC30 und er schaltete das kleine Relais auch nur 1 mal, weil ich die völlig überflüssige Freilaufdiode weggelassen hatte. Will sagen, man lernt nie aus, und glücklicherweise gibt es die Foren. Und den alten Ohm gibt es auch immer noch. ;-) Jörn
:) das mit 'brauch kein forum' war ja auch ironisch gemeint... g ...irgendwas is ja immer pumpkin
Hallo, @pumpkin "aber URI sollte man dennoch kennen und wissen, dass strom fließt und spannung anliegt...und nicht umgekehrt...aber das ist halt so in foren, denn leute die wissen was sie tun, brauchen kein forum...es sei denn es geht um feinheiten ; )" Also ich will bei weitem nicht behaupten, daß ich alles weiß. Insofern nehme ich auch ein Forum - unter anderem - in Anspruch, um zu einem fremden Thema vielleicht rasch einen kurzen Überblick zu bekommen. Was ich etwas nervig finde sind Forumsbenutzer, die aus purer Faulheit einen Thread aufmachen in der Form "ich möchte eine Schaltung XY zum Laufen bringen, aber sie tut nicht" und dann hoffen, daß andere ihnen eine genaue Anleitung erstellen und der eigentliche Grund ist, daß man zu faul war die Datenblätter zu lesen. Gruß Wolfgang
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