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Quarze und AVR

2016-06-25T17:15:37Z

Bohnsorg:

Diese Seite behandelt [[Schwingquarz]]e im Zusammenhang mit [[AVR]]s.

Die Genauigkeit von Quarzen liegt bei 10–100ppm (1ppm = 0,0001 %) und wird somit nur noch von [[Quarzoszillator]]en überboten. Außerdem sind Quarze im Gegensatz zum internen RC-Oszillator weniger temperaturabhängig.

== Verwendung ==

Quarze sind in folgenden Situationen sinnvoll / notwendig:

* Interner Oszillator des [[µC]] zu langsam
* Interner Oszillator des µC zu ungenau
** Bei Verwendung des [[UART]]
** Bei zeitgenauen Anwendungen wie [[AVR - Die genaue Sekunde / RTC | Uhren]]

== Wahl der richtigen Frequenz ==

Vor allem als Anfänger denkt man sich, ''ich kaufe einfach mal 10MHz, das ist eine so schön gerade Zahl''. Allerdings sind diese Quarze nur in den seltensten Fällen sinnvoll. Viel sinnvoller sind [[Baudratenquarz]]e. "Baudraten"-Frequenzen sind ganzzahlige Vielfache der bei [[RS232]] üblichen Baudraten. Mit Baudrate-Frequenz kann man exakte Baudraten erreichen. Mit "runden" Frequenzen entstehen hingegen Fehler, weshalb damit oft nur sehr niedrige Baudraten möglich sind.

"Runde" Frequenzen (4MHz, 8MHz, 10MHz....) sind meist leichter erhältlich und haben den Vorteil, dass man Verzögerungsschleifen und Rechendauern relativ leicht errechnen kann.

== Anschluss ==

Die Kapazitäten von C1 und C2 entsprechen ''nicht'' der Lastkapazität des Quarzes! Sie errechnen sich folgendermaßen:
[[Bild:Quarz_Anschluss_AVR.png|right|thumb|Anschluss eines Quarzes an einen AVR]]

C = 2·CL – (CP+CI)

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

Am Beispiel von CL = 32pF:

C = 2·32pF – 5pF = 59pF

wobeil gilt C = C1 = C2

C1 und C2 sind die vom Hersteller des Kontrollers empfohlenen Werte. Mit ihnen wird die Schwingsicherheit der Oszillatorschaltung gewährleistet. C1 und C2 sollten in etwa eingehalten werden, also nicht mehr als ±20% von den Angaben abweichen.

CL, der im Datenblatt angegebene Wert, wird beim Abgleich des Quarzes während der Herstellung benutzt.

Wenn CL nicht eingehalten wird, hat das — solange der Faktor 2 nicht überschritten wird — keinen Einfluss auf das Schwingen des Oszillators, sondern nur auf die Frequenz, aber das in einem Maße (max. 0,01% der Frequenz) welche für die meisten Mikrocontroller-Anwendungen bedeutungslos ist.
{{Warnung |
;Hinweis: Soll ein Uhrenquarz eine Real-Time-Clock versorgen, so sind die Kapazitäten von großer Wichtigkeit. Die Uhr läuft bei falsch dimensionierten Kapazitäten gleich im 3-stelligen ppm-Bereich falsch. Das bedeutet praktisch gleich mehrere Minuten pro Tag!
}}
{{Warnung |
;Hinweis: Gerade die älteren Atmegas (Atmega16/32/64/128) haben am den Eingängen des Uhrenquarz für den Timer0 bereits interne Kapazitäten von 36pF pro Pin. Bei den neueren Varianten (Atmega640/1280/1281/2560/2561) haben diese Ports keine internen Kapazitäten und der Eingang ist mit Timer2 verbunden. Auskunft gibt hier der Abschnitt "Timer/Counter Oscillator" im Abschnitt "System Clock and Clock Options" des jeweiligem Datenblatt.
}}

== Einstellung der Fuses ==
{{Warnung |
;Warnung: Hier ist besondere Vorsicht geboten. Fast immer liegt das Problem, wenn ein AVR nicht mehr läuft, an falsch eingestellten [[AVR Fuses]]!

:Ein Quarz ist ''keine'' "External Clock", sondern ein "External Crystal/Ceramic Resonator".
}}
Bei vielen AVRs muss nicht nur "External Crystal" eingestellt werden, sondern auch der Frequenzbereich des Quarzes. Dabei gibt es die folgenden Bereiche:
*Low Freq.: 0,9 - 3 MHz
*Medium Freq.: 3 - 8 MHz
*High Freq.: >= 10 MHz

Wenn man wirklich auf Nummer sicher gehen will, sollte man:
* Immer das Datenblatt und den Abschnitt "Clock Source" aufmerksam lesen.
* Per Fuse Calculator die Fuses berechnen lassen. Siehe dazu die Weblinks unten.
* Nochmals genau überprüfen

== Siehe auch ==

* [[AVR_Fuses#Taktquellen Fuse Einstellung|AVR Fuses: Fuse Einstellung für Taktquellen]]
* [https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment#Erg.C3.A4nzende_Hinweise_zur_Taktversorgung_.28kann_.C3.BCbersprungen_werden.29 Vergleich der AVR-Taktquellen]

== Weblinks ==

* AppNotes von Atmel zum Thema Quarze:
** [http://www.atmel.com/images/atmel-2521-avr-hardware-design-considerations_applicationnote_avr042.pdf AVR042: ''AVR Hardware Design Considerations'']
** [http://www.atmel.com/Images/doc8128.pdf AVR186: ''Best Practices for the PCB layout of Oscillators'']
* [http://www.elektroniknet.de/e-mechanik-passive/passive/artikel/85677/] Ausführungen zur Lastkapazität
* [http://www.engbedded.com/fusecalc Fuse Calculator]
[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:Timer und Uhren]]

Oszillator

2016-06-25T17:08:07Z

Bohnsorg: Quarzoszillator mit Schwingquarz zusammengehängt

Oszillatoren sind Schaltungen, die elektrische Schwingungen erzeugen.

== Oszillatortypen ==

Es gibt sehr viele verschiedene Typen von Oszillatoren mit sehr verschiedenen Parametern. So gibt es Oszillatoren, welche Sinus- oder Rechtecksignal erzeugen, manche auch Sägezahn oder Trapez.

Im Prinzip besteht jeder Oszillator aus einem Verstärker (Transistorstufe, Operationsverstärker, digitales Element) und einem frequenzbestimmenden Bauteil (RC-Glied, LC-Glied, Quarz).

===RC-Oszillator===

Dieser Oszillator basiert auf der Entladekurve eine RC-Glieds. Der klassiche Vertreter ist der [http://www.datasheetcatalog.org/cgi-bin/helo.pl?field=Nume&type=C&text=NE555&producedby=&action=Search NE555]. Dieser liefert ein Rechtecksignal. Mit einem [http://de.wikipedia.org/wiki/Wien-Robinson-Br%C3%BCcke Wien-Oszillator] kann man ein Sinussignal erzeugen.

[[Bild:RC-Oszillator.jpg|RC-Oszillator]]

Vorteile
* einfacher Aufbau
* robust und anschwingsicher
* schnellste Einschwingzeit (typ. 1 Takt)
* einfach in ICs integrierbar, z. B. Mikrocontroller
Nachteile
* ungenau und stark temperaturabhängig
* grosser Jitter
* nur bis einige Dutzend MHz sinnvoll einsetzbar (integriert in ICs jedoch um einiges höher)

===LC-Oszillator===

Dieser Oszillator basiert auf der harmonischen Schwingung eines [http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis LC-Schwingkreises].

Vorteile
* höhere Güte und damit höhere Genauigkeit als RC-Oszillator
* HF-tauglich bis in den GHz Bereich
Nachteile
* benötigt eine Spule, kann damit nicht in ICs integriert werden

==== Meissner-Oszillator ====
[[Bild:Meissner-Oszillator.jpg|Meissner-Oszillator]]

==== Colpitts-Oszillator ====
[[Bild:Colpitts-Oszillator.jpg|Colpitts-Oszillator]]

==== Hartley-Oszillator ====
[[Bild:Hartley-Oszillator.jpg|Hartley-Oszillator]]

==== Huth-Kuehn-Oszillator ====
[[Bild:Huth-Kuehn-Oszillator.jpg|Huth-Kuehn-Oszillator]]

===Quarzoszillator===

Dieser Oszillator basiert auf der harmonischen Schwingung eines [[Schwingquarz]] ([http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingquarz Wikipedia]). Die Lastkapazität der Schaltung und der Schwingquarz müssen aufeinander abgestimmt sein.

[[Bild:Quarz-Oszillator.jpg|Quarz-Oszillator]]

Vorteile
* sehr hohe Güte und damit sehr hohe Genauigkeit
* Frequenzbereich vom Uhrenquarz (32,768kHz) bis ca. 30MHz
* gibt es als fertiges Bauteil in vielen Variationen bis über 100 MHz
* gibt es auch als [[Quarzoszillatoren mit programmierbarer Frequenz]]

Nachteile
* auf Grund der Abmessungen kann der Quarz schlecht in ICs integriert werden (bis auf wenige Spezial-ICs)
* kann bei schlechter Dimensionierung unsauber schwingen oder erst gar nicht anschwingen
* lange Einschwingzeit (10..100ms)
* Bei höheren Frequenzen (>30MHz) ist Obertonbetrieb notwendig
* Kompromiss zwischen Stabilität (hohe Lastkapazität/ hohe Leistung) und Stromverbrauch (geringe Lastkapazität)
* zur Fertigungstoleranz kommen Temperaturabhängigkeit (quadratisch!) und Alterungseffekte, mehr als 20ppm Abweichung

== Siehe auch ==
* [[Schaltungssimulation]]

== Weblinks ==
* [http://www.spicelab.de/oszillatoren.htm PSpice-Simulation von Oszillatoren] auf Robert Heinemanns PSPICE-Seiten
* Norman Bujanos, [http://www.circuitcellar.com/library/print/0298/bujanos91/index.htm Choosing the Right Crystal For Your Oscillator], Circuit Cellar, Issue 91, February 1998, (Online) Digital Library.
**Achtung: Laut Artikel sind Quarze ab 50MHz Obertonquarze, tatsächlich sind sie oft schon oberhalb 20MHz.
* [http://www.axtal.com/info/buch.html Das Grosse Quarzkochbuch]
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Oszillator Oszillator bei Wikipedia]
* [http://www.joretronik.de/Oszillatoren/Oszillatoren.html Leistungsoszillatoren]
* [http://homepages.internet.lu/absolute3/tronic/oscnf.htm NF Oszillatoren]

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Timer und Uhren]]

Benutzer Diskussion:Bohnsorg

2016-06-14T05:31:55Z

Bohnsorg:

Anarchie stinkt, bzw die Leute, die sich das auf die Jacke heften. Ich kann da mitreden, habe lange in Besetzungen gelebt. Genau diese Leute waren der Grund das zu beenden.

Was ich dir aber eigentlich sagen will, ich finde das mit dem Wissen verdient haben sehr gut und versuche gleich mir das mal einzuprägen :)
--- Nils

Ich habe mal etwas von platonischen Ideen gehört und ihrer Nicht-Übertragbarkeit. Wenn mithin zwei von Anarchie sprechen, sind das nach platonischer Lesart zwei vollkommen eigenständige gedachte Konzepte. Solche Kategorien, inkl. Kapitalismus, FKK oder Katholizismus bleiben ein Gedachtes. Ihre realen Instanzen haben selten viel mit dem abstrakten Konzept gemein. Das ist wie Capture The Flag der Antifa, weil Schwarz-Rot-Gold ja faschistisch ist und dem Nationalismus Einhalt geboten werden muss. Dabei war der Faschismus eine Erfindung der Italiener und die Fahne der Nationalisten in den Farben des restaurierten Reiches. Alle demokratischen Grundströmungen wie die Jenaer Urburschenschaft, die Bundschuhbewegung oder die Frankfurter Paulskirche kennt keiner von denen. Und selbst Bakunin ist der Auffassung, Bildung sei notwendig.

H-Brücken Übersicht

2015-03-16T21:44:58Z

Bohnsorg: si9987 wird nicht mehr hergestellt/ nicht mehr lieferbar

== Integrierte H-Brücken ==

H-Brücken dienen der Ansteuerung von bipolaren Relais, Magnetventilen, Gleichstrom-oder [[Schrittmotoren]]. Damit kann sowohl die Drehrichtung als auch die Drehzahl per [[PWM]] gesteuert werden. Der Vorteil integrierter H-Brücken ist die kompakte Bauform.

(Tabelle mit Klick im Kopfbereich sortierbar)
{| border="1" class="wikitable sortable" id="h-bruecken"
|-
!Bezeichnung
!Spannungsbereich [V]
!Dauerstrom [A]
!Spitzenstrom [A]
!max. PWM Frequenz [kHz]
!Gehäuse
!Preis [€]
!Lieferanten
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/MC33887 MC33887]
|5-28
|5
|6.5 (intern limitiert)
|10
|20-Pin HSOP, 36-Pin PQFN, 54-Pin SOICW
|3,20
|[[Elektronikversender#Farnell|Far]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L293 L293D]
|4,5-36
|0,6 (2x)
|1,2
|10
|DIL16,SO-20
|1,20 (DIL), 2,80 (SO)
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L272 L272D]
|40
|0,7
|
|
|8-DIP 16-SOP
|1,05
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L298 L298N]
|4,5-36
|2 (2x)
|3
|40
|Multiwatt15
|2,15
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L6202 L6202]
|12-42
|1,5
|
|100
|Dip 18
|3,55
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L6203 L6203]
|12-48
|4
|10
|100
|Multiwatt11
|4,05
|[[Elektronikversender#Farnell|Far]],[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/L6219 L6219]
|12-52
|0,75 (2x, dual)
|1
|100
|S-Dip 24
|1,70
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/MC3479 MC3479]
|7,2-16
|0,35 (2x, dual)
|
|100
|Dip 16
|4,10
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/TLE4207 TLE4207]
|18
|0,8
|
|
|
|2,70
|RS
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/TC4426 TC4426COA]
|4,5-18
|
|1,5
|
|SO-08
|0,80
|RS
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/PBL3717 PBL3717A]
|10-46
|?
|1
|
|DIL16
|2,60
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/TEA3718 TEA3718A]
|10-50
|1,2 "recommended"
|1,5
|
|DIL16
|1,90
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/part/VNH3ASP30 VNH3ASP30-E]
| 5,5-16
|
| 30
| 10
| MPSO30
| 3,20
| [[Elektronikversender#Spoerle|Spo]], ca. 320 EUR/100 Stk.
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/VNH2SP30 VNH2SP30]
|5,5-16
|30
|
|20
|MPSO30
|
|[[Elektronikversender#Schukat_elektronic|Schukat]]
|-
|VNH5019A-E
|4,5-24 (overvoltage shutdown)
|12
|30
|20
|MPSO30
|
|
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/BA6845FS BA6845FS]
|2,7-9
|
|1
|
|SSOP-A16
|1,35
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/TDA7073 TDA7073]
|3-18
|0.6
|1
|176
|DIP16, SO16
|1,15
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]](DIP)
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/ZXMHC6A07T8TA ZXMHC6A07T8TA]
|60
|1.5
|7.2
|1000 ?
|SM8
|1,10
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/VNH3SP30-E VNH3SP30-E]
|5,5-40
|30 (Vollbrücke)
|
|10
|MPSO30
|5,45
|[[Elektronikversender#Reichelt|Rei]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/BD6211 BD6211]
|3-5,5
|0,5 - 2
|
|100
|SOP8, HRP7
|1,70
|[[Elektronikversender#Farnell|Far]]
|-
|[http://www.mikrocontroller.net/part/DRV8833 DRV8833]
|2,7-10,8
|1,5 (2x, dual)
|2
|?, 50kHz int. Strombegr.
|HTSSOP, QFN
|3,70
|[[Elektronikversender#Farnell|Far]]
|-
|TB6612FNG
|2,5-13,5
|1
|2
|100
|SSOP24
|
|
|}

== Diskrete H-Brücken ==

Der Vorteil diskreter H-Brücken sind die wesentlich grösseren Schaltströme, da hier große, diskrete [[FET | MOSFETs]] genutzt werden können. Passende MOSFETs findet man in der [[MOSFET-Übersicht]], den passenden [[Treiber]] im gleichnamigen Artikel. Die MOSFETs brauchen dann meist einen [[Kühlkörper]].

== Module / Bausätze mit H-Brücken ==
* [http://www.mechapro.de/shop/Schrittmotor-Endstufen/Bausaetze/3D-Step-Platine-fuer-3-Kanal-Schrittmotorkarte-Rev-2-8::238.html 3-Achs Schrittmotorsteuerung mit L297/L298]
* [http://www.mechapro.de/shop/Schrittmotor-Endstufen/Bausaetze/HP-Step-Platine-fuer-1-Kanal-4A-Mikroschritt-Karte::64.html 4A Schrittmotorsteuerung mit Mega8, L6506/2*L6203]

== Links ==

* [[Mosfet-Übersicht]]
* [[Elektronikversender]]

[[Kategorie:Liste mit Bauteilen]]

Diskussion:Standardbauelemente

2014-04-17T13:08:11Z

Bohnsorg:

== Transistoren - aktiv oder passiv? ==
Sind Transistoren eigentlich aktive Bauelemente? Bei Reichelt sind die zwar auch da einsortiert, aber bei Microcap z.B. unter passive Bauelemente.
Ich hab eigentlich immer gesagt, alles was ne Versorgungsspannung braucht ist aktiv, alles andere passiv. Transistoren würde ich jetzt unter passiv, diskret einordnen.

Ich würde einen Transistor durchaus als aktiv einsortieren. Allerdings "instinktiv" ...

----

Da gibt's wohl verschiedene Definitionen. Auch schon gehört: passiv = "alles wo nicht mehr Leistung rauskommen kann als vorne reingeht" (trifft natürlich nur zu wenn man die Versorgung bei aktiven Bauelementen nicht als "Eingang" betrachtet).

--[[Benutzer:Andreas|Andreas]] 01:18, 1. Apr 2006 (CEST)

== Schaltregler ==
Zu den Spannungsreglern: Ich seh da ein Mitglied der SimpleSwitcher Serie (LM2576). Soll man Elektronik-Einsteigern einen Schaltregler wirklich zumuten. Ich finde, am Anfang genügen Linear-Regler mit Low-Drop. Wenn man z.B. mehr als 0,2A braucht, ist man sowieso schon fortgeschritten (oder man hat nen Kurzschlu�? =). Dann kann man sich ja überlegen, ob man nen Kühlkörper will oder nen Schaltregler.
--[[Benutzer:84.152.219.194|84.152.219.194]] 23:25, 31. M?2006 (CEST)

Ich sehe keinen Grund, warum Anfängern die Vorzüge von Schaltreglern vorenthalten werden sollten. Aber ich denke auch, dass man Linear- und Schaltregler nicht in eine Tabelle fassen sollte. Hab das jetzt mal geändert --Gru�?, Thomas

== TDA8444 ==
"Achtfach 6-Bit DAC mit seriellem TWI-Businterface. Bezahlbarer sechsfach-DAC, allerdings mit geringer Auflösung." was jetzt sechsfach oder achtfach?

== FT232RL ==
Ich habe das mal auf den Grundtypen FT232 geändert, muss ja nicht sein, dass hier alle Varianten einzeln gelistet werden.
Au�?erdem zeigt der Datenblattlink jetzt nicht mehr direkt aufs PDF sondern macht ne Suche auf datasheetarchive.com. Das hat zwei Vorteile:
1. alle Varianten werden gefunden (ok, der RL ist jetzt neu und fehlt noch)
2. vermeidet tote Links
--Gru�?, Thomas

----

Also ich finde, der 74HC4050 ist für Anfänger unnötig. Wer nutzt denn heutzutage noch 15V CMOS Logik??? Ich fände 5V HCT da besser ...

--[[Benutzer:84.152.245.79|84.152.245.79]] 14:13, 1. Apr 2006 (CEST)

Einmal die Woche fragt im Forum jemand nach "Pegelwandler 5V nach 3,3V". Genau dafür tagt der. Dass der bis zu 15V kann, heisst ja nicht dass er muss. Und zum Unterschied HC/HCT google mal ein bischen.

--

== Lieferanten ==
Da hier auch sehr viele �?sterreicher auf dieser Seite sind, könnte man doch auch österreichische Lieferanten angeben... die wären auch vl für Deutsche interessant.
Interessante Lieferanten aus �?sterreich sind:

Ribu http://www.ribu.at/ (Hat µC und eigentlich alles was man so braucht... hin und wieder sind auch gute Angebote dabei)

Neuhold Elektronik http://www.neuhold-elektronik.at/ (Dort gibts sehr günstig Standardbauteile und alles was man so braucht. Lötkolben,Kühlkörper usw.)

Riedl Elektronik http://www.riedl-electronic.at/ (Hat ein grosses Angebot. Ist recht günstig... und es Lohnt sich, wenn man Schüler/Student ist und es ihnen sagt, denn dann gibts Prozente)

LTA http://www.lta.at (Hat auch ein sehr grosses Angebot, jedoch ist er sehr teuer... hat aber einige Spezialteile. Was jedoch bei LTA billig ist, ist das �?tzzubehör.)

== Analogmultiplexer ==

Ich würde gerne noch ein paar Analogmultiplexer einfügen, die gehören allerdings in den Analogbereich, bzw. findet man sie häufig unter "Linear-ICs". Das die Multiplexer der 4000er Reihe unter digital stehen lässt sich mit der 4000er Abstammung vereinbaren, aber einen Analogmultiplexer wird man sonst nicht unter Digital-ICs in Katalogen finden. Soll ich also eine neue Tabelle dafür aufmachen, oder wo kommts hin? Des weiteren würde ich auch CMOS-Switche dazutun, also die Verbreiteten Standards DG401-DG413. Sollte man vielleicht auch eine zweite Spalte für Cross-Reference Bezeichnungen dazutun, oder diese in die Bauteilbezeichnungsspalte hinzufügen? Wie z.B. MAX309, oder ADG309
(16.06.08 DevMo)

----
jetzt gibts die Tabelle Analogschalter zweimal (einmal bei digital und einmal bei analog), das macht doch keinen Sinn... [[Benutzer:Docean|Docean]]

== Spulen und Drosseln ==

wurde von mir ersatzlos entfernt, weil der Komiker der auch den Artikel "Spule" verbrochen hat, leicht lernresistent ist und es IMO reicht, wenn er sich in _einem_ Artikel verewigt. Karl

== Photodioden ==

Hallo,

für den Bereich Photodioden würde ich noch folgende Modelle vorschlagen,
was sagt ihr dazu?
BPW 34 , Low Cost model, große Verfügbarkeit.
BPW 21 , Lichtspektrum des Menschlichen Auge.

Schöne Grüße
Thomas
--[[Benutzer:Thomasd|Thomasd]] 07:40, 23. Feb. 2010 (UTC)
:: So kleine Änderungen kannst du ohne weiteres selbst einfügen, da brauchst du nicht erst zu fragen. [[Benutzer:Esko|Esko]] 12:15, 24. Feb. 2010 (UTC)

== Inhaltsverzeichnis ==

Wieso ist das Inhaltsverzeichnis so kurz? Das lange war besser, da kann man auch direkt drauf verlinken! Bitte wieder herstellen. MfG Falk
::Der Inhalt ist Bestandteil der Seite, wird aber durch das Stylesheet ausgeblendet. Die TOC-Vorlage (Mediawiki) tut nicht (Siehe auch [http://www.mikrocontroller.net/topic/331076?goto=3621072#3621072|Forum]) [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 14:59, 17. Apr. 2014 (CEST)

Diskussion:Standardbauelemente

2014-04-17T12:59:14Z

Bohnsorg: /* Photodioden */

== Transistoren - aktiv oder passiv? ==
Sind Transistoren eigentlich aktive Bauelemente? Bei Reichelt sind die zwar auch da einsortiert, aber bei Microcap z.B. unter passive Bauelemente.
Ich hab eigentlich immer gesagt, alles was ne Versorgungsspannung braucht ist aktiv, alles andere passiv. Transistoren würde ich jetzt unter passiv, diskret einordnen.

Ich würde einen Transistor durchaus als aktiv einsortieren. Allerdings "instinktiv" ...

----

Da gibt's wohl verschiedene Definitionen. Auch schon gehört: passiv = "alles wo nicht mehr Leistung rauskommen kann als vorne reingeht" (trifft natürlich nur zu wenn man die Versorgung bei aktiven Bauelementen nicht als "Eingang" betrachtet).

--[[Benutzer:Andreas|Andreas]] 01:18, 1. Apr 2006 (CEST)

== Schaltregler ==
Zu den Spannungsreglern: Ich seh da ein Mitglied der SimpleSwitcher Serie (LM2576). Soll man Elektronik-Einsteigern einen Schaltregler wirklich zumuten. Ich finde, am Anfang genügen Linear-Regler mit Low-Drop. Wenn man z.B. mehr als 0,2A braucht, ist man sowieso schon fortgeschritten (oder man hat nen Kurzschlu�? =). Dann kann man sich ja überlegen, ob man nen Kühlkörper will oder nen Schaltregler.
--[[Benutzer:84.152.219.194|84.152.219.194]] 23:25, 31. M?2006 (CEST)

Ich sehe keinen Grund, warum Anfängern die Vorzüge von Schaltreglern vorenthalten werden sollten. Aber ich denke auch, dass man Linear- und Schaltregler nicht in eine Tabelle fassen sollte. Hab das jetzt mal geändert --Gru�?, Thomas

== TDA8444 ==
"Achtfach 6-Bit DAC mit seriellem TWI-Businterface. Bezahlbarer sechsfach-DAC, allerdings mit geringer Auflösung." was jetzt sechsfach oder achtfach?

== FT232RL ==
Ich habe das mal auf den Grundtypen FT232 geändert, muss ja nicht sein, dass hier alle Varianten einzeln gelistet werden.
Au�?erdem zeigt der Datenblattlink jetzt nicht mehr direkt aufs PDF sondern macht ne Suche auf datasheetarchive.com. Das hat zwei Vorteile:
1. alle Varianten werden gefunden (ok, der RL ist jetzt neu und fehlt noch)
2. vermeidet tote Links
--Gru�?, Thomas

----

Also ich finde, der 74HC4050 ist für Anfänger unnötig. Wer nutzt denn heutzutage noch 15V CMOS Logik??? Ich fände 5V HCT da besser ...

--[[Benutzer:84.152.245.79|84.152.245.79]] 14:13, 1. Apr 2006 (CEST)

Einmal die Woche fragt im Forum jemand nach "Pegelwandler 5V nach 3,3V". Genau dafür tagt der. Dass der bis zu 15V kann, heisst ja nicht dass er muss. Und zum Unterschied HC/HCT google mal ein bischen.

--

== Lieferanten ==
Da hier auch sehr viele �?sterreicher auf dieser Seite sind, könnte man doch auch österreichische Lieferanten angeben... die wären auch vl für Deutsche interessant.
Interessante Lieferanten aus �?sterreich sind:

Ribu http://www.ribu.at/ (Hat µC und eigentlich alles was man so braucht... hin und wieder sind auch gute Angebote dabei)

Neuhold Elektronik http://www.neuhold-elektronik.at/ (Dort gibts sehr günstig Standardbauteile und alles was man so braucht. Lötkolben,Kühlkörper usw.)

Riedl Elektronik http://www.riedl-electronic.at/ (Hat ein grosses Angebot. Ist recht günstig... und es Lohnt sich, wenn man Schüler/Student ist und es ihnen sagt, denn dann gibts Prozente)

LTA http://www.lta.at (Hat auch ein sehr grosses Angebot, jedoch ist er sehr teuer... hat aber einige Spezialteile. Was jedoch bei LTA billig ist, ist das �?tzzubehör.)

== Analogmultiplexer ==

Ich würde gerne noch ein paar Analogmultiplexer einfügen, die gehören allerdings in den Analogbereich, bzw. findet man sie häufig unter "Linear-ICs". Das die Multiplexer der 4000er Reihe unter digital stehen lässt sich mit der 4000er Abstammung vereinbaren, aber einen Analogmultiplexer wird man sonst nicht unter Digital-ICs in Katalogen finden. Soll ich also eine neue Tabelle dafür aufmachen, oder wo kommts hin? Des weiteren würde ich auch CMOS-Switche dazutun, also die Verbreiteten Standards DG401-DG413. Sollte man vielleicht auch eine zweite Spalte für Cross-Reference Bezeichnungen dazutun, oder diese in die Bauteilbezeichnungsspalte hinzufügen? Wie z.B. MAX309, oder ADG309
(16.06.08 DevMo)

----
jetzt gibts die Tabelle Analogschalter zweimal (einmal bei digital und einmal bei analog), das macht doch keinen Sinn... [[Benutzer:Docean|Docean]]

== Spulen und Drosseln ==

wurde von mir ersatzlos entfernt, weil der Komiker der auch den Artikel "Spule" verbrochen hat, leicht lernresistent ist und es IMO reicht, wenn er sich in _einem_ Artikel verewigt. Karl

== Photodioden ==

Hallo,

für den Bereich Photodioden würde ich noch folgende Modelle vorschlagen,
was sagt ihr dazu?
BPW 34 , Low Cost model, große Verfügbarkeit.
BPW 21 , Lichtspektrum des Menschlichen Auge.

Schöne Grüße
Thomas
--[[Benutzer:Thomasd|Thomasd]] 07:40, 23. Feb. 2010 (UTC)
:: So kleine Änderungen kannst du ohne weiteres selbst einfügen, da brauchst du nicht erst zu fragen. [[Benutzer:Esko|Esko]] 12:15, 24. Feb. 2010 (UTC)

== Inhaltsverzeichnis ==

Wieso ist das Inhaltsverzeichnis so kurz? Das lange war besser, da kann man auch direkt drauf verlinken! Bitte wieder herstellen. MfG Falk
::Der Inhalt ist Bestandteil der Seite, wird aber durch das Stylesheet ausgeblendet. Die TOC-Vorlage (Mediawiki) tut nicht [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 14:59, 17. Apr. 2014 (CEST)

Versorgung aus einer Zelle

2014-03-13T12:33:50Z

Bohnsorg: lt1111 ergänzt

Bei batteriebetriebenen Anwendungen stellt sich oft das Problem der Spannungsversorgung. Darauf soll hier näher eingegangen werden.

== Erste Ideen ==

=== 9V-Block mit Linearregler ===

Die erste Idee ist, einen 9V-Block mit dahintergehängtem Linearregler à la 7805 zu verwenden. Dieser Ansatz ist einfach, er hat aber einen sehr schlechten Wirkungsgrad. Bei Abwärtsregelung auf 5V verbrät der Regler immerhin 45% => 55% Wirkungsgrad, bei 3,3V verbrät er 64% => nur noch 36% Wirkungsgrad), und auch der Platzbedarf auf der Leiterplatte ist erheblich. Angesichts dessen kann man schon fast vernachlässigen, dass der klassische 7805 ca. 5mA für sich selber braucht. Das ist meist mehr als ein Mikrocontroller! Diesbezüglich besser sind Low Power Linearregler wie z. B. der [http://www.national.com/mpf/LP/LP2950.html LP2950] (ca. 75μA Eigenverbrauch) oder gar ein [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps71501.html TPS715xx] von [http://www.ti.com Texas Instuments], der mit unglaublich geringen 3,2 μA auskommt.
Statt des Linearreglers könnte man natürlich auch einen Step-Down-Schaltregler benutzen, dann hätte man zumindest einen besseren Wirkungsgrad von 80-90%. Last but not least ist die Energiedichte von 9V-Blocks im Verhältnis zu Mignonzellen eher gering.

http://data.energizer.com/ (Auf Technical Info oben rechts klicken, dann die Batteriefamilie links auswählen, z. B. Alkaline)

{| class="wikitable"
|-
! width="18%" | Batterietyp
! Volumen [cm³]
! Kapazität [mAh]
! mittlere Ausgangs- spannung [V]
! Energiegehalt [mWh]
! Energiedichte [mWh/cm³]
! Masse [g]
|-
|9V Alkaline
| align="center" | 21,1
| align="center" | 625
| align="center" | 7
| align="center" | 4375
| align="center" | 207
| align="center" | 45,6
|-
|Mono Alkaline [D]
| align="center" | 56
| align="center" | 20500
| align="center" | 1,3
| align="center" | 26650
| align="center" | 475
| align="center" | 148
|-
|Baby Alkaline [C]
| align="center" | 26,9
| align="center" | 8350
| align="center" | 1,3
| align="center" | 10855
| align="center" | 404
| align="center" | 26,2
|-
|Mignon Alkaline [AA]
| align="center" | 8,1
| align="center" | 2850
| align="center" | 1,3
| align="center" | 3705
| align="center" | 457
| align="center" | 23
|-
|Micro Alkaline [AAA]
| align="center" | 3,8
| align="center" | 1250
| align="center" | 1,3
| align="center" | 1625
| align="center" | 428
| align="center" | 11,5
|-
|Lithiumzelle, 2032
| align="center" | 1
| align="center" | 240
| align="center" | 2,9
| align="center" | 496
| align="center" | 653
| align="center" | 3
|}

=== Vier Mignonzellen mit LowDrop-Linearregler ===

Als weitere Möglichkeit wären vier Mignonzellen (leer 3,6V, voll 6V) mit nachgeschaltetem LowDrop-Linearregler zu verwenden. Wenn die Schaltung mit 3,3V auskommt, dann ist man mit dieser Möglichkeit bestens bedient. Die Batterien können bis zum Ende ausgenutzt werden und der Wirkungsgrad liegt bei ca. 75%.
Allerdings bleibt ein Nachteil wenn man 5V braucht: Die Batterien werden nicht einmal annähernd geleert, weil sie bereits bei 1,25V pro Zelle zusammen gerade noch 5V ergeben, der Regler aber auch gern noch seinen Teil abhaben will (Dropout Voltage). Zu bedenken sind hierbei die Entladekennlinien von Batterien oder noch schlimmer, die von Akkus.

{| class="wikitable"
|+ '''Sparsame Spannungsregler'''
!Bezeichnung || Ausgangsspannung [V] || Stromverbrauch [µA] || DropOut @ 50/150/250mA [mV] || Lieferant
|-
|LP2950
| align="center" |3 / 3,3 / 5
| align="center" |75
| align="center" |300 / - / -
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|LF33
| align="center" |3,3
| align="center" |500
| align="center" |100 / 175 / 250
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|LF50
| align="center" |5
| align="center" |500
| align="center" |100 / 175 / 250
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|TPS715xx
| align="center" |1,2..5
| align="center" |3.2
| align="center" |415 / - / -
| [[Elektronikversender#RS Components | RS]]

|-
| [http://www.robotikhardware.de/download/tps78233.pdf TPS78233]
| align="center" |3.3
| align="center" |0.42
| align="center" |130
| [[Elektronikversender#Robotikhardware | RH]]

|-
|MCP1702
| align="center" |1,2..5
| align="center" |2
| align="center" |15 / 40 / 650
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|MCP1824
| align="center" |0,8..5
| align="center" |120
| align="center" |30 / 90 / 150
| [[Elektronikversender#RS Components | RS]]
|-
|ZLDO330
| align="center" |3,3
| align="center" |1000
| align="center" |20 / 50 / 85
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|}

=== Drei Mignonzellen ohne Spannungsregler ===

Die meisten modernen [[Mikrocontroller]] haben einen sehr breiten Versorgungsspannungsbereich, teilweise von 1,8V bis 5,5V. Daher können sie direkt mit drei in Reihe geschalteten Zellen betrieben werden. Während der Entladung sinkt die Betriebsspannung (3×0,8V = 2,4V), was der Mikrocontroller aber verkraftet, sofern er nicht mit maximalem Takt läuft. Wenn man keine weiteren ICs in der Schaltung benötigt oder diese ebenso tolerant bezüglich einer veränderlichen Versorgungsspannung sind, ist diese Methode die einfachste und günstigste (100% Wirkungsgrad). Vor allem wird bei [[Ultra low power | Low Power]] Anwendungen mit [[Sleep Mode]] kein Mikroampere für einen Spannungsregler verschwendet.

=== Lithiumzelle ===

Lithiumzellen haben eine sehr geringe Selbstentladung und eine hohe Spannung von typisch 3V. Damit kann man einen sparsamen Mikrocontroller betreiben. Meist werden diese Zellen für Echtzeituhren und zum Datenerhalt von RAMs genutzt, da hier nur sehr geringe Ströme im Mikroamperebereich benötigt werden. Darauf sind diese Zellen ausgelegt. Aus den meisten kann man nur einige mA entnehmen, bei 10mA und mehr sinkt die verfügbare Kapazität rapide.

Um ein Gerät nur im Notfall mit einer Lithiumzelle zu betreiben (Pufferbetrieb, Netzausfallsicherung), braucht man eine unterbrechungsfreie Umschaltung zwischen Netzteilbetrieb und Batteriebetrieb. Kritisch ist das vor allem für die Lithiumzelle (damit ist kein Lithiumakku gemeint!), da diese nicht aufgeladen werden darf. Sie wird dabei mit heftiger Reaktion zerstört! Eine einfache Schaltung ist die Nutzung von zwei Schottkydioden zur Entkopplung von Batterie und Netzteil, wie es im Artikel ''Speicher'' über [[Speicher#EEPROM_Schreibzugriffe_minimieren | EEPROM]] gezeigt wird.

Der Nachteil dieser Lösung ist der relativ hohe Spannungsabfall von 300..400mV über den Dioden. Besser ist der Einsatz eines P-Kanal MOSFETs zum Schalten der Batteriespannung. Dadurch kann der Spannungsabfall auf wenige Millivolt gesenkt werden. Die Schaltung dazu ist im diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/72275#591483 Beitrag] zu finden.

== Bessere Lösungsansätze ==

Wie man sehen kann, sind oben dargestellte Methoden nur bedingt zufriedenstellend. Vor allem der Platzbedarf dürfte ein k.-o.-Kriterium sein. Besser wäre es, nur eine oder zwei Zellen zu verwenden.

=== Step-Down-Schaltregler (Abwärtsregler, Tiefsetzsteller) ===

Falls die Batteriespannung auch am Ende der Entladung höher als die Versorgungsspannung ist, bieten sich Step-down Regler an.
* TPS62056 : Uin 2,7 .. 10 V, Uout=0,7 .. 6 V, 12 µA Eigenverbrauch, SMD-Gehäuse MSOP10
* TPS62202 : Uin 2,5 .. 6 V, Uout 1,8V, 12 µA Eigenverbrauch, SMD-Gehäuse SOT23-5

=== Step-Up-Schaltregler (Aufwärtsregler, Hochsetzsteller) ===

Step-Up-Schaltregler bringen die Spannung, wie der Name schon sagt, 'einen Schritt nach oben'. Ideal also, um aus 1,5V oder 3V z. B. 5V zu erzeugen. Desweiteren sind sie auch geeignet, um höhere Ströme (bis 0,5 A, je nach Aufbau und Spule) zu entnehmen. Das Arbeitsprinzip bei Step-Up-Schaltreglern ist immer gleich: Eine Spule wird ständig an- und abgeschaltet und durch Eigeninduktion eine höhere Spannung erzeugt. Um einen Step-Up-Schaltregler aufzubauen, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

==== ICs ====

'''Vorteile'''

* zuverlässig
* meist wenig Außenbeschaltung nötig
* geringe Größe, auch der Spule, da hohe Schaltfrequenzen verwendet werden

'''Nachteile'''

* teuer, vor allem die, welche ab 1V arbeiten
* teilweise schwer zu bekommen
* benötigen mehr Aufwand für Filterung und Schirmung als Linearregler.

[[Kategorie:Bauteile]]
{| class="wikitable"
|+ '''Schaltregler-ICs'''
|-
! style="width: 10%"| IC !! style="width:*"| Bemerkung !! style="width:7em"| Lieferant
|-
| [http://www.tranzistoare.ro/datasheets/2300/57048_DS.pdf LT1073-5]
| 1V (1 Zelle) auf 5V, 40mA
|-
| [http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1111fd.pdf LT1111]
| 2V-12V Step-Up, bis 30V Step-Down, 72kHz Schaltfrequenz, Bezeichnung -5 und -12 mit fester Ausgangsspannung 5V bzw. 12V
| R
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/lt1301.pdf LT1301]
| 2V (2 Zellen) auf 5V oder 12V, 250mA
| C
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/lt1302.pdf LT1302] ||2V (2 Zellen) auf 5V oder 12V, 250mA
| C, R, RobHard<ref name="plat_mod">Platinen/ Module</ref>
|-
| [http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3401fb.pdf LTC3401] ||ziemlich geniales Teil, weil es mit hoher Schaltfrequenz arbeitet, dadurch kann eine kleine Spule verwendet und ein sehr hoher Wirkungsgrad erzielt werden. 0.5...5.5V Vin, 1,0V Startup-Voltage, 2,6...5,5V Vout, bis 1A
|-
| [http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3429fa.pdf LTC3429]||0,5...4,4V Vin, 1,0V Startup-Voltage, 2,5...4,3V Vout, 100mA aus einer Zelle, 250mA aus zwei Zellen bei 3,3V Vout
|-
| [http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C1060,P13393,D9338 LTC3525-5] ||
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX866-MAX867.pdf MAX866/MAX867] ||ziemlich geniales Teil, weil es mit hoher Schaltfrequenz arbeitet, ab 0.8V, bei 0.9V Start-Up-Voltage
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1595.pdf MAX1595] || dito, benötigt lediglich 3 Kondensatoren als Außenbeschaltung
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1674-MAX1676.pdf MAX1674-1676] ||bis zu ein Ampere, bei einer Zelle ist aber bei 100mA Schluss, und das auch nur, wenn die Spannung beim "Hochfahren" höher war und die richtige Spule verwendet wird
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1759.pdf MAX1759] || noch ein Hochfrequenz-Teil
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1722-MAX1724.pdf MAX1722-1724] || bis 150 mA
|-
| [http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22234B.pdf MCP1640] ||ab 0.35V bei 0.65V startup, einfache Beschaltung, regelbare Ausgangsspannung, bis 350 mA, 19µA quiescent current, nur kleine Induktivität (4,7µH) nötig
| R
|-
| [http://www.prema.com/Application/whiteleddriver.html PR4401/PR4402]||22 und 44 mA, benötigen lediglich 1 externes Bauteil, die Spule. Einfach zu handhaben
| R
|-
| [http://www.prema.com/Application/pr4404_e.html PR4404]||150 mA von einer, und 300 mA von zwei Zellen. Preiswert
| R
|-
| [http://www.sipex.com/Files/DataSheets/sp6648.pdf SP6648]
|-
| [http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps61200.pdf TPS61200/201/202] ||1,8..5,5V out, Quellspannung bis herunter auf 0,3V, ?>90%, 0,5mm Pinabstand, 3,15*3,15mm, 10-Pin QFN
|-
| [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61006.html TPS6100x]||Single- and Dual-Cell Boost Converster, min 0,8V Vin, 1,5V...3,3V Vout, min. 100mA aus einer Zelle, min.250mA auf zwei Zellen, Gehäuse 10MSOP
|-
| [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61016.html TPS6101x]||1-Cell and 2-Cell Boost Converters, TPS61006 and TPS61016 are functionally equivalent. TPS61006 is non-synchronous. TPS61016 is synchronous and does not require an external Schottky diode.
|-
| TPS6030x, TPS6031x, [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/15023f.pdf LTC1502-3.3] ||(typ. 3,x V bei 15-20 mA)
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/7/0y1y62f9lzj79rs7uuf28jq4xtwy.pdf LM2621]
|-
| [[MC34063]]||(ungeeignet, läuft erst ab 3V)
| R
|-
| [http://atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=4523 ATtiny43U]||AVR-Microcontroller, der einen Boost-Converter eingebaut hat und damit eine Batterie bis auf 0.7V aussaugen kann.
|-
| [http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1400A-D.PDF NCP1400A]||Startup 0.8V / |
| W<ref name="plat_mod" />
|-
| [http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1402-D.PDF NCP1402]||Startup 0.8V, 200mA, Preis < 1 Euro
| W<ref name="plat_mod" />
|-
| [http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/338813f.pdf LTC3388] ||Nanopower Step Down Regulator, weniger als 1µA Leerlaufstrom, 50mA Ausgangsstrom
|}
Lieferanten '''C'''onrad, '''R'''eichelt, '''W'''atterott, '''Rob'''otik'''Hard'''ware.de <references />

'''Dioden'''

*Prakisch kann nahezu jede Schottkydiode mit ausreichend Strombelastbarkeit genutzt werden, siehe [[Dioden-Übersicht]].

==== Diskrete Schaltungen ====

'''Vorteile:'''
* größtmögliche Anpassung an Verwendungszweck
* teilweise schon mit Standardhühnerfutter aufzubauen

'''Nachteile:'''

* kompliziert
* nicht garantierte Funktion (z. B. wegen gepulster Gleichspannung)
* schlechte EMV-Eigenschaften

'''Auflistung diskreter Step-Up-Schaltregler:'''

* http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=17395
* http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6_2/Kapitel6_2.html#6.2
* http://www.mikrocontroller.net/topic/73532#604774
* [http://www.nxp.com/acrobat_download/applicationnotes/AN10218_1.pdf NXP AN10218] (PDF) (Philips LPC900 microcontroller) single cell power supply
* [http://www.b-kainka.de/bastel36.htm Der LED-Spannungswandler] von B. Kainka
* [http://www.bigclive.com/joule.htm Make a Joule Thief] - Versorgung einer LED aus einer 1,5V Zelle
* Diskussionen von '''Joule-Thief''' Schaltungen im Forum
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/47224 Sensor autark betreiben mit einem Thermogenerator]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/55041 LEDs mit Akku(s) effizient betreiben]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/38163 Wie kann man eine Knopfzellenspannung um ca. 1 Volt erhöhen]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/62158 Spannungsanhebung 1,2V -> 2V]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/77154 Step-Up Transistorschaltung für LED Lampe]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/56523 3x 2,9V LEDs mit 2xAAA versorgen]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/55962 Gibt es eine Möglichkeit LEDs bei 1V zu betreiben]
** [http://cappels.org/dproj/ledpage/leddrv.htm#Rusty_Nail_Night_Light Rusty Nail Night Light]

=== Ladungspumpen ===

Ladungspumpen erhöhen die Spannung, indem sie Kondensatoren zyklisch parallel laden, umpolen und in Reihe entladen.

'''Vorteile:'''
* geringer Stromverbrauch, deshalb für Low-Power-Anwendungen gut geeignet
* keine Spulen, deshalb kein magnetisches Störfeld

'''Nachteile:'''
* nur geringe Ausgangsströme möglich (100mA)
* ICs nur für höhere Eingangspannungen erhältlich, ab 3V
* Teilweise starke Strompulse beim Umladen der Kondensatoren, womit empfindliche Analogschaltungen gestört werden können (Funkempfänger etc.)

'''Auflistung von Ladungspumpen:'''
* TPS60300 - Vin 0,9-1,8V
* TPS60100 - Vin 1,8-3,6V (200mA)
* MAX1759 - Vin 1,6-5,5V (2-3 Zellen)
* ICL7660 - Vin 1,5-10V (10mA) [Pollin]

== Forumsbeiträge zum Thema ==

*[http://www.mikrocontroller.net/topic/45101 3v3 Volt aus einer 1v2 Volt Zelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/18789 Stromversorgung aus einer Zelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/73532 Step-Up Mignon zu 5V]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/141635 Stepup/-down: Konstante 5V aus 4xMonozelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/189526 Ersatz 9V-Block durch Mikrozelle]

== Externe Links ==

* [http://www.powerdesignersusa.com/InfoWeb/index.shtml Powerdesigners InfoWeb] - Free tools, resources and education for power electronics designers and students (engl.)
* http://www.linear.com/products/Step-Up_(Boost)_Regulators
* http://www.ti.com/power
* http://www.maxim-ic.com/products/power/
* [http://focus.ti.com/lit/an/slaa105/slaa105.pdf TI Application Report SLAA 105] Simple 1.5-V Boost Converter for MSP430
* 2-6V DC nach 5V DC Konverter auf der Basis des '''LT1302''' als [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=83&products_id=195 Fertigmodul] bzw. [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=194 Platine] (Shop robotikhardware.de)
* [http://www.heise.de/mobil/Langzeittest-von-NiMH-Akkus-mit-reduzierter-Selbstentladung--/artikel/143297 Langzeittest von NiMH-Akkus mit reduzierter Selbstentladung] auf heise.de
* [http://spritesmods.com/?art=ucboost Run an uC from an AA-battery] auf spritesmods.com
* [http://www.powerstream.com/BatteryFAQ.html PowerStream Battery Chemistry FAQ]
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01416a.pdf AN1416: Low-Power Design Guide] von Microchip (PDF)

[[Kategorie:Bauteile]]
[[Kategorie:Spannungsversorgung und Energiequellen]]

Diskussion:Versorgung aus einer Zelle

2014-03-13T11:08:39Z

Bohnsorg: Angelegt und Angeregt

== Step Up/ fehlende Beschreibung ==
Der Abschnitt der Step-Up-Regler enthält (wenigstens 2) Bauteile, denen keine Beschreibung spendiert wurde. Es finde sich bitte jemand, der diesen Text ergänzen möge. [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 12:08, 13. Mär. 2014 (CET)

Versorgung aus einer Zelle

2014-03-13T11:06:22Z

Bohnsorg: Extra Spalte für Lieferant

Bei batteriebetriebenen Anwendungen stellt sich oft das Problem der Spannungsversorgung. Darauf soll hier näher eingegangen werden.

== Erste Ideen ==

=== 9V-Block mit Linearregler ===

Die erste Idee ist, einen 9V-Block mit dahintergehängtem Linearregler à la 7805 zu verwenden. Dieser Ansatz ist einfach, er hat aber einen sehr schlechten Wirkungsgrad. Bei Abwärtsregelung auf 5V verbrät der Regler immerhin 45% => 55% Wirkungsgrad, bei 3,3V verbrät er 64% => nur noch 36% Wirkungsgrad), und auch der Platzbedarf auf der Leiterplatte ist erheblich. Angesichts dessen kann man schon fast vernachlässigen, dass der klassische 7805 ca. 5mA für sich selber braucht. Das ist meist mehr als ein Mikrocontroller! Diesbezüglich besser sind Low Power Linearregler wie z. B. der [http://www.national.com/mpf/LP/LP2950.html LP2950] (ca. 75μA Eigenverbrauch) oder gar ein [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps71501.html TPS715xx] von [http://www.ti.com Texas Instuments], der mit unglaublich geringen 3,2 μA auskommt.
Statt des Linearreglers könnte man natürlich auch einen Step-Down-Schaltregler benutzen, dann hätte man zumindest einen besseren Wirkungsgrad von 80-90%. Last but not least ist die Energiedichte von 9V-Blocks im Verhältnis zu Mignonzellen eher gering.

http://data.energizer.com/ (Auf Technical Info oben rechts klicken, dann die Batteriefamilie links auswählen, z. B. Alkaline)

{| class="wikitable"
|-
! width="18%" | Batterietyp
! Volumen [cm³]
! Kapazität [mAh]
! mittlere Ausgangs- spannung [V]
! Energiegehalt [mWh]
! Energiedichte [mWh/cm³]
! Masse [g]
|-
|9V Alkaline
| align="center" | 21,1
| align="center" | 625
| align="center" | 7
| align="center" | 4375
| align="center" | 207
| align="center" | 45,6
|-
|Mono Alkaline [D]
| align="center" | 56
| align="center" | 20500
| align="center" | 1,3
| align="center" | 26650
| align="center" | 475
| align="center" | 148
|-
|Baby Alkaline [C]
| align="center" | 26,9
| align="center" | 8350
| align="center" | 1,3
| align="center" | 10855
| align="center" | 404
| align="center" | 26,2
|-
|Mignon Alkaline [AA]
| align="center" | 8,1
| align="center" | 2850
| align="center" | 1,3
| align="center" | 3705
| align="center" | 457
| align="center" | 23
|-
|Micro Alkaline [AAA]
| align="center" | 3,8
| align="center" | 1250
| align="center" | 1,3
| align="center" | 1625
| align="center" | 428
| align="center" | 11,5
|-
|Lithiumzelle, 2032
| align="center" | 1
| align="center" | 240
| align="center" | 2,9
| align="center" | 496
| align="center" | 653
| align="center" | 3
|}

=== Vier Mignonzellen mit LowDrop-Linearregler ===

Als weitere Möglichkeit wären vier Mignonzellen (leer 3,6V, voll 6V) mit nachgeschaltetem LowDrop-Linearregler zu verwenden. Wenn die Schaltung mit 3,3V auskommt, dann ist man mit dieser Möglichkeit bestens bedient. Die Batterien können bis zum Ende ausgenutzt werden und der Wirkungsgrad liegt bei ca. 75%.
Allerdings bleibt ein Nachteil wenn man 5V braucht: Die Batterien werden nicht einmal annähernd geleert, weil sie bereits bei 1,25V pro Zelle zusammen gerade noch 5V ergeben, der Regler aber auch gern noch seinen Teil abhaben will (Dropout Voltage). Zu bedenken sind hierbei die Entladekennlinien von Batterien oder noch schlimmer, die von Akkus.

{| class="wikitable"
|+ '''Sparsame Spannungsregler'''
!Bezeichnung || Ausgangsspannung [V] || Stromverbrauch [µA] || DropOut @ 50/150/250mA [mV] || Lieferant
|-
|LP2950
| align="center" |3 / 3,3 / 5
| align="center" |75
| align="center" |300 / - / -
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|LF33
| align="center" |3,3
| align="center" |500
| align="center" |100 / 175 / 250
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|LF50
| align="center" |5
| align="center" |500
| align="center" |100 / 175 / 250
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|TPS715xx
| align="center" |1,2..5
| align="center" |3.2
| align="center" |415 / - / -
| [[Elektronikversender#RS Components | RS]]

|-
| [http://www.robotikhardware.de/download/tps78233.pdf TPS78233]
| align="center" |3.3
| align="center" |0.42
| align="center" |130
| [[Elektronikversender#Robotikhardware | RH]]

|-
|MCP1702
| align="center" |1,2..5
| align="center" |2
| align="center" |15 / 40 / 650
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|-
|MCP1824
| align="center" |0,8..5
| align="center" |120
| align="center" |30 / 90 / 150
| [[Elektronikversender#RS Components | RS]]
|-
|ZLDO330
| align="center" |3,3
| align="center" |1000
| align="center" |20 / 50 / 85
| [[Elektronikversender#Reichelt | Rei]]
|}

=== Drei Mignonzellen ohne Spannungsregler ===

Die meisten modernen [[Mikrocontroller]] haben einen sehr breiten Versorgungsspannungsbereich, teilweise von 1,8V bis 5,5V. Daher können sie direkt mit drei in Reihe geschalteten Zellen betrieben werden. Während der Entladung sinkt die Betriebsspannung (3×0,8V = 2,4V), was der Mikrocontroller aber verkraftet, sofern er nicht mit maximalem Takt läuft. Wenn man keine weiteren ICs in der Schaltung benötigt oder diese ebenso tolerant bezüglich einer veränderlichen Versorgungsspannung sind, ist diese Methode die einfachste und günstigste (100% Wirkungsgrad). Vor allem wird bei [[Ultra low power | Low Power]] Anwendungen mit [[Sleep Mode]] kein Mikroampere für einen Spannungsregler verschwendet.

=== Lithiumzelle ===

Lithiumzellen haben eine sehr geringe Selbstentladung und eine hohe Spannung von typisch 3V. Damit kann man einen sparsamen Mikrocontroller betreiben. Meist werden diese Zellen für Echtzeituhren und zum Datenerhalt von RAMs genutzt, da hier nur sehr geringe Ströme im Mikroamperebereich benötigt werden. Darauf sind diese Zellen ausgelegt. Aus den meisten kann man nur einige mA entnehmen, bei 10mA und mehr sinkt die verfügbare Kapazität rapide.

Um ein Gerät nur im Notfall mit einer Lithiumzelle zu betreiben (Pufferbetrieb, Netzausfallsicherung), braucht man eine unterbrechungsfreie Umschaltung zwischen Netzteilbetrieb und Batteriebetrieb. Kritisch ist das vor allem für die Lithiumzelle (damit ist kein Lithiumakku gemeint!), da diese nicht aufgeladen werden darf. Sie wird dabei mit heftiger Reaktion zerstört! Eine einfache Schaltung ist die Nutzung von zwei Schottkydioden zur Entkopplung von Batterie und Netzteil, wie es im Artikel ''Speicher'' über [[Speicher#EEPROM_Schreibzugriffe_minimieren | EEPROM]] gezeigt wird.

Der Nachteil dieser Lösung ist der relativ hohe Spannungsabfall von 300..400mV über den Dioden. Besser ist der Einsatz eines P-Kanal MOSFETs zum Schalten der Batteriespannung. Dadurch kann der Spannungsabfall auf wenige Millivolt gesenkt werden. Die Schaltung dazu ist im diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/72275#591483 Beitrag] zu finden.

== Bessere Lösungsansätze ==

Wie man sehen kann, sind oben dargestellte Methoden nur bedingt zufriedenstellend. Vor allem der Platzbedarf dürfte ein k.-o.-Kriterium sein. Besser wäre es, nur eine oder zwei Zellen zu verwenden.

=== Step-Down-Schaltregler (Abwärtsregler, Tiefsetzsteller) ===

Falls die Batteriespannung auch am Ende der Entladung höher als die Versorgungsspannung ist, bieten sich Step-down Regler an.
* TPS62056 : Uin 2,7 .. 10 V, Uout=0,7 .. 6 V, 12 µA Eigenverbrauch, SMD-Gehäuse MSOP10
* TPS62202 : Uin 2,5 .. 6 V, Uout 1,8V, 12 µA Eigenverbrauch, SMD-Gehäuse SOT23-5

=== Step-Up-Schaltregler (Aufwärtsregler, Hochsetzsteller) ===

Step-Up-Schaltregler bringen die Spannung, wie der Name schon sagt, 'einen Schritt nach oben'. Ideal also, um aus 1,5V oder 3V z. B. 5V zu erzeugen. Desweiteren sind sie auch geeignet, um höhere Ströme (bis 0,5 A, je nach Aufbau und Spule) zu entnehmen. Das Arbeitsprinzip bei Step-Up-Schaltreglern ist immer gleich: Eine Spule wird ständig an- und abgeschaltet und durch Eigeninduktion eine höhere Spannung erzeugt. Um einen Step-Up-Schaltregler aufzubauen, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

==== ICs ====

'''Vorteile'''

* zuverlässig
* meist wenig Außenbeschaltung nötig
* geringe Größe, auch der Spule, da hohe Schaltfrequenzen verwendet werden

'''Nachteile'''

* teuer, vor allem die, welche ab 1V arbeiten
* teilweise schwer zu bekommen
* benötigen mehr Aufwand für Filterung und Schirmung als Linearregler.

[[Kategorie:Bauteile]]
{| class="wikitable"
|+ '''Schaltregler-ICs'''
|-
! style="width: 10%"| IC !! style="width:*"| Bemerkung !! style="width:7em"| Lieferant
|-
| [http://www.tranzistoare.ro/datasheets/2300/57048_DS.pdf LT1073-5]
| 1V (1 Zelle) auf 5V, 40mA
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/lt1301.pdf LT1301]
| 2V (2 Zellen) auf 5V oder 12V, 250mA
| C
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/lt1302.pdf LT1302] ||2V (2 Zellen) auf 5V oder 12V, 250mA
| C, R, RobHard<ref name="plat_mod">Platinen/ Module</ref>
|-
| [http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3401fb.pdf LTC3401] ||ziemlich geniales Teil, weil es mit hoher Schaltfrequenz arbeitet, dadurch kann eine kleine Spule verwendet und ein sehr hoher Wirkungsgrad erzielt werden. 0.5...5.5V Vin, 1,0V Startup-Voltage, 2,6...5,5V Vout, bis 1A
|-
| [http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3429fa.pdf LTC3429]||0,5...4,4V Vin, 1,0V Startup-Voltage, 2,5...4,3V Vout, 100mA aus einer Zelle, 250mA aus zwei Zellen bei 3,3V Vout
|-
| [http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C1060,P13393,D9338 LTC3525-5] ||
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX866-MAX867.pdf MAX866/MAX867] ||ziemlich geniales Teil, weil es mit hoher Schaltfrequenz arbeitet, ab 0.8V, bei 0.9V Start-Up-Voltage
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1595.pdf MAX1595] || dito, benötigt lediglich 3 Kondensatoren als Außenbeschaltung
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1674-MAX1676.pdf MAX1674-1676] ||bis zu ein Ampere, bei einer Zelle ist aber bei 100mA Schluss, und das auch nur, wenn die Spannung beim "Hochfahren" höher war und die richtige Spule verwendet wird
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1759.pdf MAX1759] || noch ein Hochfrequenz-Teil
|-
| [http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1722-MAX1724.pdf MAX1722-1724] || bis 150 mA
|-
| [http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22234B.pdf MCP1640] ||ab 0.35V bei 0.65V startup, einfache Beschaltung, regelbare Ausgangsspannung, bis 350 mA, 19µA quiescent current, nur kleine Induktivität (4,7µH) nötig
| R
|-
| [http://www.prema.com/Application/whiteleddriver.html PR4401/PR4402]||22 und 44 mA, benötigen lediglich 1 externes Bauteil, die Spule. Einfach zu handhaben
| R
|-
| [http://www.prema.com/Application/pr4404_e.html PR4404]||150 mA von einer, und 300 mA von zwei Zellen. Preiswert
| R
|-
| [http://www.sipex.com/Files/DataSheets/sp6648.pdf SP6648]
|-
| [http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps61200.pdf TPS61200/201/202] ||1,8..5,5V out, Quellspannung bis herunter auf 0,3V, ?>90%, 0,5mm Pinabstand, 3,15*3,15mm, 10-Pin QFN
|-
| [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61006.html TPS6100x]||Single- and Dual-Cell Boost Converster, min 0,8V Vin, 1,5V...3,3V Vout, min. 100mA aus einer Zelle, min.250mA auf zwei Zellen, Gehäuse 10MSOP
|-
| [http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61016.html TPS6101x]||1-Cell and 2-Cell Boost Converters, TPS61006 and TPS61016 are functionally equivalent. TPS61006 is non-synchronous. TPS61016 is synchronous and does not require an external Schottky diode.
|-
| TPS6030x, TPS6031x, [http://www.ortodoxism.ro/datasheets/lineartechnology/15023f.pdf LTC1502-3.3] ||(typ. 3,x V bei 15-20 mA)
|-
| [http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/7/0y1y62f9lzj79rs7uuf28jq4xtwy.pdf LM2621]
|-
| [[MC34063]]||(ungeeignet, läuft erst ab 3V)
| R
|-
| [http://atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=4523 ATtiny43U]||AVR-Microcontroller, der einen Boost-Converter eingebaut hat und damit eine Batterie bis auf 0.7V aussaugen kann.
|-
| [http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1400A-D.PDF NCP1400A]||Startup 0.8V / |
| W<ref name="plat_mod" />
|-
| [http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1402-D.PDF NCP1402]||Startup 0.8V, 200mA, Preis < 1 Euro
| W<ref name="plat_mod" />
|-
| [http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/338813f.pdf LTC3388] ||Nanopower Step Down Regulator, weniger als 1µA Leerlaufstrom, 50mA Ausgangsstrom
|}
Lieferanten '''C'''onrad, '''R'''eichelt, '''W'''atterott, '''Rob'''otik'''Hard'''ware.de <references />

'''Dioden'''

*Prakisch kann nahezu jede Schottkydiode mit ausreichend Strombelastbarkeit genutzt werden, siehe [[Dioden-Übersicht]].

==== Diskrete Schaltungen ====

'''Vorteile:'''
* größtmögliche Anpassung an Verwendungszweck
* teilweise schon mit Standardhühnerfutter aufzubauen

'''Nachteile:'''

* kompliziert
* nicht garantierte Funktion (z. B. wegen gepulster Gleichspannung)
* schlechte EMV-Eigenschaften

'''Auflistung diskreter Step-Up-Schaltregler:'''

* http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=17395
* http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6_2/Kapitel6_2.html#6.2
* http://www.mikrocontroller.net/topic/73532#604774
* [http://www.nxp.com/acrobat_download/applicationnotes/AN10218_1.pdf NXP AN10218] (PDF) (Philips LPC900 microcontroller) single cell power supply
* [http://www.b-kainka.de/bastel36.htm Der LED-Spannungswandler] von B. Kainka
* [http://www.bigclive.com/joule.htm Make a Joule Thief] - Versorgung einer LED aus einer 1,5V Zelle
* Diskussionen von '''Joule-Thief''' Schaltungen im Forum
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/47224 Sensor autark betreiben mit einem Thermogenerator]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/55041 LEDs mit Akku(s) effizient betreiben]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/38163 Wie kann man eine Knopfzellenspannung um ca. 1 Volt erhöhen]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/62158 Spannungsanhebung 1,2V -> 2V]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/77154 Step-Up Transistorschaltung für LED Lampe]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/56523 3x 2,9V LEDs mit 2xAAA versorgen]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/55962 Gibt es eine Möglichkeit LEDs bei 1V zu betreiben]
** [http://cappels.org/dproj/ledpage/leddrv.htm#Rusty_Nail_Night_Light Rusty Nail Night Light]

=== Ladungspumpen ===

Ladungspumpen erhöhen die Spannung, indem sie Kondensatoren zyklisch parallel laden, umpolen und in Reihe entladen.

'''Vorteile:'''
* geringer Stromverbrauch, deshalb für Low-Power-Anwendungen gut geeignet
* keine Spulen, deshalb kein magnetisches Störfeld

'''Nachteile:'''
* nur geringe Ausgangsströme möglich (100mA)
* ICs nur für höhere Eingangspannungen erhältlich, ab 3V
* Teilweise starke Strompulse beim Umladen der Kondensatoren, womit empfindliche Analogschaltungen gestört werden können (Funkempfänger etc.)

'''Auflistung von Ladungspumpen:'''
* TPS60300 - Vin 0,9-1,8V
* TPS60100 - Vin 1,8-3,6V (200mA)
* MAX1759 - Vin 1,6-5,5V (2-3 Zellen)
* ICL7660 - Vin 1,5-10V (10mA) [Pollin]

== Forumsbeiträge zum Thema ==

*[http://www.mikrocontroller.net/topic/45101 3v3 Volt aus einer 1v2 Volt Zelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/18789 Stromversorgung aus einer Zelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/73532 Step-Up Mignon zu 5V]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/141635 Stepup/-down: Konstante 5V aus 4xMonozelle]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/189526 Ersatz 9V-Block durch Mikrozelle]

== Externe Links ==

* [http://www.powerdesignersusa.com/InfoWeb/index.shtml Powerdesigners InfoWeb] - Free tools, resources and education for power electronics designers and students (engl.)
* http://www.linear.com/products/Step-Up_(Boost)_Regulators
* http://www.ti.com/power
* http://www.maxim-ic.com/products/power/
* [http://focus.ti.com/lit/an/slaa105/slaa105.pdf TI Application Report SLAA 105] Simple 1.5-V Boost Converter for MSP430
* 2-6V DC nach 5V DC Konverter auf der Basis des '''LT1302''' als [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=83&products_id=195 Fertigmodul] bzw. [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=194 Platine] (Shop robotikhardware.de)
* [http://www.heise.de/mobil/Langzeittest-von-NiMH-Akkus-mit-reduzierter-Selbstentladung--/artikel/143297 Langzeittest von NiMH-Akkus mit reduzierter Selbstentladung] auf heise.de
* [http://spritesmods.com/?art=ucboost Run an uC from an AA-battery] auf spritesmods.com
* [http://www.powerstream.com/BatteryFAQ.html PowerStream Battery Chemistry FAQ]
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01416a.pdf AN1416: Low-Power Design Guide] von Microchip (PDF)

[[Kategorie:Bauteile]]
[[Kategorie:Spannungsversorgung und Energiequellen]]

Diskussion:Operationsverstärker-Grundschaltungen

2014-02-27T07:47:14Z

Bohnsorg:

Hallo Leute,

könnte vielleicht jemand erklären, wie eine einfache einstellbare Phasenverschiebung zu realisieren ist?

=== Engl. Fachbegriffe ===
Im Text fehlen die englischen Fachbegriffe, etwa »slew rate«. Eine Anführung in Klammern, etwa (engl. slew rate) erscheint mir ausreichend. Außerdem ist der INA102 nicht der einzige Instrumentenverstärker, nicht einmal aus dem Hause Texas Instruments (INA105, -110, -114, -117). [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 08:24, 27. Feb. 2014 (CET)

Diskussion:Operationsverstärker-Grundschaltungen

2014-02-27T07:24:37Z

Bohnsorg:

Hallo Leute,

könnte vielleicht jemand erklären, wie eine einfache einstellbare Phasenverschiebung zu realisieren ist?

=== Engl. Fachbegriffe ===
Im Text fehlen die englischen Fachbegriffe, etwa »slew rate«. Eine Anführung in Klammern, etwa (engl. slew rate) erscheint mir ausreichend. [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 08:24, 27. Feb. 2014 (CET)

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2014-02-27T07:21:42Z

Bohnsorg: interne Verlinkung

== Idealisiertes Modell eines OPV==

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

| \
| \
-- | - \
| \_______
| /
-- | + /
| /
| /

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.
Achtung: Die Eingangsschutzbeschaltung (Dioden von GND und gegen VCC) bei manchen OPVs kann jedoch dazu führen, dass Strom in den Eingang fliesst, wenn dessen Betriebsspannung z.B. abgeschaltet ist.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt [[Operationsverstärker-Grundschaltungen#Verstärkergrundschaltungen|Verstärkergrundschaltungen]].

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:

<math>U_e</math>: von oben nach unten

<math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-)
angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang
verbunden ist. Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und
Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, wird somit auch (-) daran angeglichen, und so liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an. Daher gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OP besitzen reale OPs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Anstiegszeit ===
Bestimmend für die dynamische Änderung des Signal ist wiederum die slew rate, die wesentlich das AC-Verhalten bestimmt.

=== Frequenz-Bandbreiteprodukt ===

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzanteil aufgeteilt werden kann. Der nicht erwünschte Gleichtakt (engl. ''common mode'') ist dabei ein Maß für die Qualität des OP.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechnung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OP als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OP ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In a) ist ein invertierender Verstärker mit einem OP dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker b) finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OP. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 bestimmt. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R6}{R7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R6}{R7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R6 = (V - 1) \cdot R7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0,5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.
[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R2}{R1 + R2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R3}{\frac{R1 \cdot R2}{R1 + R2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie fliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

'''Berechnungsbeispiel für Schaltung b)'''

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0,1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0,6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

So hat der Komparator nun einen einstellbaren Schaltpunkt.

[[Bild:Op-komp-c.PNG]]

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall gilt:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Für den 2. Fall:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4} + U_{e_2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:<math>U_{e2+} = U_{e2} \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7}</math>

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right ) \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7} - \frac{R_6}{R_4} \cdot U_{e1}</math>

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:<math>R_6 = R_7 = R_4 = R_5</math>

dann ist

:<math>U_a = U_{e2} - U_{e1}</math>

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:<math>\frac{R_6}{R_4} = \frac{R_7}{R_5}</math>

Dann ergibt sich für Ua:

:<math>U_a = \left (U_{e2} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right ) - \left (U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

oder noch einfacher:

:<math>U_a = (U_{e2} - U_{e1}) \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|'''Ue1 = 5V'''
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|'''R6 = 200k'''
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|Ue2i = 0V, '''Uai = -10V'''
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|'''Ue2ii = 2.56V''', '''Uaii = 10V'''
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|Um = Ue2
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|Ia + Ib = Ic
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|(Ua-Ue2)/R6 + (Ue1-Ue2)/R4 = Ue2/Rc
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|(Uai-Ue2i)/R6 + (Ue1-Ue2i)/R4 = Ue2i/Rc
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|(Uaii-Ue2ii)/R6 + (Ue1-Ue2ii)/R4 = Ue2ii/Rc
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R4=-\frac{R6*U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|'''R4 = 100k'''
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>Rc=\frac{R6*U_{e1}*U_{e2ii}}{U_{aii}*U_{e1}-U_{ai}*(U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}*U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|'''Rc = 41.6k'''
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierer ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Logarithmierer ===
Logarithmierer werden mit der Kennlinie einer Diode konstruiert, die einen eingeprägten Strom in eine Spannung übersetzt.

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man Wechselspannung (z. B. Audiosignale) die auch negative Spannungen enthält mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache Versorgungsspannung, eine positive in Bezug zu Masse, zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der positive Eingang wird mit einem Spannungsteiler (R3 und R5) auf die halbe Betriebsspannung gelegt. Dieser Spannung wird dann die zu verstärkende Eingangswechselspannung überlagert. Mit den Kondensatoren am Eingang (C1) und am Ausgang (C2) wird der Gleichspannungsanteil abgekoppelt.

Die Verstärkung ist in diesem Beispiel für Wechselspannung 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin gehen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin geht, wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung her bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

= Kaufempfehlung =
LM 158/258/358 2 OPs in einem Gehäuse Preis ca. 0,30€.

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Weblinks =
*[http://www.eetkorea.com/ARTICLES/2003SEP/A/2003SEP19_AMD_AN07.PDF Op Amp Circuit Collection] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf Op Amps for Everyone] - englischsprachiges, sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
*[http://www.blecken.de/download/opverst.zip Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern] - Prof. K. Blecken, Skript zur Vorlesung (deutsch, *.doc-Format)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/AU/design/0,4706,268_0_,00.html Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass|Aktiver RC-Bandpass auf Operationsverstärker-Basis]]
* [http://sound.westhost.com/appnotes/an001.htm Präzisionsgleichrichter], engl.
* [http://www.elektronikwissen.net/opamp/9-opamp-wissen.html OpAmp Praxis], Praktikertipps + schwingende Operationsverstärker in den Griff bekommen

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Schaltplaneditoren

2014-01-29T20:34:04Z

Bohnsorg: Screenshot+Bedienung+Abgrenzung

== AACircuit ==

'''AACircuit''' ist ein Schaltplaneditor mit einer Ausgabe als ASCII-Grafik. Das Programm wurde dafür entwickelt, um mal eben eine Frage oder eine Antwort in ''newsgroups'', Chats oder Foren zu veranschaulichen, wenn keine Upload-Möglichkeit von Bilddateien da ist. AACircuit gibt es bei http://www.tech-chat.de/ ([http://9r1.org/AACircuit1_28_6.zip Download-Mirror])

Beispiel:
<pre>
.---o----o------o---o---------------o---o----o------------o 12-15V
| | | 22µF| + | | | |
.-. | .-. ### | .-. | | .-------o
| |<-' | | --- | | | | | | .---o
| |5k | |5k6 | | | | | | | |
'-' '-' | o--. '-' | _|_ o /o
| | === | | | | |_/_|- /
.-. | GND | ---100n LED V - | /
| | | | --- - ^ | o
| |6k2 | | | | | | |
'-' | | GND '---o----o '-------o
| | 2|\|7 |
o-----------------|-\ LM741 ___ |/
| | | >-------o--|___|--o---|
| o---o----|+/ 6 | 22k | |> BC547
| | | 3|/|4 | | |
.-. | | === o---. .-. |
| | | o---. GND | | | |5k6 |
| |2k7 .-. | | ___ _V_ | | | |
'-' KTY10 | + '--|___|--|___|-' '-' |
| | | ### 47k 220k | |
| '-' --- | |
| | | | |
| | | | |
'--------o---o-------------------------o-----o------------o GND
</pre>

== Altium Designer ==

Altium (aus Protel hervor gekommen) ist eine kommerzielle EDA Suite die verschiedenste Funktionen beinhaltet.
Neben den Klassikern wie Schaltplan und Layouterzeugung werden auch elektronische Simulationen, FPGA Entwicklungstools, und diverse andere Features per PlugIn vom Hersteller angeboten.
Leider ist der Produktzyklus momentan sehr kurz, so das fast Jährlich neue Hauptrelease erscheinen (aktuell 13.2) und in Abständen von 2-6 Monaten "Zwischenupdates" veröffentlicht werden.
Leider wurde der Preis in der Jüngsten Vergangenheit des öfteren nach oben korrigiert.

*Diverse Formate können importiert und exportiert werden, so das man u.A. "fast" nahtlos mit MCAD Systemen kooperieren [https://docs.google.com/viewer?url=http://www.altium.com/files/training/Module%2020%20-%203D%20Mechanical%20CAD.pdf LINK]
*Diverse Funktionen für HighSpeed Designs [http://fplreflib.findlay.co.uk/articles/37941%5CHiSpeedDesignTutorialforAltiumDesigner_long.pdf LINK]

== BAE ==

'''B'''artels '''A'''uto '''E'''ngineer unterstützt die Erstellung von Schaltplänen, Leiterplatten und integrierten Schaltungen und läuft unter Windows, Linux und verschiedenen X11-/Unix-Systemen. Der Schaltplaneditor kann Pläne auf beliebig vielen Blättern erstellen, wobei auch hierarchische Strukturen möglich sind. Der Autorouter erzeugt recht brauchbare Ergebnisse, wobei beliebige Teile mit der Hand vorab geroutet werden können. Ein Autoplacer ist ebenfalls vorhanden.

Eine auf Schaltplaneingabe beschränkte Version und eine kastrierte Evaluierungsversion sind auf der [http://www.bartels.de/bae/bae_de.htm BAE Homepage] downloadbar.

Die [http://www.bartels.de/bae/baeprice_de.htm preiswerteste] kostenpflichtige Version ist das BAE Light. Diese Version ist auf Leiterplatten der Groesse 180x120 mm² und auf 2 Lagen beschränkt, eine Beschränkung auf eine bestimmte Pinanzahl gibt es aber nicht.

Ansonsten wird eine Economy-, Professional- und Highendversion angeboten, die jeweiligen Eigenschaften sind im Abschnitt [http://www.bartels.de/baedoc/inst_de.htm Bartels AutoEngineer Softwarekonfigurationen] erklärt. Interessant ist z. B. der Bauteilhöhencheck.

Mit dem BAE IC Design dringt man bis in den Bereich der IC-Entwicklung vor.

[[BAE-Tutorial]]

== Basic Schematic ==

[[Bild:Base schematic example.png|right|thumb|Screenshot Base Schematic]]

Basic Schematic ('''BSch3V''') ist ein freier Schaltplaneditor für Windows (98/Me/2000/XP). IN der aktuellen Version läuft es auch unter Windows7. Es enthält einen Component Library Editor, einen Parts List Generator und einen Netlist Generator, sowie eine Automatic Numbering Funktion.

Ein ZIP-Archiv mit engl. Programm, Handbuch und Sourcecode gibt es bei http://www.suigyodo.com/online/e/index.htm.

Ebenso ist dort eine Cross-Plattform Version '''Qt-BSch3V''' auf der Basis von Qt-Grafiklibraries erhältlich.

Das Programm ist bis dato (2012) gut gepflegt.

== BlackBoard Breadboard Designer ==

[[Bild:BlackBoard.png|right|thumb|Screenshot]]

BlackBoard Breadboard Designer ist ein freier Editor für Lochrasterplatinen Layouts, der das Planen der Bauteilplazierung sowie der beidseitigen Verdrahtung deutlich vereinfacht und sich u.a. auch für die Dokumenation solcher Prototypenaufbauten eignet.

Er läuft auf allen Plattformen für die eine Java Runtime zur Verfügung steht.

Die Homepage von Blackboard ist unter http://blackboard.serverpool.org zu erreichen. Blackboard steht unter der GPL V2.

'''Achtung:''' BreadBoard wird nicht mehr weiterentwickelt! Die Homepage wird zum 31.01.2014 eingestellt!

== DipTrace ==

Design-Editor für PCB-Leiterplatten für Windows NT, 2000, XP, Server 2003
- erweiterte Pro-Version erlaubt den Export in DXF, Gerber und N/C Drill sowie Leiterplattenlayouts mit mehr als 250 Pins.

Auf den ersten Blick etwas gewöhnungsbedürftig - auf den zweiten Blick extrem effizient.

[http://www.diptrace.com/ DipTrace Homepage]

[http://www.mikrocontroller.net/topic/319636#new Forrumsbeitrag über Diptrace]

[http://www.mikrocontroller.net/topic/320897/ Geeignete Schaltplan und Layoutsoftware für Hobbyprojekte]

== Eagle ==

[[Bild:Eagle.png|right|thumb|Screenshot]]

Eagle von Cadsoft ist nicht nur ein Schaltplaneditor, sondern ein komplettes Paket mit Layoutprogramm und Autorouter. Das hat den Vorteil, dass man einen erstellten Schaltplan gleich zur Platine weiterverarbeiten kann.

Mitgeliefert werden umfangreiche Symbol- bzw. Bauteilbibliotheken, von Widerständen in allen Bauformen über Taster bis hin zu [[AVR]]s. Eine Library für viele aktuelle AVRs findet sich im Download-Bereich
von [http://www.embedit.de http://www.embedit.de].

Eagle läuft unter Linux, Windows (2000/XP/Vista/7) und Mac OS X. Ausgabedateien können direkt an die einschlägigen Hersteller geliefert werden.

Eine für nichtkommerzielle Anwendungen kostenlose Version ist von [http://www.cadsoft.de/ CadSoft] erhältlich. Diese ist auf zweilagige Platinen im halben Euro-Format (80x100mm) sowie Schaltpläne mit nur einer Seite beschränkt.

=== Autorouter ===

Der Autorouter funktioniert nicht in der nichtkommerziellen Version. Man kann aber in diesem kostenlosen Autorouter eagle-brd Dateien importieren und als Eagle-session-script (.scr) wieder in Eagle importieren: [http://www.freerouting.net/ http://www.freerouting.net/]

Auf die richtige Version des Eagle-ULP achten.

=== 3D-Ansicht===
[[Bild:Stereobild-elektronik-3d.jpg|right|thumb|Rot-Grün-Stereo-Bild]]
Zum Betrachten des fertigen, bestückten Platinenentwurfs in Form eines 3D-Bilds bietet sich das Paket [http://www.matwei.de/doku.php?id=en:eagle3d:eagle3d eagle3D] an. Mit Hilfe eines ULP wird eine Beschreibungsdatei für den open source Renderer POVray erzeugt, welche dann anschließend halbautomatisch generiert werden kann. Auch Bewegungsanimation und Kameraflug sind möglich. Es wird bereits ein große Zahl an Bauteilen unterstützt.

Anwendungshinweise:
* [[Eagle im Hobbybereich]]
* [http://gaussmarkov.net/wordpress/category/tools/software/eagle/ Eagle CAD Tutorial] im Blog von gaussmarkov: diy fx (englisch)
* [[Stereobilder mit EAGLE 3D]]

{{Absatz}}

== FreePCB ==

FreePCB ist ein freier, open-source PCB editor für Microsoft Windows, der unter der GNU General Public License veröffentlicht wurde. Er wurde entwickelt, um ihn einfach erlernen und nutzen zu können und dennoch für professionelles Arbeiten geeignet. Er besitzt keinen eingebauten Auto Router, kann jedoch den web-basierten auto router auf www.freerouting.net verwenden.

== Electric ==

Das [http://www.staticfreesoft.com/index.html Electric(TM)] VLSI Design System ist ein Open Source Electronic Design Automation (EDA) System.

== ExpressPCB ==

Die Firma ExpressPCB bietet den kostenlosen Schaltplaneditor ExpressSCH an. Zusätzlich gibt es das kostenlose Layoutprogramm ExpressPCB zum Erstellen von zwei- und vierlagigen Leiterplatten. Die beiden Programme sind auf Windows (NT, 2000, XP, Vista) beschränkt. Die Firma bietet auf der [http://www.expresspcb.com/ ExpressPCB Homepage] ausserdem einen kommerziellen Service für die Herstellung von zwei- und vierlagigen Leiterplatten an. Auf der Seite finden sich [http://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Tips.htm hier] einige Hinweise zum Entwurf von Leiterplatten.

== FidoCadJ ==

[http://davbucci.chez-alice.fr/index.php?argument=elettronica/fidocadj/fidocadj.inc&language=English FidoCadJ] is a very easy to use editor, with a library of electrical symbols and footprints (through hole and SMD). Albeit its ease of use, it is a very immediate and effective EDA tool for the hobbyst. FidoCadJ stores its drawings in a compact text format. This choice is well suited for the copy and paste in newsgroups and forums. This explains the success of FidoCadJ in Usenet groups and in several portals. FidoCadJ is multi-platform Java program and runs on MacOSX, Linux and Windows. FidoCadJ and its manuals are in english, french and italian. Lizenz: Creative Commons 3.0 BY-NC-ND

== Fritzing ==

[[Datei:Fritzing bildschirmfoto.png|miniatur|rechts|Bildschirmfoto]]
'''Fritzing''' verwendet die Metapher eines Breadboards (Steckbretts), auf dem die Benutzer virtuell Bauteile einstecken. Fritzings Zielgruppe sind Künstler, Designer und Hobbyisten aber nicht unbedingt Profielektroniker, und die Software soll speziell auf die Zielgruppe zugeschnitten werden. Dabei wird auf eine niedrige Zugangsschwelle wert gelegt. Versionen für Mac OS X, Linux und Windows (XP/Vista) sind bei http://www.fritzing.org/ erhältlich.
Nichtsdestotrotz besitzt das Programm 3 Ansichten, von denen die erste am häufigsten gezeigt wird – das o.a. Breadboard. Weiters wird aus dem Steckbrett in einer zweiten Ansicht ein Schaltplan erstellt und in einer dritten Ansicht lässt sich sogar eine Leiterplatte entwerfen. Die Bauteilliste enthält bereits fertige Komponenten der [[Arduino]]-Gemeinschaft und ähnlicher Produkte wie die von Sparkfun, Parallaxe oder Picaxe. Ein paar Standardbauteile wie eine rote LED oder ein 220Ohm-Widerstand sind schnell zu finden.
Die Bedienung ist einfach zu erlernen und es gibt zwar Tastaturkürzel für die wichtigsten Funktionen, aber der erste Schaltplan ist schnell allein mit der Maus erstellt. Eine Umschaltung zwischen Platzierung der Bauteile und Routing ist nicht notwendig. Einfaches Klicken und Ziehen erstellt eine Kabelbrücke als Luftlinie. Auf Ebenen muss der Nutzer auch nicht verzichten. So lassen sich Bauteile, Kabel und Beschriftungen ein- und ausblenden. Da endet aber auch die gestalterische Freiheit und ein aufwändigeres Programm müsste her.

== gEDA ==

[http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] ist eine unter anderem aus [http://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplaneditoren#Gschem Gschem] und [http://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplaneditoren#PCB PCB] bestehende Open Source Programm Suite zur Entwicklung von Schaltplänen und Platinen.

== Gschem ==

[[Bild:Gschem.png|right|thumb|Screenshot]]

gschem ist der Schaltplaneditor aus dem Open Source Projekt gEDA. gschem wird hauptsächlich auf Linux Rechnern entwickelt, läuft aber auch auf anderen Unix-Betriebssystemen und unter Windows. gschem ist für die Linuxdistributionen RedHat und Debian als Paket verfügbar, für Windows ist nur eine ältere Version erhältlich und für alle anderen ist selber kompilieren angesagt.

Die Bedienung ist nicht sonderlich anfängerfreundlich. Hat man sich aber mal daran gewöhnt, dass jeder Menupunkt mit 1 oder 2 Tasten erreichbar ist, läßt sich's mit gschem prima arbeiten.

In der Symbolbibliothek (die auch online betrachtet werden kann) sind etwas mehr als 1000 Symbole; das Selbsterzeugen von Symbolen ist jedoch problemlos möglich. Insbesondere ist es aufgrund des gut dokumentierten und einfachen Datei-Formates möglich, mit einfachen Perl-Programmen z. B. aus Reports von Xilinx ISE Symbole zu erzeugen und automatisch zu aktualisieren, wenn sich die Pinzuordnung ändert. Das fehlerhafte Eingeben der Pinbelegung von CPLDs und FPGAs von Hand und die Änderung derselben ist damit für gschem User Geschichte.

Die Schaltpläne lassen sich als png und als Postscript exportieren.

Netzlisten (insgesamt über 20 Formate für PCB, Protel, Eagle, BAE, spice, pads, ... ) lassen sich mit dem Programm gnetlist generieren. Aus diesem Grund ist man (bis auf die Namen der Footprints) unabhängig von der verwendeten Layout-Software und kann diese auch sehr leicht wechseln.

Gschem bildet zusammen mit PCB und anderen Programmen das [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] Programmpacket.

Ein großer Vorteil der gEDA-Suite sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von Helper-Tools zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen.

Nähere Informationen über gschem (gEDA) gibt es unter [[http://www.geda.seul.org/ http://www.geda.seul.org/]].
Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu Gschem [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA unter gEDA].

== Inkscape ==

Etwas bekannter noch als Jfig ist [http://inkscape.org/ '''Inkscape'''], ebenfalls ein reines Vektorzeichenprogramm, das vor allem (aber nicht nur) SVG-Dateien erstellt, die mit der Wikipedia eine große Verbreitung gefunden haben. Es ist in fast jeder gängigen Linux Distribution enthalten, eine Windowsversion sowie eine [http://portableapps.com/apps/graphics_pictures/inkscape_portable '''portable Windowsversion'''] existiert auch. In der Wikipedia findet sich eine Sammlung von Elektroniksymbolen im [http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:SVG_electrical_symbols SVG-Format] und [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrical_symbols_library.svg hier]. Als Beispiele damit gezeichneter Schaltpläne sei diese [http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Created_with_electrical_symbols_library] genannt.

== JFig ==

[[Bild:Jfig.png|right|thumb|Screenshot]]
JFig ist eigentlich ein "ganz normales" Vektorzeichenprogramm. Um Schaltpläne zu zeichnen benötigt man deshalb zusätzliche Symbolbibliotheken.

Die Exportmöglichkeiten für das weitverbreitete fig-Format sind sehr vielfältig: mit dem Zusatzprogramm fig2dev, das direkt aus dem jfig-Menü aufgerufen kann, bleiben von Postscript über PNG bis hin zu [[LaTeX]] kaum Wünsche offen. Für kleine Schaltpläne oder Diagramme, die ausgedruckt oder in PDF-Dateien verbreitet werden sollen, gibt es deshalb nichts besseres.

Das Programm ist ein komplett in [http://java.sun.com/ Java] geschriebener 1:1-Klon des [[Linux]]-Programms xfig und sollte daher mit jedem Betriebssystem von Windows bis Mac OS laufen. Es ist kostenlos auf [http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/jfig/ http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/jfig/] erhältlich. (Leider ist der Download schon geraume Zeit nicht mehr möglich. Zitat von der Seite: "Sorry. Recently, I got two serious bug reports which have now been confirmed, and jfig downloads are suspended until these have been resolved.")

Die Bedienung wird für Windows-Benutzer am Anfang wohl ziemlich ungewohnt sein, aber wenn man mal das Grundprinzip verstanden, hat findet man sich durch die eindeutig beschrifteten Schaltflächen schnell zurecht.

== Kicad ==
[[Bild:kicad1.gif|right|thumb|Screenshot]]
[[Bild:kicad2.gif|right|thumb|Screenshot]]

[[KiCAD]] ([http://www.kicad-pcb.org/display/KICAD/KiCad+EDA+Software+Suite/ Homepage]) und ([http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/ "klassische" Homepage]) ist ein Paket aus Design / Layout / Routing Programmen. Es basiert auf wxWidgets und ist damit plattformübergreifend. Die Progamme sind unter der GPL veröffentlicht und damit Open Source.
Im deutschsprachigen Raum existiert noch ein Zeichenprogramm für Elektrotechnik, welches auch kicad heisst, aber ein kommerzelles Projekt ist, und mit dem hier behandelten lediglich den Namen gemeinsam hat.

Das KiCAD Projekt wurde von Jean Pierre Charras gestartet und enthält eine Gruppe recht aktiver Entwickler. Es ist auf [http://de.wikipedia.org/wiki/Launchpad Launchpad] angesiedelt. Auch eine Nutzergruppe des [http://de.wikipedia.org/wiki/CERN CERN] beteiligt sich mit einem [https://code.launchpad.net/~cern-kicad/kicad/kicad-gal-orson branch] an der Weiterentwicklung von KiCAD: .

Eine Kicad User-Group findet sich unter http://groups.yahoo.com/group/kicad-users/. Die Anmeldung erfolgt erst, nachdem man vom Besitzer der User-Group freigeschaltet wurde (wie üblich für die meisten Yahoo-Groups).

Neben der mitgelieferten, bereits umfangreichen Bibliothek gibt es auf vielen anderen Seiten (z. B. http://www.kicadlib.org/) weitere Bibliotheken zum Download, die einfach integriert werden können.

Für Umsteiger von anderen Programmen sollten sich nach wenigen Stunden bereits die gleichen Ergebnisse erzielen lassen. Beim Erlernen kann das Tutorial von http://www.curiousinventor.com/guides/kicad helfen. Ebenso findet sich hier unter http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD eine unfangreiche FAQ (und Bibliothekssammlung)

Der Schaltplaneditor von Kicad verfügt über Möglichkeiten hierarchische Schaltpläne anzulegen. Etwas, das man nicht mehr missen möchte, nachdem man einmal damit gearbeitet hat. Obwohl ursprünglich nicht dafür gedacht, lässt sich dieses System nutzen, um aus vorgefertigten Teilschaltplänen einen Hauptschaltplan modular zusammenzusetzten. Eine Anleitung dazu findet sich hier: [[Media:HierarchischeSchaltplaeneAlsBausteineInKicad_RevC_23Dec2013.pdf]]

Kicad liefert eine schöne 3D-Ansicht des fertigen Layouts einschließlich der bestückten Bauteile, so dass man an dieser Stelle schon einmal einen Überblick bekommt, ob vielleicht nicht doch etwas vergessen wurde. Es gibt zwar nicht für alle Bauformen ein 3D-Modell, allerdings lassen sich diese selbst erstellen.

Kicad ist mittlerweile soweit verbreitet, das viele Leiterplattenhersteller die Kicad-Board Daten direkt verarbeiten können.

Kicad enthält eine Autoplacement und eine Autorouterfunktion, die aber leider nicht sehr effizient sind. Ausserdem sind sie schlecht dokumentiert. Es lassen sich aber Netzlisten zum Export in mehrere verschiedene externe Autorouter erzeugen. Desweiteren lässt sich der bekannte Freeroute Autorouter im Netz direkt verwenden. Desweiteren können Netzlisten zum Export in Spice erzeugt werden. Ein weiterer Kritikpunkt wäre, dass die offizielle Symbolbibliothek nur amerikanische, aber keine europäischen Schaltplansymbole enthält. Aber eine aktuelle Version einer europäischen Symbolbibliothek findet sich hier in Mikrocontroller.de unter http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD#Bibliotheken
unter SymbolsSimilarEN60617+oldDIN617-RevE8.lib
Diese enthält aber nicht nur EN60617 Symbole, sondern auch einige andere Symbole wie Logos für Gefahr, Hochspannung, ESD-Schutz und Dummy Symbole für Platinenumrisse, Fiducials, Messpunkte ec. Eine [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/7/77/Symbols_EN60617_13Mar2013.lib "gereinigte" EN60617 Bibliothek] findet sich am gleichen Ort unter Symbols_EN60617_13Mar2013.lib, zusammen mit einem
[http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/e/e6/Symbols_EN60617_13Mar2013.pdf PDF-Katalog der enthaltenen Symbole].

Eagle 6 Boarddateien können in Kicad eingelesen werden. Diese Funktion ist aber noch als experimentell zu bezeichnen.

Das Kicad Packet enthält ausserdem einen Gerberdatenviewer und einen "Leiterplattenrechner" mit dem z.B. Wellenwiderstände, Leiterbahnbreiten und Isolationsabstände bestimmt werden können.

Kicad kann z.Z. Boards mit 16 Kupferlagen und die dazugehörigen Löttstop., Umriss-, Lötpasten-, Kleber-, Silkscreen- ec. Lagen verarbeiten. Die mögliche Leiterpalttengröße liegt über 1x1m. Damit ist eine deutlich größere Fläche als die von Einheitstafeln abgedeckt. Wer Platinen im oder über dem Einheitstafelnformat benötigt, wird Mühe aufwenden müssen, einen Hersteller dafür zu finden.

Die Einarbeitung in Kicad ist vergleichbar mit Eagle. Es hängt vermutlich von den individuellen Denkstrukturen ab, welches Programm man handlicher findet. Ein großer Vorteil sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von externen Skripten zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen.
Ein internes Skripting unter Python für KiCad ist in der Entwicklung. z.Z. kann es aber nur für Testing Versionen unter Linux verwendet werden.

== Lochmaster ==

[http://www.abacom-online.de/html/lochmaster.html Lochmaster] ist ein Programm zur Erstellung von Layouts speziell auf [[Lochrasterplatine]]n. Schaltplan und Layout sind ein und das selbe.

== PCB ==

[http://pcb.sourceforge.net/index.html PCB] ist ein freies (open source) Layoutprogramm inklusive Autorouter. Zum Zeichnen der Schaltpläne kann [[Schaltplaneditoren#Gschem|Gschem]] verwendet werden.

PCB wurde ursprünglich für den Atari ST entwickelt und später nach
Unix portiert. PCB läuft meist unter Linux, kann allerdings mit [http://www.cygwin.com/ Cygwin] auch unter Windows betrieben werden.

Als Ausgabeformate stehen [http://de.wikipedia.org/wiki/Postscript Postscript] und Gerber RS-274-X zur Verfügung.

Ein großer Vorteil von PCB ist, dass alle Funktionen auch über
Hotkeys gesteuert werden können, was insbesondere nach längerer Einarbeitungszeit ein großer Gewinn gegenüber manchen Windows-Programmen ist.

Zur Einarbeitung ist es meines Erachtens sehr wichtig, sich das [http://www.geda.seul.org/wiki/geda:gsch2pcb_tutorial Tutorial] durchzulesen. PCB und Gschem sind nicht besonders einfach zu benutzen. Gerade am Anfang, wenn man sich versucht damit einzuarbeiten. Aber wenn man einmal mit dem Werkzeug arbeiten kann, wird man es nicht mehr missen wollen.

PCB bildet zusammen mit Gschem und anderen Programmen das [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] Programmpacket. Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu PCB [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA unter gEDA].

== ProtoCAD ==

[http://protomind.net/page.php?7 ProtoCAD] ist ein Werkzeug, um schnell Schaltpläne zu entwerfen. Es ist für [[Lochrasterplatine]]n entwickelt worden, kann aber auch für andere Methoden genutzt werden. (Java 1.5 kompatibel, Swing GUI, Open Source)

== Pulsonix ==
[http://www.pulsonix.com PULSONIX] ist ein professionelles Schaltplan- und Layout-Werkzeug mit [http://www.pulsonix.com/downloads/datasheets/Pulsonix%20FPGA.pdf integriertem FPGA-Interface] sowie [http://www.pulsonix.com/downloads/datasheets/Pulsonix%20Spice%20V2.0%20UK.pdf integriertem Schaltungsimulator] auf PSpice-Basis.

== QCAD ==

[http://www.ribbonsoft.de/qcad.html QCAD] gibt es in einer lizenzpflichigen und in einer Open Source Community Version. QCAD ist kein ausschliesslicher Schaltungseditor, sondern kann auch für andere 2D Zeichnungen (Konstruktionen etc.) eingesetzt werden.

== Razen PCB ==

[[Datei:Razenpcb.png|miniatur|rechts|Screenshot]]

[http://razencad.com/ Razen CAD] ist zwar noch in der Alpha Phase, aber sieht momentan schon recht vielversprechend aus.
Es setzt auf Mercurial auf und ermöglicht dadurch kolaboratives arbeiten an einem Layout.

== sPlan ==

'''sPlan''' ist ein relativ preiswerter Schaltplaneditor für Windows (95,98,ME,NT,2000,XP)
Infos und eine Demoversion von sPlan gibt es u.a. bei http://www.abacom-online.de/html/splan.html

== TARGET 3001! ==

[[Bild:target3001.png|right|thumb|Screenshot]]

TARGET 3001! für Windows (ME/NT4/2000/XP/Vista/Win7) bietet folgende Funktionen

* Schaltplan
* Bauteilerstellung
* Schaltungssimulation (PSPICE-Syntax)
* Platinen-Layout mit Autoplatzierer
* Autorouter
* Anzeige der Platine in 3D
* Frontplattenentwurf direkt an oder über der Platine

Die Platinen-Layout-Software ist in deutscher, englischer oder französischer Sprache. Es gibt eine für nicht kommerzielle Anwendungen kostenlose Version: TARGET 3001! discover ist beschränkt auf 250 Pins/Pads, 2 Kupferlagen
und 30 Signale sind simulierbar, die Fläche ist unbeschränkt (1,2m x 1,2m).

Auf der c't 11/07 CD ist eine SE Version von TARGET 3001! verfügbar welche 400 Pins/Pads verarbeiten kann.

Die PCB-Pool Edition hat keine Beschränkungen, speichert aber die Layouts in einem von normalen Target Versionen nicht lesbaren Format. Diese Layouts können dann allerdings nur zum selbst Ätzen ausgedruckt werden oder vom PCB-POOL® produziert werden.

Links:
* [http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide Target3001 Homepage]
* [http://www.pcb-pool.com/ppde/service_downloads.html Target3001 PCB-Pool-Edition]

TARGET 3001! bietet ein typisches Windows Look-And-Feel. Eine einfache Einführung findet sich '''[http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/index.php?title=Kurzeinführung2 hier]'''. Wer sich schon mit Eagle auskennt, kann auch '''[http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/index.php?title=Eagle hier]''' schauen. Es gibt kostenlosen direkten Service durch den Hersteller telefonisch oder per E-Mail auch für Einsteiger oder Demo-User.

== TinyCAD ==

'''TinyCAD''' ist ein weiterer ''Open Source'' Schaltplaneditor für Windows. Mehr Infos gibt es auf der [http://tinycad.sourceforge.net Projektseite]. TinyCAD kann z. B. mit VeeCAD (s.u.) kombiniert werden.

== VeeCAD ==

[http://veecad.com/ VeeCAD] Stripboard Layout Editor ist ein Werkzeug, um [[Lochrasterplatine]]n zu entwerfen. VeeCAD ist als kommerzielle Version und als eingeschränkte Freiversion erhältlich.

== ZenitPCB Suite ==

[http://www.zenitpcb.com/eng/IndexEng.html ZenitPCB Suite] is directed to all those people who want to make printed circuit board for hobby, or to student and academics from universities or high schools, who want to create their own pcb with a professional approach and particularly without having to pay for expensive licenses. ZenitPCB Layout (part of the ZenitPCB Suite) is completely freeware for personal or semi-professional use, limited to [http://www.zenitpcb.com/images/MainBoard_01_01.gif 800 pins]. (Windows XP, Vista)

Übersetzung: ZenitPCB richtet sich an all diejenigen, welche fürs Hobby, Schule, Studium etc professionelle PCBs erstellen möchten, ohne viel Geld für Lizenzen ausgeben zu müssen. ZenitPCb ist in der eingeschränkten Version mit 800 Pins für den semi-professionellen und privaten Gebrauch kostenfrei benutzbar.

== Siehe auch ==

* [[Schaltungssimulation]]
* [[Dos and don'ts - Platinenlayout]]
* [[Lochrasterplatine]]

[[Kategorie:Schaltplaneditoren| ]]
[[Kategorie:Listen]]

Datei:Fritzing bildschirmfoto.png

2014-01-29T20:26:19Z

Bohnsorg: Bildschirmfoto des Layout-Programmes Fritzing

Bildschirmfoto des Layout-Programmes Fritzing

Schaltplaneditoren

2014-01-29T20:25:06Z

Bohnsorg: /* Fritzing */

== AACircuit ==

'''AACircuit''' ist ein Schaltplaneditor mit einer Ausgabe als ASCII-Grafik. Das Programm wurde dafür entwickelt, um mal eben eine Frage oder eine Antwort in ''newsgroups'', Chats oder Foren zu veranschaulichen, wenn keine Upload-Möglichkeit von Bilddateien da ist. AACircuit gibt es bei http://www.tech-chat.de/ ([http://9r1.org/AACircuit1_28_6.zip Download-Mirror])

Beispiel:
<pre>
.---o----o------o---o---------------o---o----o------------o 12-15V
| | | 22µF| + | | | |
.-. | .-. ### | .-. | | .-------o
| |<-' | | --- | | | | | | .---o
| |5k | |5k6 | | | | | | | |
'-' '-' | o--. '-' | _|_ o /o
| | === | | | | |_/_|- /
.-. | GND | ---100n LED V - | /
| | | | --- - ^ | o
| |6k2 | | | | | | |
'-' | | GND '---o----o '-------o
| | 2|\|7 |
o-----------------|-\ LM741 ___ |/
| | | >-------o--|___|--o---|
| o---o----|+/ 6 | 22k | |> BC547
| | | 3|/|4 | | |
.-. | | === o---. .-. |
| | | o---. GND | | | |5k6 |
| |2k7 .-. | | ___ _V_ | | | |
'-' KTY10 | + '--|___|--|___|-' '-' |
| | | ### 47k 220k | |
| '-' --- | |
| | | | |
| | | | |
'--------o---o-------------------------o-----o------------o GND
</pre>

== Altium Designer ==

Altium (aus Protel hervor gekommen) ist eine kommerzielle EDA Suite die verschiedenste Funktionen beinhaltet.
Neben den Klassikern wie Schaltplan und Layouterzeugung werden auch elektronische Simulationen, FPGA Entwicklungstools, und diverse andere Features per PlugIn vom Hersteller angeboten.
Leider ist der Produktzyklus momentan sehr kurz, so das fast Jährlich neue Hauptrelease erscheinen (aktuell 13.2) und in Abständen von 2-6 Monaten "Zwischenupdates" veröffentlicht werden.
Leider wurde der Preis in der Jüngsten Vergangenheit des öfteren nach oben korrigiert.

*Diverse Formate können importiert und exportiert werden, so das man u.A. "fast" nahtlos mit MCAD Systemen kooperieren [https://docs.google.com/viewer?url=http://www.altium.com/files/training/Module%2020%20-%203D%20Mechanical%20CAD.pdf LINK]
*Diverse Funktionen für HighSpeed Designs [http://fplreflib.findlay.co.uk/articles/37941%5CHiSpeedDesignTutorialforAltiumDesigner_long.pdf LINK]

== BAE ==

'''B'''artels '''A'''uto '''E'''ngineer unterstützt die Erstellung von Schaltplänen, Leiterplatten und integrierten Schaltungen und läuft unter Windows, Linux und verschiedenen X11-/Unix-Systemen. Der Schaltplaneditor kann Pläne auf beliebig vielen Blättern erstellen, wobei auch hierarchische Strukturen möglich sind. Der Autorouter erzeugt recht brauchbare Ergebnisse, wobei beliebige Teile mit der Hand vorab geroutet werden können. Ein Autoplacer ist ebenfalls vorhanden.

Eine auf Schaltplaneingabe beschränkte Version und eine kastrierte Evaluierungsversion sind auf der [http://www.bartels.de/bae/bae_de.htm BAE Homepage] downloadbar.

Die [http://www.bartels.de/bae/baeprice_de.htm preiswerteste] kostenpflichtige Version ist das BAE Light. Diese Version ist auf Leiterplatten der Groesse 180x120 mm² und auf 2 Lagen beschränkt, eine Beschränkung auf eine bestimmte Pinanzahl gibt es aber nicht.

Ansonsten wird eine Economy-, Professional- und Highendversion angeboten, die jeweiligen Eigenschaften sind im Abschnitt [http://www.bartels.de/baedoc/inst_de.htm Bartels AutoEngineer Softwarekonfigurationen] erklärt. Interessant ist z. B. der Bauteilhöhencheck.

Mit dem BAE IC Design dringt man bis in den Bereich der IC-Entwicklung vor.

[[BAE-Tutorial]]

== Basic Schematic ==

[[Bild:Base schematic example.png|right|thumb|Screenshot Base Schematic]]

Basic Schematic ('''BSch3V''') ist ein freier Schaltplaneditor für Windows (98/Me/2000/XP). IN der aktuellen Version läuft es auch unter Windows7. Es enthält einen Component Library Editor, einen Parts List Generator und einen Netlist Generator, sowie eine Automatic Numbering Funktion.

Ein ZIP-Archiv mit engl. Programm, Handbuch und Sourcecode gibt es bei http://www.suigyodo.com/online/e/index.htm.

Ebenso ist dort eine Cross-Plattform Version '''Qt-BSch3V''' auf der Basis von Qt-Grafiklibraries erhältlich.

Das Programm ist bis dato (2012) gut gepflegt.

== BlackBoard Breadboard Designer ==

[[Bild:BlackBoard.png|right|thumb|Screenshot]]

BlackBoard Breadboard Designer ist ein freier Editor für Lochrasterplatinen Layouts, der das Planen der Bauteilplazierung sowie der beidseitigen Verdrahtung deutlich vereinfacht und sich u.a. auch für die Dokumenation solcher Prototypenaufbauten eignet.

Er läuft auf allen Plattformen für die eine Java Runtime zur Verfügung steht.

Die Homepage von Blackboard ist unter http://blackboard.serverpool.org zu erreichen. Blackboard steht unter der GPL V2.

'''Achtung:''' BreadBoard wird nicht mehr weiterentwickelt! Die Homepage wird zum 31.01.2014 eingestellt!

== DipTrace ==

Design-Editor für PCB-Leiterplatten für Windows NT, 2000, XP, Server 2003
- erweiterte Pro-Version erlaubt den Export in DXF, Gerber und N/C Drill sowie Leiterplattenlayouts mit mehr als 250 Pins.

Auf den ersten Blick etwas gewöhnungsbedürftig - auf den zweiten Blick extrem effizient.

[http://www.diptrace.com/ DipTrace Homepage]

[http://www.mikrocontroller.net/topic/319636#new Forrumsbeitrag über Diptrace]

[http://www.mikrocontroller.net/topic/320897/ Geeignete Schaltplan und Layoutsoftware für Hobbyprojekte]

== Eagle ==

[[Bild:Eagle.png|right|thumb|Screenshot]]

Eagle von Cadsoft ist nicht nur ein Schaltplaneditor, sondern ein komplettes Paket mit Layoutprogramm und Autorouter. Das hat den Vorteil, dass man einen erstellten Schaltplan gleich zur Platine weiterverarbeiten kann.

Mitgeliefert werden umfangreiche Symbol- bzw. Bauteilbibliotheken, von Widerständen in allen Bauformen über Taster bis hin zu [[AVR]]s. Eine Library für viele aktuelle AVRs findet sich im Download-Bereich
von [http://www.embedit.de http://www.embedit.de].

Eagle läuft unter Linux, Windows (2000/XP/Vista/7) und Mac OS X. Ausgabedateien können direkt an die einschlägigen Hersteller geliefert werden.

Eine für nichtkommerzielle Anwendungen kostenlose Version ist von [http://www.cadsoft.de/ CadSoft] erhältlich. Diese ist auf zweilagige Platinen im halben Euro-Format (80x100mm) sowie Schaltpläne mit nur einer Seite beschränkt.

=== Autorouter ===

Der Autorouter funktioniert nicht in der nichtkommerziellen Version. Man kann aber in diesem kostenlosen Autorouter eagle-brd Dateien importieren und als Eagle-session-script (.scr) wieder in Eagle importieren: [http://www.freerouting.net/ http://www.freerouting.net/]

Auf die richtige Version des Eagle-ULP achten.

=== 3D-Ansicht===
[[Bild:Stereobild-elektronik-3d.jpg|right|thumb|Rot-Grün-Stereo-Bild]]
Zum Betrachten des fertigen, bestückten Platinenentwurfs in Form eines 3D-Bilds bietet sich das Paket [http://www.matwei.de/doku.php?id=en:eagle3d:eagle3d eagle3D] an. Mit Hilfe eines ULP wird eine Beschreibungsdatei für den open source Renderer POVray erzeugt, welche dann anschließend halbautomatisch generiert werden kann. Auch Bewegungsanimation und Kameraflug sind möglich. Es wird bereits ein große Zahl an Bauteilen unterstützt.

Anwendungshinweise:
* [[Eagle im Hobbybereich]]
* [http://gaussmarkov.net/wordpress/category/tools/software/eagle/ Eagle CAD Tutorial] im Blog von gaussmarkov: diy fx (englisch)
* [[Stereobilder mit EAGLE 3D]]

{{Absatz}}

== FreePCB ==

FreePCB ist ein freier, open-source PCB editor für Microsoft Windows, der unter der GNU General Public License veröffentlicht wurde. Er wurde entwickelt, um ihn einfach erlernen und nutzen zu können und dennoch für professionelles Arbeiten geeignet. Er besitzt keinen eingebauten Auto Router, kann jedoch den web-basierten auto router auf www.freerouting.net verwenden.

== Electric ==

Das [http://www.staticfreesoft.com/index.html Electric(TM)] VLSI Design System ist ein Open Source Electronic Design Automation (EDA) System.

== ExpressPCB ==

Die Firma ExpressPCB bietet den kostenlosen Schaltplaneditor ExpressSCH an. Zusätzlich gibt es das kostenlose Layoutprogramm ExpressPCB zum Erstellen von zwei- und vierlagigen Leiterplatten. Die beiden Programme sind auf Windows (NT, 2000, XP, Vista) beschränkt. Die Firma bietet auf der [http://www.expresspcb.com/ ExpressPCB Homepage] ausserdem einen kommerziellen Service für die Herstellung von zwei- und vierlagigen Leiterplatten an. Auf der Seite finden sich [http://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Tips.htm hier] einige Hinweise zum Entwurf von Leiterplatten.

== FidoCadJ ==

[http://davbucci.chez-alice.fr/index.php?argument=elettronica/fidocadj/fidocadj.inc&language=English FidoCadJ] is a very easy to use editor, with a library of electrical symbols and footprints (through hole and SMD). Albeit its ease of use, it is a very immediate and effective EDA tool for the hobbyst. FidoCadJ stores its drawings in a compact text format. This choice is well suited for the copy and paste in newsgroups and forums. This explains the success of FidoCadJ in Usenet groups and in several portals. FidoCadJ is multi-platform Java program and runs on MacOSX, Linux and Windows. FidoCadJ and its manuals are in english, french and italian. Lizenz: Creative Commons 3.0 BY-NC-ND

== Fritzing ==

'''Fritzing''' verwendet die Metapher eines Breadboards (Steckbretts), auf dem die Benutzer virtuell Bauteile einstecken. Fritzings Zielgruppe sind Künstler, Designer und Hobbyisten aber nicht unbedingt Profielektroniker, und die Software soll speziell auf die Zielgruppe zugeschnitten werden. Dabei wird auf eine niedrige Zugangsschwelle wert gelegt. Versionen für Mac OS X, Linux und Windows (XP/Vista) sind bei http://www.fritzing.org/ erhältlich.
Nichtsdestotrotz besitzt das Programm 3 Ansichten, von denen die erste am häufigsten gezeigt wird – das o.a. Breadboard. Weiters wird aus dem Steckbrett ein Schaltplan erstellt und in einer dritten Ansicht lässt sich sogar eine Leiterplatte entwerfen. Die Bauteilliste enthält bereits fertige Komponenten der [[Arduino]]-Gemeinschaft und ähnlicher Produkte wie die von Sparkfun, Parallaxe oder Picaxe.

== gEDA ==

[http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] ist eine unter anderem aus [http://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplaneditoren#Gschem Gschem] und [http://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplaneditoren#PCB PCB] bestehende Open Source Programm Suite zur Entwicklung von Schaltplänen und Platinen.

== Gschem ==

[[Bild:Gschem.png|right|thumb|Screenshot]]

gschem ist der Schaltplaneditor aus dem Open Source Projekt gEDA. gschem wird hauptsächlich auf Linux Rechnern entwickelt, läuft aber auch auf anderen Unix-Betriebssystemen und unter Windows. gschem ist für die Linuxdistributionen RedHat und Debian als Paket verfügbar, für Windows ist nur eine ältere Version erhältlich und für alle anderen ist selber kompilieren angesagt.

Die Bedienung ist nicht sonderlich anfängerfreundlich. Hat man sich aber mal daran gewöhnt, dass jeder Menupunkt mit 1 oder 2 Tasten erreichbar ist, läßt sich's mit gschem prima arbeiten.

In der Symbolbibliothek (die auch online betrachtet werden kann) sind etwas mehr als 1000 Symbole; das Selbsterzeugen von Symbolen ist jedoch problemlos möglich. Insbesondere ist es aufgrund des gut dokumentierten und einfachen Datei-Formates möglich, mit einfachen Perl-Programmen z. B. aus Reports von Xilinx ISE Symbole zu erzeugen und automatisch zu aktualisieren, wenn sich die Pinzuordnung ändert. Das fehlerhafte Eingeben der Pinbelegung von CPLDs und FPGAs von Hand und die Änderung derselben ist damit für gschem User Geschichte.

Die Schaltpläne lassen sich als png und als Postscript exportieren.

Netzlisten (insgesamt über 20 Formate für PCB, Protel, Eagle, BAE, spice, pads, ... ) lassen sich mit dem Programm gnetlist generieren. Aus diesem Grund ist man (bis auf die Namen der Footprints) unabhängig von der verwendeten Layout-Software und kann diese auch sehr leicht wechseln.

Gschem bildet zusammen mit PCB und anderen Programmen das [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] Programmpacket.

Ein großer Vorteil der gEDA-Suite sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von Helper-Tools zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen.

Nähere Informationen über gschem (gEDA) gibt es unter [[http://www.geda.seul.org/ http://www.geda.seul.org/]].
Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu Gschem [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA unter gEDA].

== Inkscape ==

Etwas bekannter noch als Jfig ist [http://inkscape.org/ '''Inkscape'''], ebenfalls ein reines Vektorzeichenprogramm, das vor allem (aber nicht nur) SVG-Dateien erstellt, die mit der Wikipedia eine große Verbreitung gefunden haben. Es ist in fast jeder gängigen Linux Distribution enthalten, eine Windowsversion sowie eine [http://portableapps.com/apps/graphics_pictures/inkscape_portable '''portable Windowsversion'''] existiert auch. In der Wikipedia findet sich eine Sammlung von Elektroniksymbolen im [http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:SVG_electrical_symbols SVG-Format] und [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrical_symbols_library.svg hier]. Als Beispiele damit gezeichneter Schaltpläne sei diese [http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Created_with_electrical_symbols_library] genannt.

== JFig ==

[[Bild:Jfig.png|right|thumb|Screenshot]]
JFig ist eigentlich ein "ganz normales" Vektorzeichenprogramm. Um Schaltpläne zu zeichnen benötigt man deshalb zusätzliche Symbolbibliotheken.

Die Exportmöglichkeiten für das weitverbreitete fig-Format sind sehr vielfältig: mit dem Zusatzprogramm fig2dev, das direkt aus dem jfig-Menü aufgerufen kann, bleiben von Postscript über PNG bis hin zu [[LaTeX]] kaum Wünsche offen. Für kleine Schaltpläne oder Diagramme, die ausgedruckt oder in PDF-Dateien verbreitet werden sollen, gibt es deshalb nichts besseres.

Das Programm ist ein komplett in [http://java.sun.com/ Java] geschriebener 1:1-Klon des [[Linux]]-Programms xfig und sollte daher mit jedem Betriebssystem von Windows bis Mac OS laufen. Es ist kostenlos auf [http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/jfig/ http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/jfig/] erhältlich. (Leider ist der Download schon geraume Zeit nicht mehr möglich. Zitat von der Seite: "Sorry. Recently, I got two serious bug reports which have now been confirmed, and jfig downloads are suspended until these have been resolved.")

Die Bedienung wird für Windows-Benutzer am Anfang wohl ziemlich ungewohnt sein, aber wenn man mal das Grundprinzip verstanden, hat findet man sich durch die eindeutig beschrifteten Schaltflächen schnell zurecht.

== Kicad ==
[[Bild:kicad1.gif|right|thumb|Screenshot]]
[[Bild:kicad2.gif|right|thumb|Screenshot]]

[[KiCAD]] ([http://www.kicad-pcb.org/display/KICAD/KiCad+EDA+Software+Suite/ Homepage]) und ([http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/ "klassische" Homepage]) ist ein Paket aus Design / Layout / Routing Programmen. Es basiert auf wxWidgets und ist damit plattformübergreifend. Die Progamme sind unter der GPL veröffentlicht und damit Open Source.
Im deutschsprachigen Raum existiert noch ein Zeichenprogramm für Elektrotechnik, welches auch kicad heisst, aber ein kommerzelles Projekt ist, und mit dem hier behandelten lediglich den Namen gemeinsam hat.

Das KiCAD Projekt wurde von Jean Pierre Charras gestartet und enthält eine Gruppe recht aktiver Entwickler. Es ist auf [http://de.wikipedia.org/wiki/Launchpad Launchpad] angesiedelt. Auch eine Nutzergruppe des [http://de.wikipedia.org/wiki/CERN CERN] beteiligt sich mit einem [https://code.launchpad.net/~cern-kicad/kicad/kicad-gal-orson branch] an der Weiterentwicklung von KiCAD: .

Eine Kicad User-Group findet sich unter http://groups.yahoo.com/group/kicad-users/. Die Anmeldung erfolgt erst, nachdem man vom Besitzer der User-Group freigeschaltet wurde (wie üblich für die meisten Yahoo-Groups).

Neben der mitgelieferten, bereits umfangreichen Bibliothek gibt es auf vielen anderen Seiten (z. B. http://www.kicadlib.org/) weitere Bibliotheken zum Download, die einfach integriert werden können.

Für Umsteiger von anderen Programmen sollten sich nach wenigen Stunden bereits die gleichen Ergebnisse erzielen lassen. Beim Erlernen kann das Tutorial von http://www.curiousinventor.com/guides/kicad helfen. Ebenso findet sich hier unter http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD eine unfangreiche FAQ (und Bibliothekssammlung)

Der Schaltplaneditor von Kicad verfügt über Möglichkeiten hierarchische Schaltpläne anzulegen. Etwas, das man nicht mehr missen möchte, nachdem man einmal damit gearbeitet hat. Obwohl ursprünglich nicht dafür gedacht, lässt sich dieses System nutzen, um aus vorgefertigten Teilschaltplänen einen Hauptschaltplan modular zusammenzusetzten. Eine Anleitung dazu findet sich hier: [[Media:HierarchischeSchaltplaeneAlsBausteineInKicad_RevC_23Dec2013.pdf]]

Kicad liefert eine schöne 3D-Ansicht des fertigen Layouts einschließlich der bestückten Bauteile, so dass man an dieser Stelle schon einmal einen Überblick bekommt, ob vielleicht nicht doch etwas vergessen wurde. Es gibt zwar nicht für alle Bauformen ein 3D-Modell, allerdings lassen sich diese selbst erstellen.

Kicad ist mittlerweile soweit verbreitet, das viele Leiterplattenhersteller die Kicad-Board Daten direkt verarbeiten können.

Kicad enthält eine Autoplacement und eine Autorouterfunktion, die aber leider nicht sehr effizient sind. Ausserdem sind sie schlecht dokumentiert. Es lassen sich aber Netzlisten zum Export in mehrere verschiedene externe Autorouter erzeugen. Desweiteren lässt sich der bekannte Freeroute Autorouter im Netz direkt verwenden. Desweiteren können Netzlisten zum Export in Spice erzeugt werden. Ein weiterer Kritikpunkt wäre, dass die offizielle Symbolbibliothek nur amerikanische, aber keine europäischen Schaltplansymbole enthält. Aber eine aktuelle Version einer europäischen Symbolbibliothek findet sich hier in Mikrocontroller.de unter http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD#Bibliotheken
unter SymbolsSimilarEN60617+oldDIN617-RevE8.lib
Diese enthält aber nicht nur EN60617 Symbole, sondern auch einige andere Symbole wie Logos für Gefahr, Hochspannung, ESD-Schutz und Dummy Symbole für Platinenumrisse, Fiducials, Messpunkte ec. Eine [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/7/77/Symbols_EN60617_13Mar2013.lib "gereinigte" EN60617 Bibliothek] findet sich am gleichen Ort unter Symbols_EN60617_13Mar2013.lib, zusammen mit einem
[http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/e/e6/Symbols_EN60617_13Mar2013.pdf PDF-Katalog der enthaltenen Symbole].

Eagle 6 Boarddateien können in Kicad eingelesen werden. Diese Funktion ist aber noch als experimentell zu bezeichnen.

Das Kicad Packet enthält ausserdem einen Gerberdatenviewer und einen "Leiterplattenrechner" mit dem z.B. Wellenwiderstände, Leiterbahnbreiten und Isolationsabstände bestimmt werden können.

Kicad kann z.Z. Boards mit 16 Kupferlagen und die dazugehörigen Löttstop., Umriss-, Lötpasten-, Kleber-, Silkscreen- ec. Lagen verarbeiten. Die mögliche Leiterpalttengröße liegt über 1x1m. Damit ist eine deutlich größere Fläche als die von Einheitstafeln abgedeckt. Wer Platinen im oder über dem Einheitstafelnformat benötigt, wird Mühe aufwenden müssen, einen Hersteller dafür zu finden.

Die Einarbeitung in Kicad ist vergleichbar mit Eagle. Es hängt vermutlich von den individuellen Denkstrukturen ab, welches Programm man handlicher findet. Ein großer Vorteil sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von externen Skripten zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen.
Ein internes Skripting unter Python für KiCad ist in der Entwicklung. z.Z. kann es aber nur für Testing Versionen unter Linux verwendet werden.

== Lochmaster ==

[http://www.abacom-online.de/html/lochmaster.html Lochmaster] ist ein Programm zur Erstellung von Layouts speziell auf [[Lochrasterplatine]]n. Schaltplan und Layout sind ein und das selbe.

== PCB ==

[http://pcb.sourceforge.net/index.html PCB] ist ein freies (open source) Layoutprogramm inklusive Autorouter. Zum Zeichnen der Schaltpläne kann [[Schaltplaneditoren#Gschem|Gschem]] verwendet werden.

PCB wurde ursprünglich für den Atari ST entwickelt und später nach
Unix portiert. PCB läuft meist unter Linux, kann allerdings mit [http://www.cygwin.com/ Cygwin] auch unter Windows betrieben werden.

Als Ausgabeformate stehen [http://de.wikipedia.org/wiki/Postscript Postscript] und Gerber RS-274-X zur Verfügung.

Ein großer Vorteil von PCB ist, dass alle Funktionen auch über
Hotkeys gesteuert werden können, was insbesondere nach längerer Einarbeitungszeit ein großer Gewinn gegenüber manchen Windows-Programmen ist.

Zur Einarbeitung ist es meines Erachtens sehr wichtig, sich das [http://www.geda.seul.org/wiki/geda:gsch2pcb_tutorial Tutorial] durchzulesen. PCB und Gschem sind nicht besonders einfach zu benutzen. Gerade am Anfang, wenn man sich versucht damit einzuarbeiten. Aber wenn man einmal mit dem Werkzeug arbeiten kann, wird man es nicht mehr missen wollen.

PCB bildet zusammen mit Gschem und anderen Programmen das [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA gEDA] Programmpacket. Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu PCB [http://www.mikrocontroller.net/articles/GEDA unter gEDA].

== ProtoCAD ==

[http://protomind.net/page.php?7 ProtoCAD] ist ein Werkzeug, um schnell Schaltpläne zu entwerfen. Es ist für [[Lochrasterplatine]]n entwickelt worden, kann aber auch für andere Methoden genutzt werden. (Java 1.5 kompatibel, Swing GUI, Open Source)

== Pulsonix ==
[http://www.pulsonix.com PULSONIX] ist ein professionelles Schaltplan- und Layout-Werkzeug mit [http://www.pulsonix.com/downloads/datasheets/Pulsonix%20FPGA.pdf integriertem FPGA-Interface] sowie [http://www.pulsonix.com/downloads/datasheets/Pulsonix%20Spice%20V2.0%20UK.pdf integriertem Schaltungsimulator] auf PSpice-Basis.

== QCAD ==

[http://www.ribbonsoft.de/qcad.html QCAD] gibt es in einer lizenzpflichigen und in einer Open Source Community Version. QCAD ist kein ausschliesslicher Schaltungseditor, sondern kann auch für andere 2D Zeichnungen (Konstruktionen etc.) eingesetzt werden.

== Razen PCB ==

[[Datei:Razenpcb.png|miniatur|rechts|Screenshot]]

[http://razencad.com/ Razen CAD] ist zwar noch in der Alpha Phase, aber sieht momentan schon recht vielversprechend aus.
Es setzt auf Mercurial auf und ermöglicht dadurch kolaboratives arbeiten an einem Layout.

== sPlan ==

'''sPlan''' ist ein relativ preiswerter Schaltplaneditor für Windows (95,98,ME,NT,2000,XP)
Infos und eine Demoversion von sPlan gibt es u.a. bei http://www.abacom-online.de/html/splan.html

== TARGET 3001! ==

[[Bild:target3001.png|right|thumb|Screenshot]]

TARGET 3001! für Windows (ME/NT4/2000/XP/Vista/Win7) bietet folgende Funktionen

* Schaltplan
* Bauteilerstellung
* Schaltungssimulation (PSPICE-Syntax)
* Platinen-Layout mit Autoplatzierer
* Autorouter
* Anzeige der Platine in 3D
* Frontplattenentwurf direkt an oder über der Platine

Die Platinen-Layout-Software ist in deutscher, englischer oder französischer Sprache. Es gibt eine für nicht kommerzielle Anwendungen kostenlose Version: TARGET 3001! discover ist beschränkt auf 250 Pins/Pads, 2 Kupferlagen
und 30 Signale sind simulierbar, die Fläche ist unbeschränkt (1,2m x 1,2m).

Auf der c't 11/07 CD ist eine SE Version von TARGET 3001! verfügbar welche 400 Pins/Pads verarbeiten kann.

Die PCB-Pool Edition hat keine Beschränkungen, speichert aber die Layouts in einem von normalen Target Versionen nicht lesbaren Format. Diese Layouts können dann allerdings nur zum selbst Ätzen ausgedruckt werden oder vom PCB-POOL® produziert werden.

Links:
* [http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide Target3001 Homepage]
* [http://www.pcb-pool.com/ppde/service_downloads.html Target3001 PCB-Pool-Edition]

TARGET 3001! bietet ein typisches Windows Look-And-Feel. Eine einfache Einführung findet sich '''[http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/index.php?title=Kurzeinführung2 hier]'''. Wer sich schon mit Eagle auskennt, kann auch '''[http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/index.php?title=Eagle hier]''' schauen. Es gibt kostenlosen direkten Service durch den Hersteller telefonisch oder per E-Mail auch für Einsteiger oder Demo-User.

== TinyCAD ==

'''TinyCAD''' ist ein weiterer ''Open Source'' Schaltplaneditor für Windows. Mehr Infos gibt es auf der [http://tinycad.sourceforge.net Projektseite]. TinyCAD kann z. B. mit VeeCAD (s.u.) kombiniert werden.

== VeeCAD ==

[http://veecad.com/ VeeCAD] Stripboard Layout Editor ist ein Werkzeug, um [[Lochrasterplatine]]n zu entwerfen. VeeCAD ist als kommerzielle Version und als eingeschränkte Freiversion erhältlich.

== ZenitPCB Suite ==

[http://www.zenitpcb.com/eng/IndexEng.html ZenitPCB Suite] is directed to all those people who want to make printed circuit board for hobby, or to student and academics from universities or high schools, who want to create their own pcb with a professional approach and particularly without having to pay for expensive licenses. ZenitPCB Layout (part of the ZenitPCB Suite) is completely freeware for personal or semi-professional use, limited to [http://www.zenitpcb.com/images/MainBoard_01_01.gif 800 pins]. (Windows XP, Vista)

Übersetzung: ZenitPCB richtet sich an all diejenigen, welche fürs Hobby, Schule, Studium etc professionelle PCBs erstellen möchten, ohne viel Geld für Lizenzen ausgeben zu müssen. ZenitPCb ist in der eingeschränkten Version mit 800 Pins für den semi-professionellen und privaten Gebrauch kostenfrei benutzbar.

== Siehe auch ==

* [[Schaltungssimulation]]
* [[Dos and don'ts - Platinenlayout]]
* [[Lochrasterplatine]]

[[Kategorie:Schaltplaneditoren| ]]
[[Kategorie:Listen]]

Diskussion:Arduino

2014-01-29T20:16:53Z

Bohnsorg: Signatur

== Qualitätsoffensive ==
An diesem Artikel statuierte ich ein Exempel. Eine Wiederholung der Wikipedia ist unnötig, da sie oft die erste Anlaufstelle ist und dicke Technikartikel auch gern technisch sein dürfen UND hier hin gehören. Herstellerseiten zu kopieren ist auch mühselig, ändern sie sich doch häufiger als Wiki-Autoren Zeit haben. Wenn das ein nicht allzu schwerer Eingriff in die Autorenwürden ist, baue ich diesen Artikel gern noch weiter aus. [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 22:13, 22. Jan. 2014 (CET)

Die Änderungen sind gut, insbes. der Abschnitt zur Zielgruppe — der stellt die Beziehung zu Mikrocontroller.net her. Ein paar Sätze dazu, wie die Softwareentwicklung für Arduino zu der normalen Entwicklung mit avr-gcc in Zusammenhang steht wären noch nützlich. Danke für die Überarbeitung! --[[Benutzer:Andreas|andreas]] ([[Benutzer Diskussion:Andreas|Diskussion]]) 23:40, 22. Jan. 2014 (CET)
: et voilá – sogar mit Schnappschuss und Fritzing habe ich auch ein wenig eingebunden/ aufgepeppt [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]])

Diskussion:Arduino

2014-01-29T20:16:31Z

Bohnsorg:

Arduino

2014-01-29T20:14:47Z

Bohnsorg: IDE und Layouter

Das Arduino-Projekt ist ein 2006 gestartetes Projekt aus Italien. Arduino ist eine Zusammenstellung aus verschiedenen Boards und einer IDE. Die Boards basieren auf der Atmel-AVR Serie. Die einzige Ausnahme bildet der Arduino Due, dieser basiert auf einem ARM-Chip von Atmel. Das Gesamt Projekt ist quelloffen, also Open-Source. Was nicht nur die Entwicklungsumgebung betrifft, sondern auch die Projektdateien für die Platinen. Die Unterschiede zu anderen Atmel-Boards sind der Bootloader und die IDE. Der Bootloader wird durch das Arduino-Projekt entwickelt und ist für die einzelnen Boards spezifisch.

== Zielgruppe ==
Arduinos richten sich an Mikrocontroller-Einsteiger und kleinere bis mittlere Projekte. Es sind fertig aufgebaute Boards mit zahlreichen Anschlüssen und aufgelöteten Buchsenleisten. Die Programmierung ist zuverlässig und die Kompatibilität mit Shields und die Portabilität zwischen den einzelnen Boards wird weitestgehend gewährleistet. Eine obere Grenze für die verfügbare Rechenleistung sind Ausgaben auf große Anzeigen wie XVGA-Monitore. Ein PAL-Signal für Fernseher ist möglich. Die meisten Boards verfügen über relativ wenig Speicher, womit sie schon mit Bibliotheken für Ein-/ Ausgabe auf SD-Karten (16kByte) ausgereizt sind. Eine LED blinken zu lassen wird im u.a. Tutorial gezeigt.

Projekte aus den Startpaketen benutzen bspw. 3 lichtempfindliche Widerstände um eine 3-farbige LED anzusteuern. Eine Lichtschranke oder ein Mikrofon regeln die Stellung eines Servomotor. Dem offiziellen Arduino Starterkit liegen sogar Optokoppler bei, um die Tasten anderer Geräte zu ''hacken'' und per Arduino fernzusteuern. Der sog. ''Playground'' <ref name="playground">[http://playground.arduino.cc/] Arduino Playground Wiki</ref> ist ein Wiki, in dem eine Vielzahl von Ideen mit Schaltungsbeispielen die Möglichkeiten eines Mikrocontrollers aufzeigen.

Wer dem Arduino dann entwachsen ist, muss ihn nicht zum alten Eisen legen. Einige Boards haben einen ISP-Port (In System Programming=Programmierung in der Schaltung) vorgesehen und sogar mit einem 6pol. Steckverbinder bestückt. Damit sind diese Arduinos über einen passenden Programmieradapter gemäß Chip-Datenblatt vollständig programmierbar – auch was für Profis, die das teure Atmel-Board scheuen.

==Die IDE und Schaltpläne==
[[Datei:Arduino ide.png|miniatur|links|Bildschirmfoto Arduino-IDE]] Die Arduino-IDE ist eine in JAVA programmierte grafische Oberfläche. Dadurch ist sie plattfomunabhägig, folglich mit gleichem Erscheinungsbild auf Windows, Linux, MacOS X und Solaris verfügbar. Der Funktionsumfang ist deutlich geringer als etwa das [[Atmel Studio]] oder [[AVR Eclipse|Eclipse]]-basierte Entwicklungsumgebungen. So gibt es keine gesonderte Verwaltung von Bibliotheken (libraries/ Header-Dateien). Jedes Projekt ist abgeschlossen und enthält alle notwendigen Abhängigkeiten, statt sie aus einer gemeinsamen Ablage zu beziehen. Diese Arbeitsweise entspricht eher dem ad-hoc-Charakter des Arduino. Es sollen schnell Ergebnisse sichtbar sein, ohne allzu tief in die Materie eintauchen zu müssen.

Die Grafische Oberfläche compiliert die Sketche (engl. für Skizze, so heißt ein Arduino-Programm offiziel) nicht, sondern ruft verschiedene Programme auf. Dies sind in der Regel der Compiler avr-g++ (und zugehörige Programme, z.B. ein Linker) und avrdude, ein Programm zum übertragen des compilierten Sketch als *.hex File auf den Flashspeicher des Arduino. Die IDE basiert auf der Processing IDE und Wiring.

Für die Einsteiger-freundliche virtuelle Verkabelung kann [[Schaltplaneditoren#Fritzing|Fritzing]] benutzt werden. Wie für die Arduino IDE zählt auch hier nicht die technische Genauigkeit. Wer aber sein Arduino-Projekt schnell zeichnen möchte, so dass andere es schnell nachbauen können, ist damit bestens beraten.

==Die Boards==
Die Arduino-Boards sind Atmel AVR/ARM Chips basierende Mikrocontrollerplatinen,
welche zur Steuerung von I/O-Pins gedacht sind. Im Gegensatz zu anderen Boards sind die Arduino-Boards nicht gedacht um als "Computer" mit Betriebssystem zu dienen, wie etwa der Raspberry Pi, sondern um die I/O Pins zu steuern. Es gibt mehr als 10 echte Arduino Boards mit 13 - 70 I/O Pins. Die Platinen besitzen meisten ein USB-Aschluß (USB-B bzw. USB-Mini) oder eine Schnittstelle für einen USB-Serial-Konverterchip. Die Platinen mit USB-Anschluß haben einen solchen Chip integriert. Ältere Boards nutzen dafür einen FTDI-Chip, oder einen 8U2/16U2 bei neueren Boards. Eine Ausnahme bildet hier der Arduino Leonardo: Dieser besitzt einen Atmel-AVR 32U4 Mikrocontroller, welcher auch die Funktionen eines FTDI-Chips besitzt. Es ist also kein weiterer Konverter nötig.
Neben den von Arduino selbst hergestellten Boards gibt es eine Vielzahl von Sprösslingen, die von anderen Firmen auf der Arduino-Architektur aufgesetzt werden. Dieser Artikel beschäftigt sich der Einfachheit wegen nur mit den echten Arduinos. Es lohnt sich aber auch die anderen Boards zu studieren, um noch kleinere, noch sparsamere oder noch leistungsfähigere zu finden.

Wer wenig Erfahrung mit Elektronik hat muss darauf achten, einen Arduino mit einem austauschbaren Chip zu kaufen. Dazu gehört der Uno (mittlerweile R3). Alle anderen Boards haben fest verlötete Prozessoren und ein Fehler im eigenen Projekt mit anschließendem Kurzschluss, Spannungs- oder Stromspitzen entwertet so die gesamte Platine. Da die anderen Varianten zudem oft in Oberflächenmontage und mit vielen Beinchen gelötet werden, ist ein Austausch für den Anfänger ausgeschlossen. Einen neuen ATMega328P (PDIP/ Plastikinsekt mit 32 Beinen) gibt es im Elektronikhandel für ca. 3 Euro im Gegensatz zu 25 Euro für ein komplettes Board. (Den blanken Chip kann man aus der IDE mit dem Bootloader ''flashen''.)

Es ist generell ratsam mit einem kleinen Arduino einzusteigen. Wer noch keine Bastelkiste mit Elektronikteilen hat, dem seien die Startpakete ans Herz gelegt. Neben den wichtigsten Bauteilen enthalten sie ein kleines Steckbrett, ein paar Drahtbrücken und ein Buch mit ca. 10 Projekten. Wenn man dann dem Speicher des Uno entwachsen ist und die Anschlüsse nicht mehr reichen, lohnt sich der Umstieg auf die größeren Varianten. Wer es dann elektronischer haben möchte, der schaut sich die gesamte Atmel-Palette an, in die Kataloge der anderen Hersteller oder rüstet gleich auf einen vollwertigen Mini-PC um.

===Arduino Uno===
Der Arduino Uno R3 ist der Standard-Arduino. In den meisten Anfänger-Bücher und Tutorials wird dieser Arduino verwendet. Auch sind die meisten Libaries für ihn geschrieben. Er ist der neuste der am längsten weiterentwickleten Arduino-Reihe.
So ist eine frühere Version des Arduino Uno (Arduino USB) das Board gewesen, welches als erstes ''Arduino'' gennant wurde. In der aktuellen Revision (Version) 3 besitzt der Uno 14 Digitale I/O Pins sowie 6 analoge Eingänge. Er besitzt eine Spannungsregelung und darf mit 12V über einen Hohlstecker versorgt werden, kann aber auch an bereits geregelte 5V angeschlossen werden und besitzt folgende Speicherkapazitäten:
* 32K Flash(0,5 werden vom Bootloader verwendet.)
* 2K SRAM
* 1K EEPROM
* 16 MHz (Prozessortakt)
Neben dem USB-B Anschluß verfügt der Uno noch über folgende Anschlüsse:
* Klinkenbuchse (2.1mm , 6-20 V möglich)
* SPI
* I²C
* ICSP

==== Arduino Mega ====
Hinsichtlich der Ein- und Ausgänge sowie dem verfügbaren Speicher ist der Mega der große Bruder von allen AVR-basierten Arduinos. Die aktuellen Versionen sind der Mega 2560 und der Mega ADK. Neben 16 analogen Eingängen gibt es 54 digitale Kanäle von denen 15 mit PWM steuern können. Zur seriellen Kommunikation, sog. UARTs, können 4 Kanäle genutzt werden. Der Flash-Speicher ist mit 256kByte 8mal größer als der des Uno. So passen eine Menge Bibliotheken in eigene Programme.

==== Arduino Due ====
Im Gegensatz zu den übrigen Boards wird für den Due ein ARM Cortex-M3-Chip (Atmel SAM3X8E) verbaut. Das bringt den größten Flash-Speicher mit 512kByte und zum Mega vergleichbare Ein- und Ausgänge. Die drei wichtigsten Unterscheidungsmerkmale sind die deutlich höhere Taktfrequenz von 84MHz (statt 16MHz), 32bit-Verarbeitung (statt 8bit) und 2 analoge Ausgänge. Zudem darf der Due nur mit 3.3V betrieben und angesteuert werden, d.h. alle I/O-Pins müssen an 5V-Logik angepasst werden, sollen sie mit 5V genutzt werden.

==== Andere Boards ====
Der Arduino Duemilanove ist der Vorgänger des Arduino Uno. Er besitzt den
ATmega168 (seit 2009 328p) statt dem 328 wie beim Uno. Als Konverter verwendet der Duemilianove eine FTDI-Chip anstelle eines 16U2. Sonst ist von der Pin anzahlen und den Maßen des Boards identisch mit denen des Uno. Das Board des ''Ethernet'' verfügt über einen RJ45-Anschluss sowie einen microSD-Karten-Slot. Wenn man einen Arduino als USB-Gerät benutzen möchte, dann bietet sich der ''Leonardo'' an. Der verbaute Mikrocontroller (ATmega32u4) besitzt eine in Hardware implementierte USB-Schnittstelle. Den übrigen Boards fehlt dafür der Programmieranschluss für den separaten USB-Controller oder es muss ein Programmieradapter statt des USB-Kabels benutzt werden, die Firmware entsprechend zu aktualisieren.

Alle o.a. Boards sind groß und so gibt es etwa die ''Lilipads'', deren runde Platine und niedrige Bauhöhe den Einsatz in Textilien erleichtert. Sie sind nicht mehr kompatibel zu den Shields. Wer es dennoch niedrig und Shield-kompatibel wünscht, der kann die ''Pro''-Modelle nutzen. Sie haben eine feste Spannungsreglung und müssen mit 3.3V oder 5V betrieben werden. Die Buchsenleisten sind nicht vorgelötet. Die kleinsten Boards sind die ''Pro Mini''-Varianten. Sie haben nur noch die Größe eines Kaugummistreifens. Diese Miniaturisierung fordert auch ihren Tribut und die höchstzulässige Verlustleistung des verbauten Chips ist geringer als bei den großen Boards.

==Tutorial==
===Ein erster Sketch: Blinkende LED===
Die meisten aktuellen Arduino-Boards habe einen fest verlötete
SMD-LED, welche an Pin 13 angeschloßen ist. Diese LED kann von jedem
Sketch angesteuert werden. Da diese LED meistens vorhanden ist und immer an Pin 13 ageschloßen ist, ist dieses Programm auf den meisten Boards gleich.
<syntaxhighlight lang="c">
//Blinkende LED
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
delay(1000);
digitalWrite(13,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13,LOW);
}
</syntaxhighlight>

==Shields(Erweiterungsplatinen)==
Sogennante Shields sind Erweiterungsplatinen, die die Funktionen eines Arduino-Boards um neue Funktionen erweitern. So gibt es z.B. Shields die den Arduino um eine Ethernet-Schnittstelle erweitern, einen VGA-Aschluß besitzen oder einfach leere Platinen sind, auf die eine Chip eingesetzt werden kann, ohne zu Löten. Für das letztere Bsp. wäre eine solche Platine die XBEE-Antenne. Es gibt eine eigene Datenbank <ref name="shieldlist">[http://shieldlist.org/] Shieldlist für Arduino</ref> nur für Shields.

===8-bit LCD-Shield mit Touch-Controller ohne IRQ-Pin===

Seit ca. Herbst 2012 werden einige LCD-Shields mit Touch-Controller angeboten, die den IRQ-Pin nicht mehr durchschleifen.

Damit läuft auch die U-Touch Bibliothek von Henning Carlsen nicht mehr. Alle Sample-Codes im Web funktionieren auch nicht. Das Problem besteht darin herauszufinden, mit welchem Arduino-Pin das CS-Signal verbunden ist. Hier hilft nur: Sheets studieren.

Beim Austesten des Touch-Shields ergab sich bei mir zusätzlich ein y-Basiswert des Touchcontrollers von 4095 ('kein Touch') und eine Differenz der Widerstandswerte zwischen 'Touch' und 'keine Touch' von 180 (x) bzw. 240 (y), siehe Code-Kommentare.

Bei mir lief schließlich folgender Code (das CS-Signal lag auf Pin 10):
<syntaxhighlight lang="c">
#define LCD_RS 19
#define LCD_WR 18
#define LCD_CS 17
#define LCD_REST 16

#define DCLK 15
#define DIN 14
#define CS 10
#define DOUT 8

//#define IRQ 7

unsigned int TP_X,TP_Y,x0,y0;
unsigned int l3=0;
int lx,ly, l2, ry,rx,x3=65,y3=318;
int k=3, vh2=0x84,vl2=0xFF;

void spistar() //SPI Start
{
digitalWrite(CS,LOW);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DIN,HIGH);
digitalWrite(DCLK,HIGH);

}
//**********************************************************
void WriteCharTo7843(unsigned char num) //SPI Write Data
{
unsigned char count=0;
unsigned char temp;
unsigned nop;
temp=num;
digitalWrite(DCLK,LOW);
for(count=0;count<8;count++)
{
if(temp&0x80)
digitalWrite(DIN,HIGH);
else
digitalWrite(DIN,LOW);

temp=temp<<1;

digitalWrite(DCLK,LOW);
nop++;
nop++;
digitalWrite(DCLK,HIGH);
nop++;
nop++;
}
}

//**********************************************************
unsigned int ReadFromCharFrom7843() //SPI Read Data
{
unsigned nop;
unsigned char count=0;
unsigned int Num=0;
for(count=0;count<12;count++)
{
Num<<=1;
digitalWrite(DCLK,HIGH);//DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
digitalWrite(DCLK,LOW);//DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
if(digitalRead(DOUT)) Num++;
}
return(Num);
}

void LCD_Writ_Bus(char VH,char VL)
{
PORTD = VH;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
PORTD = VL;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
}

void LCD_Write_COM(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,LOW);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void LCD_Write_DATA(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,HIGH);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void Lcd_Write_Com_Data(int com,int val)
{
LCD_Write_COM(com>>8,com);
LCD_Write_DATA(val>>8,val);
}

void Address_set(unsigned int x1,unsigned int y1,unsigned int x2,unsigned int y2)
{
LCD_Write_COM(0x00,0x46);LCD_Write_DATA(x2,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x47);LCD_Write_DATA(y2>>8,y2);
LCD_Write_COM(0x00,0x48);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x20);LCD_Write_DATA(x1>>8,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x21);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x22);
}

void LCD_Init(void)
{

digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,LOW);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);

digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2004);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC00);
Lcd_Write_Com_Data(0x15,0x2600);
Lcd_Write_Com_Data(0x14,0x252A);
Lcd_Write_Com_Data(0x12,0x0033);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC04);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC06);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC4F);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0x674F);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2003);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x30,0x2609);
Lcd_Write_Com_Data(0x31,0x242C);
Lcd_Write_Com_Data(0x32,0x1F23);
Lcd_Write_Com_Data(0x33,0x2425);
Lcd_Write_Com_Data(0x34,0x2226);
Lcd_Write_Com_Data(0x35,0x2523);
Lcd_Write_Com_Data(0x36,0x1C1A);
Lcd_Write_Com_Data(0x37,0x131D);
Lcd_Write_Com_Data(0x38,0x0B11);
Lcd_Write_Com_Data(0x39,0x1210);
Lcd_Write_Com_Data(0x3A,0x1315);
Lcd_Write_Com_Data(0x3B,0x3619);
Lcd_Write_Com_Data(0x3C,0x0D00);
Lcd_Write_Com_Data(0x3D,0x000D);
Lcd_Write_Com_Data(0x16,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x02,0x0013);
Lcd_Write_Com_Data(0x03,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x01,0x0127);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x08,0x0303);
Lcd_Write_Com_Data(0x0A,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x0B,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x0C,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x41,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x50,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x60,0x0005);
Lcd_Write_Com_Data(0x70,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x71,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x78,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x7A,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0051);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0053);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0000);

LCD_Write_COM(0x00,0x22);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void Pant(char VH,char VL)
{
int i,j;
Address_set(0,0,240,320);
for(i=0;i<=320;i++)
{
for (j=0;j<=240;j++)
{
LCD_Write_DATA(VH,VL);
}
}
}

void digi(int z3)
{
unsigned char p;
int x2, y2, z2, i,h2=1000;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<3;i++)
{
y2=y3;
x2=x3+(10*i);
Address_set(x2+6,y2-15,x2+7,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+7,y2-14);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-1,x2+7,y2);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-8,x2+7,y2-7);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+1,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);

h2=h2/10;
z2=z3/h2;
z3=z3-z2*h2;
if (z2==0) {
Address_set(x2+2,y2-8,x2+5,y2-7);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==1) {
Address_set(x2,y2-15,x2+5,y2);
for(p=0; p<96; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==2) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+6,y2-6,x2+7,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==3) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==4) {
Address_set(x2,y2-6,x2+5,y2);
for(p=0; p<42; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+2,y2-15,x2+5,y2-14);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==5) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==6) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==7) {
Address_set(x2,y2-13,x2+5,y2);
for(p=0; p<84; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==9) {
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}

digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void newpa(void)
{
unsigned char p;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Pant(0x00,0x00);

Address_set(0,319,240,319);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,0,240,0);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,300,240,300);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,0,0,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,255,0,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,0,239,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,255,239,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(50,308,59,311);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(53,305,56,314);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(215,305,239,314);
for(p=0; p<250; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void recan(void)
{
int i,j;
// unsigned int m;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<7;i++)
{
// m=i*3;
Address_set(i*5,305,i*5+3,314);
for(j=0; j<40; j++)
{
if (1+i*2<= k) LCD_Write_DATA(0xFF,0xE0); else LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}
Address_set(100,305,124,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
Address_set(125,305,149,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void AD7843(void)
{
digitalWrite(CS,LOW);
WriteCharTo7843(0x90);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_Y=ReadFromCharFrom7843();
WriteCharTo7843(0xD0);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_X=ReadFromCharFrom7843();
digitalWrite(CS,HIGH);

}

void setup()
{

unsigned char p;

for(p=0;p<20;p++)
{
pinMode(p,OUTPUT);
}
pinMode(DOUT,INPUT);
x0=1;
y0=1;

LCD_Init();
newpa();
recan();
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
spistar();
}

void loop()
{
rx=0;
ry=0;

for(l3=0;l3<8;l3++)
{
AD7843();

lx=0;
ly=-1*TP_Y;
ly=4095+ly; //4095=Basiswert y-Signal
if(ly > 0) lx=1*TP_X; else {lx=0;ly=0;rx=0;ry=0;l3=9; }
rx=rx+lx;
ry=ry+ly;
}
lx=(rx/8-180)/15; //180=Minimaler x-Wert bei 'Touch'
ly=(ry/8-240)/11; //240=Minimaler (über 4095) y-Wert bei 'Touch'
if(ly < 1) {lx=0;ly=0; }
if(lx < 1) lx=0;

if(ly > 309-k)
{
ly=0;
if(lx > 200) k=k-2; else if (lx > 160) k=k+2;else
if (lx > 100) vh2++; else if (lx > 40) vl2++; else newpa();
lx=0;
if (k<1) k=1;
if (k>13) k=13;
if (vh2>255) vh2=0;
if (vl2>255) vl2=0;
x3=65;
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
recan();
}

if(ly > 299-k) ly=299-k;
if(ly > 0)
{
x0=240-lx;
if(x0 > 240-k) x0=240-k;
y0=ly;
l2=(k+1)*(k+1);
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Address_set(x0,y0,x0+k,y0+k);
for (l3=0; l3<l2; l3++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}
delay (50);
}
</syntaxhighlight>

== Downloads ==
* [http://www.arduino.cc/en/Main/Software Download der IDE]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR Artikel zur AVR Prozessor-Serie]

==Literatur==
* Günter Spanner: ''Arduino: Schaltungsprojekte für Profis'', Elektor Verlag, 2012, ISBN 978-3-89576-257-4
* Erik Bartmann: ''Die elektronische Welt mit Arduino entdecken'', O'Reilly Verlag, 2011, ISBN 978-3-89721-319-7
* Thomas Brühlmann: ''Arduino: Praxiseinstieg'', mitp Verlag, 2010, ISBN 978-3-8266-5605-7

==Bezugsquellen(Auswahl)==

===Offiziele Boards===
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/Arduino Watterott.com]
* [http://www.reichelt.de/ Reichelt.de]
* [http://www.conrad.de/ Conrad.de]
* [http://www.tigal.com/ TIGAL.com]

===Lernpakete===
* [http://www.franzis.de/ Franzis Verlag(Lernpakete)]

== Siehe auch ==
* [http://www.arduino.cc/ Website des Arduino-Projekt]
* [http://arduino.cc/forum/index.php/board,31.0.html Deutsches Arduino-Forum(offiziel)]

<references />
[[Kategorie:AVR-Boards]]

Datei:Arduino ide.png

2014-01-29T19:53:29Z

Bohnsorg: Bildschirmfoto der Arduino IDE

Bildschirmfoto der Arduino IDE

Diskussion:Arduino

2014-01-22T21:13:00Z

Bohnsorg: Signatur+Zeitstempel

Diskussion:Arduino

2014-01-22T21:12:28Z

Bohnsorg: Entschuldigungsschreiben für meine wüste Editierung

Arduino

2014-01-22T21:06:19Z

Bohnsorg: Umstrukturierung und Erweiterung, Zielgruppe, Einsteiger-Niveau, Lesefluss

Das Arduino-Projekt ist ein 2006 gestartetes Projekt aus Italien. Arduino ist eine Zusammenstellung aus verschiedenen Boards und einer IDE. Die Boards basieren auf der Atmel-AVR Serie. Die einzige Ausnahme bildet der Arduino Due, dieser basiert auf einem ARM-Chip von Atmel. Das Gesamt Projekt ist quelloffen, also Open-Source. Was nicht nur die Entwicklungsumgebung betrifft, sondern auch die Projektdateien für die Platinen. Die Unterschiede zu anderen Atmel-Boards sind der Bootloader und die IDE. Der Bootloader wird durch das Arduino-Projekt entwickelt und ist für die einzelnen Boards spezifisch.

== Zielgruppe ==
Arduinos richten sich an Mikrocontroller-Einsteiger und kleinere bis mittlere Projekte. Es sind fertig aufgebaute Boards mit zahlreichen Anschlüssen und aufgelöteten Buchsenleisten. Die Programmierung ist zuverlässig und die Kompatibilität mit Shields und die Portabilität zwischen den einzelnen Boards wird weitestgehend gewährleistet. Eine obere Grenze für die verfügbare Rechenleistung sind Ausgaben auf große Anzeigen wie XVGA-Monitore. Ein PAL-Signal für Fernseher ist möglich. Die meisten Boards verfügen über relativ wenig Speicher, womit sie schon mit Bibliotheken für Ein-/ Ausgabe auf SD-Karten (16kByte) ausgereizt sind. Eine LED blinken zu lassen wird im u.a. Tutorial gezeigt.

Projekte aus den Startpaketen benutzen bspw. 3 lichtempfindliche Widerstände um eine 3-farbige LED anzusteuern. Eine Lichtschranke oder ein Mikrofon regeln die Stellung eines Servomotor. Dem offiziellen Arduino Starterkit liegen sogar Optokoppler bei, um die Tasten anderer Geräte zu ''hacken'' und per Arduino fernzusteuern. Der sog. ''Playground'' <ref name="playground">[http://playground.arduino.cc/] Arduino Playground Wiki</ref> ist ein Wiki, in dem eine Vielzahl von Ideen mit Schaltungsbeispielen die Möglichkeiten eines Mikrocontrollers aufzeigen.

Wer dem Arduino dann entwachsen ist, muss ihn nicht zum alten Eisen legen. Einige Boards haben einen ISP-Port (In System Programming=Programmierung in der Schaltung) vorgesehen und sogar mit einem 6pol. Steckverbinder bestückt. Damit sind diese Arduinos über einen passenden Programmieradapter gemäß Chip-Datenblatt vollständig programmierbar – auch was für Profis, die das teure Atmel-Board scheuen.

==Die IDE==
Die Arduino-IDE ist eine in JAVA programmierte grafische Oberfläche. Dadurch dass sie in JAVA programiert wurde, ist sie plattfomunabhägig und auf Windows, Linux, MacOS X und Solaris verfügbar.
Die Grafische Oberfläche compiliert die Sketche(so heißt ein Arduino-Programm offiziel) nicht, sondern ruft verschiedene Programme auf. Dies sind in der Regel der Compiler avr-g++(und zugehörige Programme, z.B. ein Linker) und avrdude,
ein Programm zum übertragen des compilierten Sketch als *.hex File auf den Flashspeicher des Arduino. Die IDE basiert auf der Processing IDE und Wiring.

==Die Boards==
Die Arduino-Boards sind Atmel AVR/ARM Chips basierende Mikrocontrollerplatinen,
welche zur Steuerung von I/O-Pins gedacht sind. Im Gegensatz zu anderen Boards sind die Arduino-Boards nicht gedacht um als "Computer" mit Betriebssystem zu dienen, wie etwa der Raspberry Pi, sondern um die I/O Pins zu steuern. Es gibt mehr als 10 echte Arduino Boards mit 13 - 70 I/O Pins. Die Platinen besitzen meisten ein USB-Aschluß (USB-B bzw. USB-Mini) oder eine Schnittstelle für einen USB-Serial-Konverterchip. Die Platinen mit USB-Anschluß haben einen solchen Chip integriert. Ältere Boards nutzen dafür einen FTDI-Chip, oder einen 8U2/16U2 bei neueren Boards. Eine Ausnahme bildet hier der Arduino Leonardo: Dieser besitzt einen Atmel-AVR 32U4 Mikrocontroller, welcher auch die Funktionen eines FTDI-Chips besitzt. Es ist also kein weiterer Konverter nötig.
Neben den von Arduino selbst hergestellten Boards gibt es eine Vielzahl von Sprösslingen, die von anderen Firmen auf der Arduino-Architektur aufgesetzt werden. Dieser Artikel beschäftigt sich der Einfachheit wegen nur mit den echten Arduinos. Es lohnt sich aber auch die anderen Boards zu studieren, um noch kleinere, noch sparsamere oder noch leistungsfähigere zu finden.

Wer wenig Erfahrung mit Elektronik hat muss darauf achten, einen Arduino mit einem austauschbaren Chip zu kaufen. Dazu gehört der Uno (mittlerweile R3). Alle anderen Boards haben fest verlötete Prozessoren und ein Fehler im eigenen Projekt mit anschließendem Kurzschluss, Spannungs- oder Stromspitzen entwertet so die gesamte Platine. Da die anderen Varianten zudem oft in Oberflächenmontage und mit vielen Beinchen gelötet werden, ist ein Austausch für den Anfänger ausgeschlossen. Einen neuen ATMega328P (PDIP/ Plastikinsekt mit 32 Beinen) gibt es im Elektronikhandel für ca. 3 Euro im Gegensatz zu 25 Euro für ein komplettes Board. (Den blanken Chip kann man aus der IDE mit dem Bootloader ''flashen''.)

Es ist generell ratsam mit einem kleinen Arduino einzusteigen. Wer noch keine Bastelkiste mit Elektronikteilen hat, dem seien die Startpakete ans Herz gelegt. Neben den wichtigsten Bauteilen enthalten sie ein kleines Steckbrett, ein paar Drahtbrücken und ein Buch mit ca. 10 Projekten. Wenn man dann dem Speicher des Uno entwachsen ist und die Anschlüsse nicht mehr reichen, lohnt sich der Umstieg auf die größeren Varianten. Wer es dann elektronischer haben möchte, der schaut sich die gesamte Atmel-Palette an, in die Kataloge der anderen Hersteller oder rüstet gleich auf einen vollwertigen Mini-PC um.

===Arduino Uno===
Der Arduino Uno R3 ist der Standard-Arduino. In den meisten Anfänger-Bücher und Tutorials wird dieser Arduino verwendet. Auch sind die meisten Libaries für ihn geschrieben. Er ist der neuste der am längsten weiterentwickleten Arduino-Reihe.
So ist eine frühere Version des Arduino Uno (Arduino USB) das Board gewesen, welches als erstes ''Arduino'' gennant wurde. In der aktuellen Revision (Version) 3 besitzt der Uno 14 Digitale I/O Pins sowie 6 analoge Eingänge. Er besitzt eine Spannungsregelung und darf mit 12V über einen Hohlstecker versorgt werden, kann aber auch an bereits geregelte 5V angeschlossen werden und besitzt folgende Speicherkapazitäten:
* 32K Flash(0,5 werden vom Bootloader verwendet.)
* 2K SRAM
* 1K EEPROM
* 16 MHz (Prozessortakt)
Neben dem USB-B Anschluß verfügt der Uno noch über folgende Anschlüsse:
* Klinkenbuchse (2.1mm , 6-20 V möglich)
* SPI
* I²C
* ICSP

==== Arduino Mega ====
Hinsichtlich der Ein- und Ausgänge sowie dem verfügbaren Speicher ist der Mega der große Bruder von allen AVR-basierten Arduinos. Die aktuellen Versionen sind der Mega 2560 und der Mega ADK. Neben 16 analogen Eingängen gibt es 54 digitale Kanäle von denen 15 mit PWM steuern können. Zur seriellen Kommunikation, sog. UARTs, können 4 Kanäle genutzt werden. Der Flash-Speicher ist mit 256kByte 8mal größer als der des Uno. So passen eine Menge Bibliotheken in eigene Programme.

==== Arduino Due ====
Im Gegensatz zu den übrigen Boards wird für den Due ein ARM Cortex-M3-Chip (Atmel SAM3X8E) verbaut. Das bringt den größten Flash-Speicher mit 512kByte und zum Mega vergleichbare Ein- und Ausgänge. Die drei wichtigsten Unterscheidungsmerkmale sind die deutlich höhere Taktfrequenz von 84MHz (statt 16MHz), 32bit-Verarbeitung (statt 8bit) und 2 analoge Ausgänge. Zudem darf der Due nur mit 3.3V betrieben und angesteuert werden, d.h. alle I/O-Pins müssen an 5V-Logik angepasst werden, sollen sie mit 5V genutzt werden.

==== Andere Boards ====
Der Arduino Duemilanove ist der Vorgänger des Arduino Uno. Er besitzt den
ATmega168 (seit 2009 328p) statt dem 328 wie beim Uno. Als Konverter verwendet der Duemilianove eine FTDI-Chip anstelle eines 16U2. Sonst ist von der Pin anzahlen und den Maßen des Boards identisch mit denen des Uno. Das Board des ''Ethernet'' verfügt über einen RJ45-Anschluss sowie einen microSD-Karten-Slot. Wenn man einen Arduino als USB-Gerät benutzen möchte, dann bietet sich der ''Leonardo'' an. Der verbaute Mikrocontroller (ATmega32u4) besitzt eine in Hardware implementierte USB-Schnittstelle. Den übrigen Boards fehlt dafür der Programmieranschluss für den separaten USB-Controller oder es muss ein Programmieradapter statt des USB-Kabels benutzt werden, die Firmware entsprechend zu aktualisieren.

Alle o.a. Boards sind groß und so gibt es etwa die ''Lilipads'', deren runde Platine und niedrige Bauhöhe den Einsatz in Textilien erleichtert. Sie sind nicht mehr kompatibel zu den Shields. Wer es dennoch niedrig und Shield-kompatibel wünscht, der kann die ''Pro''-Modelle nutzen. Sie haben eine feste Spannungsreglung und müssen mit 3.3V oder 5V betrieben werden. Die Buchsenleisten sind nicht vorgelötet. Die kleinsten Boards sind die ''Pro Mini''-Varianten. Sie haben nur noch die Größe eines Kaugummistreifens. Diese Miniaturisierung fordert auch ihren Tribut und die höchstzulässige Verlustleistung des verbauten Chips ist geringer als bei den großen Boards.

==Tutorial==
===Ein erster Sketch: Blinkende LED===
Die meisten aktuellen Arduino-Boards habe einen fest verlötete
SMD-LED, welche an Pin 13 angeschloßen ist. Diese LED kann von jedem
Sketch angesteuert werden. Da diese LED meistens vorhanden ist und immer an Pin 13 ageschloßen ist, ist dieses Programm auf den meisten Boards gleich.
<syntaxhighlight lang="c">
//Blinkende LED
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
delay(1000);
digitalWrite(13,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13,LOW);
}
</syntaxhighlight>

==Shields(Erweiterungsplatinen)==
Sogennante Shields sind Erweiterungsplatinen, die die Funktionen eines Arduino-Boards um neue Funktionen erweitern. So gibt es z.B. Shields die den Arduino um eine Ethernet-Schnittstelle erweitern, einen VGA-Aschluß besitzen oder einfach leere Platinen sind, auf die eine Chip eingesetzt werden kann, ohne zu Löten. Für das letztere Bsp. wäre eine solche Platine die XBEE-Antenne. Es gibt eine eigene Datenbank <ref name="shieldlist">[http://shieldlist.org/] Shieldlist für Arduino</ref> nur für Shields.

===8-bit LCD-Shield mit Touch-Controller ohne IRQ-Pin===

Seit ca. Herbst 2012 werden einige LCD-Shields mit Touch-Controller angeboten, die den IRQ-Pin nicht mehr durchschleifen.

Damit läuft auch die U-Touch Bibliothek von Henning Carlsen nicht mehr. Alle Sample-Codes im Web funktionieren auch nicht. Das Problem besteht darin herauszufinden, mit welchem Arduino-Pin das CS-Signal verbunden ist. Hier hilft nur: Sheets studieren.

Beim Austesten des Touch-Shields ergab sich bei mir zusätzlich ein y-Basiswert des Touchcontrollers von 4095 ('kein Touch') und eine Differenz der Widerstandswerte zwischen 'Touch' und 'keine Touch' von 180 (x) bzw. 240 (y), siehe Code-Kommentare.

Bei mir lief schließlich folgender Code (das CS-Signal lag auf Pin 10):
<syntaxhighlight lang="c">
#define LCD_RS 19
#define LCD_WR 18
#define LCD_CS 17
#define LCD_REST 16

#define DCLK 15
#define DIN 14
#define CS 10
#define DOUT 8

//#define IRQ 7

unsigned int TP_X,TP_Y,x0,y0;
unsigned int l3=0;
int lx,ly, l2, ry,rx,x3=65,y3=318;
int k=3, vh2=0x84,vl2=0xFF;

void spistar() //SPI Start
{
digitalWrite(CS,LOW);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DIN,HIGH);
digitalWrite(DCLK,HIGH);

}
//**********************************************************
void WriteCharTo7843(unsigned char num) //SPI Write Data
{
unsigned char count=0;
unsigned char temp;
unsigned nop;
temp=num;
digitalWrite(DCLK,LOW);
for(count=0;count<8;count++)
{
if(temp&0x80)
digitalWrite(DIN,HIGH);
else
digitalWrite(DIN,LOW);

temp=temp<<1;

digitalWrite(DCLK,LOW);
nop++;
nop++;
digitalWrite(DCLK,HIGH);
nop++;
nop++;
}
}

//**********************************************************
unsigned int ReadFromCharFrom7843() //SPI Read Data
{
unsigned nop;
unsigned char count=0;
unsigned int Num=0;
for(count=0;count<12;count++)
{
Num<<=1;
digitalWrite(DCLK,HIGH);//DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
digitalWrite(DCLK,LOW);//DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
if(digitalRead(DOUT)) Num++;
}
return(Num);
}

void LCD_Writ_Bus(char VH,char VL)
{
PORTD = VH;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
PORTD = VL;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
}

void LCD_Write_COM(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,LOW);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void LCD_Write_DATA(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,HIGH);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void Lcd_Write_Com_Data(int com,int val)
{
LCD_Write_COM(com>>8,com);
LCD_Write_DATA(val>>8,val);
}

void Address_set(unsigned int x1,unsigned int y1,unsigned int x2,unsigned int y2)
{
LCD_Write_COM(0x00,0x46);LCD_Write_DATA(x2,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x47);LCD_Write_DATA(y2>>8,y2);
LCD_Write_COM(0x00,0x48);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x20);LCD_Write_DATA(x1>>8,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x21);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x22);
}

void LCD_Init(void)
{

digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,LOW);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);

digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2004);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC00);
Lcd_Write_Com_Data(0x15,0x2600);
Lcd_Write_Com_Data(0x14,0x252A);
Lcd_Write_Com_Data(0x12,0x0033);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC04);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC06);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC4F);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0x674F);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2003);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x30,0x2609);
Lcd_Write_Com_Data(0x31,0x242C);
Lcd_Write_Com_Data(0x32,0x1F23);
Lcd_Write_Com_Data(0x33,0x2425);
Lcd_Write_Com_Data(0x34,0x2226);
Lcd_Write_Com_Data(0x35,0x2523);
Lcd_Write_Com_Data(0x36,0x1C1A);
Lcd_Write_Com_Data(0x37,0x131D);
Lcd_Write_Com_Data(0x38,0x0B11);
Lcd_Write_Com_Data(0x39,0x1210);
Lcd_Write_Com_Data(0x3A,0x1315);
Lcd_Write_Com_Data(0x3B,0x3619);
Lcd_Write_Com_Data(0x3C,0x0D00);
Lcd_Write_Com_Data(0x3D,0x000D);
Lcd_Write_Com_Data(0x16,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x02,0x0013);
Lcd_Write_Com_Data(0x03,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x01,0x0127);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x08,0x0303);
Lcd_Write_Com_Data(0x0A,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x0B,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x0C,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x41,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x50,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x60,0x0005);
Lcd_Write_Com_Data(0x70,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x71,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x78,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x7A,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0051);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0053);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0000);

LCD_Write_COM(0x00,0x22);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void Pant(char VH,char VL)
{
int i,j;
Address_set(0,0,240,320);
for(i=0;i<=320;i++)
{
for (j=0;j<=240;j++)
{
LCD_Write_DATA(VH,VL);
}
}
}

void digi(int z3)
{
unsigned char p;
int x2, y2, z2, i,h2=1000;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<3;i++)
{
y2=y3;
x2=x3+(10*i);
Address_set(x2+6,y2-15,x2+7,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+7,y2-14);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-1,x2+7,y2);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-8,x2+7,y2-7);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+1,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);

h2=h2/10;
z2=z3/h2;
z3=z3-z2*h2;
if (z2==0) {
Address_set(x2+2,y2-8,x2+5,y2-7);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==1) {
Address_set(x2,y2-15,x2+5,y2);
for(p=0; p<96; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==2) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+6,y2-6,x2+7,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==3) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==4) {
Address_set(x2,y2-6,x2+5,y2);
for(p=0; p<42; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+2,y2-15,x2+5,y2-14);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==5) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==6) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==7) {
Address_set(x2,y2-13,x2+5,y2);
for(p=0; p<84; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==9) {
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}

digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void newpa(void)
{
unsigned char p;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Pant(0x00,0x00);

Address_set(0,319,240,319);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,0,240,0);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,300,240,300);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,0,0,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,255,0,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,0,239,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,255,239,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(50,308,59,311);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(53,305,56,314);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(215,305,239,314);
for(p=0; p<250; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void recan(void)
{
int i,j;
// unsigned int m;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<7;i++)
{
// m=i*3;
Address_set(i*5,305,i*5+3,314);
for(j=0; j<40; j++)
{
if (1+i*2<= k) LCD_Write_DATA(0xFF,0xE0); else LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}
Address_set(100,305,124,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
Address_set(125,305,149,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void AD7843(void)
{
digitalWrite(CS,LOW);
WriteCharTo7843(0x90);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_Y=ReadFromCharFrom7843();
WriteCharTo7843(0xD0);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_X=ReadFromCharFrom7843();
digitalWrite(CS,HIGH);

}

void setup()
{

unsigned char p;

for(p=0;p<20;p++)
{
pinMode(p,OUTPUT);
}
pinMode(DOUT,INPUT);
x0=1;
y0=1;

LCD_Init();
newpa();
recan();
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
spistar();
}

void loop()
{
rx=0;
ry=0;

for(l3=0;l3<8;l3++)
{
AD7843();

lx=0;
ly=-1*TP_Y;
ly=4095+ly; //4095=Basiswert y-Signal
if(ly > 0) lx=1*TP_X; else {lx=0;ly=0;rx=0;ry=0;l3=9; }
rx=rx+lx;
ry=ry+ly;
}
lx=(rx/8-180)/15; //180=Minimaler x-Wert bei 'Touch'
ly=(ry/8-240)/11; //240=Minimaler (über 4095) y-Wert bei 'Touch'
if(ly < 1) {lx=0;ly=0; }
if(lx < 1) lx=0;

if(ly > 309-k)
{
ly=0;
if(lx > 200) k=k-2; else if (lx > 160) k=k+2;else
if (lx > 100) vh2++; else if (lx > 40) vl2++; else newpa();
lx=0;
if (k<1) k=1;
if (k>13) k=13;
if (vh2>255) vh2=0;
if (vl2>255) vl2=0;
x3=65;
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
recan();
}

if(ly > 299-k) ly=299-k;
if(ly > 0)
{
x0=240-lx;
if(x0 > 240-k) x0=240-k;
y0=ly;
l2=(k+1)*(k+1);
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Address_set(x0,y0,x0+k,y0+k);
for (l3=0; l3<l2; l3++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}
delay (50);
}
</syntaxhighlight>

== Downloads ==
* [http://www.arduino.cc/en/Main/Software Download der IDE]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR Artikel zur AVR Prozessor-Serie]

==Literatur==
* Günter Spanner: ''Arduino: Schaltungsprojekte für Profis'', Elektor Verlag, 2012, ISBN 978-3-89576-257-4
* Erik Bartmann: ''Die elektronische Welt mit Arduino entdecken'', O'Reilly Verlag, 2011, ISBN 978-3-89721-319-7
* Thomas Brühlmann: ''Arduino: Praxiseinstieg'', mitp Verlag, 2010, ISBN 978-3-8266-5605-7

==Bezugsquellen(Auswahl)==

===Offiziele Boards===
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/Arduino Watterott.com]
* [http://www.reichelt.de/ Reichelt.de]
* [http://www.conrad.de/ Conrad.de]
* [http://www.tigal.com/ TIGAL.com]

===Lernpakete===
* [http://www.franzis.de/ Franzis Verlag(Lernpakete)]

== Siehe auch ==
* [http://www.arduino.cc/ Website des Arduino-Projekt]
* [http://arduino.cc/forum/index.php/board,31.0.html Deutsches Arduino-Forum(offiziel)]

<references />
[[Kategorie:AVR-Boards]]

Arduino

2014-01-22T19:35:06Z

Bohnsorg: Das Tutorial ohne Shields ist wichtiger als seitenweise C-Code zu einem speziellen Shield

Das Arduino-Projekt ist ein 2006 gestartetes Projekt aus Italien. Arduino
ist eine Zusammenstellung aus verschiedenen Boards und einer IDE. Die Boards basieren auf der Atmel-AVR Serie. Die einzige ausnahme bildet der Arduino Due, dieser basiert auf einem ARM-Chip von Atmel. Das Gesamt Projekt ist quelloffen,
also Open-Source. Der Unterschied zu anderen Atmel-Boards sind der Bootloader und die IDE. Der Bootloader wird durch das Arduino-Projekt entwickelt und ist für die einzelnen Boards spezifisch.

==Die IDE==
Die Arduino-IDE ist eine in JAVA programmierte grafische Oberfläche. Dadurch dass sie in JAVA programiert wurde, ist sie plattfomunabhägig und auf Windows, Linux, MacOS X und Solaris verfügbar.
Die Grafische Oberfläche compiliert die Sketche(so heißt ein Arduino-Programm offiziel) nicht, sondern ruft verschiedene Programme auf. Dies sind in der Regel der Compiler avr-g++(und zugehörige Programme, z.B. ein Linker) und avrdude,
ein Programm zum übertragen des compilierten Sketch als *.hex File auf den Flashspeicher des Arduino. Die IDE basiert auf der Processing IDE und Wiring.

==Die Boards==
Die Arduino-Boards sind Atmel AVR/ARM Chips basierende Mikrocontrollerplatinen,
welche zur Steuerung von I/O-Pins gedacht sind. Im Gegensatz zu anderen Boards sind die Arduino-Boards nicht gedacht um als "Computer" mit Betriebssystem zu dienen, wie etwa der Raspberry Pi, sondern um die I/O Pins zu steuern. Es gibt insgesamt 14 Boards mit 13 - 70 I/O Pins. Die Platinen besitzen meisten ein USB-Aschluß (USB-B bzw. USB-Mini) oder eine Schnittstelle für einen USB-Serial-Konverterchip. Die Platinen mit USB-Anschluß haben einen solchen Chip integriert,
meist ein FTDI-Chip bei älteren Boards oder ein 8U2/16U2 bei neueren Boards. Eine Ausnahme bildet hier der Arduino Leonardo: Dieser besitzt einen Atmel-AVR 32U4 Mikrocontroller, welcher auch die Funktionen eines FTDI-Chips besitzt. Es ist also kein weiterer Konverter nötig.

===Arduino Uno===
Der Arduino Uno R3 ist der Standard-Arduino. In den meisten Anfänger-Bücher und Tutorials wird dieser Arduino verwendet. Auch sind die meisten Libaries für ihn geschrieben. Er ist der neuste der am längsten weiterentwickleten Arduino-Reihe.
So ist eine frühere Version des Arduino Uno (Arduino USB) das Board gewesen, welches als erstes ''Arduino'' gennant wurde. In der aktuellen Revision (Version) 3 besitzt der Uno 14 Digitale I/O Pins sowie 6 analoge Eingänge. Er wird bei 5V betrieben und besitzt folgende Speicherkapazitäten:
* 32K Flash(0,5 werden vom Bootloader verwendet.)
* 2K SRAM
* 1K EEPROM
* 16 MHz (Prozessortakt)
Neben dem USB-B Anschluß verfügt der Uno noch über folgende Anschlüsse:
* Klinkenbuchse (2.1mm , 6-20 V möglich)
* SPI
* I²C
* ICSP

====Arduino Duemilanove====
Der Arduino Duemilanove ist der Vorgänger des Arduino Uno. Er besitzt den
ATmega168 (seit 2009 328p) statt dem 328 wie beim Uno. Als Konverter verwendet der Duemilianove eine FTDI-Chip anstelle eines 16U2. Sonst ist von der Pin anzahlen und den Maßen des Boards identisch mit denen des Uno.

====Arduino Diecimila====
====Arduino NG====
====Arduino Usb====

===Arduino Mega===
====Arduino Mega ADK====
===Arduino Due===

===Arduino Ethernet===
===Arduino LilyPad===
===Arduino Leonardo===
===Arduino Nano===
===Arduino Micro===
===Arduino Fio===
===Arduino Pro Mini===
====Arduino Mini====
===Arduino Pro===

==Tutorial==
===Ein erster Sketch: Blinkende LED===
Die meisten aktuellen Arduino-Boards habe einen fest verlötete
SMD-LED, welche an Pin 13 angeschloßen ist. Diese LED kann von jedem
Sketch angesteuert werden. Da diese LED meistens vorhanden ist und immer an Pin 13 ageschloßen ist, ist dieses Programm auf den meisten Boards gleich.
<syntaxhighlight lang="c">
//Blinkende LED
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
delay(1000);
digitalWrite(13,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13,LOW);
}
</syntaxhighlight>

==Shields(Erweiterungsplatinen)==
Sogennante Shields sind Erweiterungsplatinen, die die Funktionen eines Arduino-Boards um neue Funktionen erweitern. So gibt es z.B. Shields die den Arduino um eine Ethernet-Schnittstelle erweitern, einen VGA-Aschluß besitzen oder einfach leere Platinen sind, auf die eine Chip eingesetzt werden kann, ohne zu Löten. Für das letztere Bsp. wäre eine solche Platine die XBEE-Antenne. Es gibt eine eigene Datenbank[http://shieldlist.org/] nur für Shields.

===8-bit LCD-Shield mit Touch-Controller ohne IRQ-Pin===

Seit ca. Herbst 2012 werden einige LCD-Shields mit Touch-Controller angeboten, die den IRQ-Pin nicht mehr durchschleifen.

Damit läuft auch die U-Touch Bibliothek von Henning Carlsen nicht mehr. Alle Sample-Codes im Web funktionieren auch nicht. Das Problem besteht darin herauszufinden, mit welchem Arduino-Pin das CS-Signal verbunden ist. Hier hilft nur: Sheets studieren.

Beim Austesten des Touch-Shields ergab sich bei mir zusätzlich ein y-Basiswert des Touchcontrollers von 4095 ('kein Touch') und eine Differenz der Widerstandswerte zwischen 'Touch' und 'keine Touch' von 180 (x) bzw. 240 (y), siehe Code-Kommentare.

Bei mir lief schließlich folgender Code (das CS-Signal lag auf Pin 10):
<syntaxhighlight lang="c">
#define LCD_RS 19
#define LCD_WR 18
#define LCD_CS 17
#define LCD_REST 16

#define DCLK 15
#define DIN 14
#define CS 10
#define DOUT 8

//#define IRQ 7

unsigned int TP_X,TP_Y,x0,y0;
unsigned int l3=0;
int lx,ly, l2, ry,rx,x3=65,y3=318;
int k=3, vh2=0x84,vl2=0xFF;

void spistar() //SPI Start
{
digitalWrite(CS,LOW);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DIN,HIGH);
digitalWrite(DCLK,HIGH);

}
//**********************************************************
void WriteCharTo7843(unsigned char num) //SPI Write Data
{
unsigned char count=0;
unsigned char temp;
unsigned nop;
temp=num;
digitalWrite(DCLK,LOW);
for(count=0;count<8;count++)
{
if(temp&0x80)
digitalWrite(DIN,HIGH);
else
digitalWrite(DIN,LOW);

temp=temp<<1;

digitalWrite(DCLK,LOW);
nop++;
nop++;
digitalWrite(DCLK,HIGH);
nop++;
nop++;
}
}

//**********************************************************
unsigned int ReadFromCharFrom7843() //SPI Read Data
{
unsigned nop;
unsigned char count=0;
unsigned int Num=0;
for(count=0;count<12;count++)
{
Num<<=1;
digitalWrite(DCLK,HIGH);//DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
digitalWrite(DCLK,LOW);//DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
if(digitalRead(DOUT)) Num++;
}
return(Num);
}

void LCD_Writ_Bus(char VH,char VL)
{
PORTD = VH;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
PORTD = VL;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
}

void LCD_Write_COM(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,LOW);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void LCD_Write_DATA(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,HIGH);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void Lcd_Write_Com_Data(int com,int val)
{
LCD_Write_COM(com>>8,com);
LCD_Write_DATA(val>>8,val);
}

void Address_set(unsigned int x1,unsigned int y1,unsigned int x2,unsigned int y2)
{
LCD_Write_COM(0x00,0x46);LCD_Write_DATA(x2,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x47);LCD_Write_DATA(y2>>8,y2);
LCD_Write_COM(0x00,0x48);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x20);LCD_Write_DATA(x1>>8,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x21);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x22);
}

void LCD_Init(void)
{

digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,LOW);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);

digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2004);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC00);
Lcd_Write_Com_Data(0x15,0x2600);
Lcd_Write_Com_Data(0x14,0x252A);
Lcd_Write_Com_Data(0x12,0x0033);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC04);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC06);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC4F);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0x674F);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2003);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x30,0x2609);
Lcd_Write_Com_Data(0x31,0x242C);
Lcd_Write_Com_Data(0x32,0x1F23);
Lcd_Write_Com_Data(0x33,0x2425);
Lcd_Write_Com_Data(0x34,0x2226);
Lcd_Write_Com_Data(0x35,0x2523);
Lcd_Write_Com_Data(0x36,0x1C1A);
Lcd_Write_Com_Data(0x37,0x131D);
Lcd_Write_Com_Data(0x38,0x0B11);
Lcd_Write_Com_Data(0x39,0x1210);
Lcd_Write_Com_Data(0x3A,0x1315);
Lcd_Write_Com_Data(0x3B,0x3619);
Lcd_Write_Com_Data(0x3C,0x0D00);
Lcd_Write_Com_Data(0x3D,0x000D);
Lcd_Write_Com_Data(0x16,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x02,0x0013);
Lcd_Write_Com_Data(0x03,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x01,0x0127);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x08,0x0303);
Lcd_Write_Com_Data(0x0A,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x0B,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x0C,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x41,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x50,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x60,0x0005);
Lcd_Write_Com_Data(0x70,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x71,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x78,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x7A,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0051);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0053);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0000);

LCD_Write_COM(0x00,0x22);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void Pant(char VH,char VL)
{
int i,j;
Address_set(0,0,240,320);
for(i=0;i<=320;i++)
{
for (j=0;j<=240;j++)
{
LCD_Write_DATA(VH,VL);
}
}
}

void digi(int z3)
{
unsigned char p;
int x2, y2, z2, i,h2=1000;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<3;i++)
{
y2=y3;
x2=x3+(10*i);
Address_set(x2+6,y2-15,x2+7,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+7,y2-14);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-1,x2+7,y2);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-8,x2+7,y2-7);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+1,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);

h2=h2/10;
z2=z3/h2;
z3=z3-z2*h2;
if (z2==0) {
Address_set(x2+2,y2-8,x2+5,y2-7);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==1) {
Address_set(x2,y2-15,x2+5,y2);
for(p=0; p<96; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==2) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+6,y2-6,x2+7,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==3) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==4) {
Address_set(x2,y2-6,x2+5,y2);
for(p=0; p<42; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+2,y2-15,x2+5,y2-14);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==5) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==6) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==7) {
Address_set(x2,y2-13,x2+5,y2);
for(p=0; p<84; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==9) {
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}

digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void newpa(void)
{
unsigned char p;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Pant(0x00,0x00);

Address_set(0,319,240,319);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,0,240,0);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,300,240,300);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,0,0,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,255,0,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,0,239,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,255,239,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(50,308,59,311);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(53,305,56,314);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(215,305,239,314);
for(p=0; p<250; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void recan(void)
{
int i,j;
// unsigned int m;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<7;i++)
{
// m=i*3;
Address_set(i*5,305,i*5+3,314);
for(j=0; j<40; j++)
{
if (1+i*2<= k) LCD_Write_DATA(0xFF,0xE0); else LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}
Address_set(100,305,124,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
Address_set(125,305,149,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void AD7843(void)
{
digitalWrite(CS,LOW);
WriteCharTo7843(0x90);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_Y=ReadFromCharFrom7843();
WriteCharTo7843(0xD0);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_X=ReadFromCharFrom7843();
digitalWrite(CS,HIGH);

}

void setup()
{

unsigned char p;

for(p=0;p<20;p++)
{
pinMode(p,OUTPUT);
}
pinMode(DOUT,INPUT);
x0=1;
y0=1;

LCD_Init();
newpa();
recan();
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
spistar();
}

void loop()
{
rx=0;
ry=0;

for(l3=0;l3<8;l3++)
{
AD7843();

lx=0;
ly=-1*TP_Y;
ly=4095+ly; //4095=Basiswert y-Signal
if(ly > 0) lx=1*TP_X; else {lx=0;ly=0;rx=0;ry=0;l3=9; }
rx=rx+lx;
ry=ry+ly;
}
lx=(rx/8-180)/15; //180=Minimaler x-Wert bei 'Touch'
ly=(ry/8-240)/11; //240=Minimaler (über 4095) y-Wert bei 'Touch'
if(ly < 1) {lx=0;ly=0; }
if(lx < 1) lx=0;

if(ly > 309-k)
{
ly=0;
if(lx > 200) k=k-2; else if (lx > 160) k=k+2;else
if (lx > 100) vh2++; else if (lx > 40) vl2++; else newpa();
lx=0;
if (k<1) k=1;
if (k>13) k=13;
if (vh2>255) vh2=0;
if (vl2>255) vl2=0;
x3=65;
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
recan();
}

if(ly > 299-k) ly=299-k;
if(ly > 0)
{
x0=240-lx;
if(x0 > 240-k) x0=240-k;
y0=ly;
l2=(k+1)*(k+1);
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Address_set(x0,y0,x0+k,y0+k);
for (l3=0; l3<l2; l3++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}
delay (50);
}
</syntaxhighlight>

==Derivate==
Es gibt viele Derivate die auf dem Arduino basieren, weil
* Alle Layouts quelloffen im Internet stehen
* Der Bootloader sowohl als Quellocde und schon compillert zum Download im Internet stehen
*Man die IDE für alle Atmel-Chips verwenden kann, die einen Arduino-Bootloader besitzen
*Man auch eine Arduino-Derivat auf dem Steckbrett zusammbauen kann

== Downloads ==
* [http://www.arduino.cc/en/Main/Software Download der IDE]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR Artikel zur AVR Prozessor-Serie]

==Literatur==
* Günter Spanner: ''Arduino: Schaltungsprojekte für Profis'', Elektor Verlag, 2012, ISBN 978-3-89576-257-4
* Erik Bartmann: ''Die elektronische Welt mit Arduino entdecken'', O'Reilly Verlag, 2011, ISBN 978-3-89721-319-7
* Thomas Brühlmann: ''Arduino: Praxiseinstieg'', mitp Verlag, 2010, ISBN 978-3-8266-5605-7

==Bezugsquellen(Auswahl)==

===Offiziele Boards===
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/Arduino Watterott.com]
* [http://www.reichelt.de/ Reichelt.de]
* [http://www.conrad.de/ Conrad.de]
* [http://www.tigal.com/ TIGAL.com]

===Lernpakete===
* [http://www.franzis.de/ Franzis Verlag(Lernpakete)]

== Siehe auch ==
* [http://www.arduino.cc/ Website des Arduino-Projekt]
* [http://arduino.cc/forum/index.php/board,31.0.html Deutsches Arduino-Forum(offiziel)]

[[Kategorie:AVR-Boards]]

Arduino

2014-01-22T19:30:29Z

Bohnsorg: /* Shields(Erweiterungsplatinen) */

Das Arduino-Projekt ist ein 2006 gestartetes Projekt aus Italien. Arduino
ist eine Zusammenstellung aus verschiedenen Boards und einer IDE. Die Boards basieren auf der Atmel-AVR Serie. Die einzige ausnahme bildet der Arduino Due, dieser basiert auf einem ARM-Chip von Atmel. Das Gesamt Projekt ist quelloffen,
also Open-Source. Der Unterschied zu anderen Atmel-Boards sind der Bootloader und die IDE. Der Bootloader wird durch das Arduino-Projekt entwickelt und ist für die einzelnen Boards spezifisch.

==Die IDE==
Die Arduino-IDE ist eine in JAVA programmierte grafische Oberfläche. Dadurch dass sie in JAVA programiert wurde, ist sie plattfomunabhägig und auf Windows, Linux, MacOS X und Solaris verfügbar.
Die Grafische Oberfläche compiliert die Sketche(so heißt ein Arduino-Programm offiziel) nicht, sondern ruft verschiedene Programme auf. Dies sind in der Regel der Compiler avr-g++(und zugehörige Programme, z.B. ein Linker) und avrdude,
ein Programm zum übertragen des compilierten Sketch als *.hex File auf den Flashspeicher des Arduino. Die IDE basiert auf der Processing IDE und Wiring.

==Die Boards==
Die Arduino-Boards sind Atmel AVR/ARM Chips basierende Mikrocontrollerplatinen,
welche zur Steuerung von I/O-Pins gedacht sind. Im Gegensatz zu anderen Boards sind die Arduino-Boards nicht gedacht um als "Computer" mit Betriebssystem zu dienen, wie etwa der Raspberry Pi, sondern um die I/O Pins zu steuern. Es gibt insgesamt 14 Boards mit 13 - 70 I/O Pins. Die Platinen besitzen meisten ein USB-Aschluß (USB-B bzw. USB-Mini) oder eine Schnittstelle für einen USB-Serial-Konverterchip. Die Platinen mit USB-Anschluß haben einen solchen Chip integriert,
meist ein FTDI-Chip bei älteren Boards oder ein 8U2/16U2 bei neueren Boards. Eine Ausnahme bildet hier der Arduino Leonardo: Dieser besitzt einen Atmel-AVR 32U4 Mikrocontroller, welcher auch die Funktionen eines FTDI-Chips besitzt. Es ist also kein weiterer Konverter nötig.

===Arduino Uno===
Der Arduino Uno R3 ist der Standard-Arduino. In den meisten Anfänger-Bücher und Tutorials wird dieser Arduino verwendet. Auch sind die meisten Libaries für ihn geschrieben. Er ist der neuste der am längsten weiterentwickleten Arduino-Reihe.
So ist eine frühere Version des Arduino Uno (Arduino USB) das Board gewesen, welches als erstes ''Arduino'' gennant wurde. In der aktuellen Revision (Version) 3 besitzt der Uno 14 Digitale I/O Pins sowie 6 analoge Eingänge. Er wird bei 5V betrieben und besitzt folgende Speicherkapazitäten:
* 32K Flash(0,5 werden vom Bootloader verwendet.)
* 2K SRAM
* 1K EEPROM
* 16 MHz (Prozessortakt)
Neben dem USB-B Anschluß verfügt der Uno noch über folgende Anschlüsse:
* Klinkenbuchse (2.1mm , 6-20 V möglich)
* SPI
* I²C
* ICSP

====Arduino Duemilanove====
Der Arduino Duemilanove ist der Vorgänger des Arduino Uno. Er besitzt den
ATmega168 (seit 2009 328p) statt dem 328 wie beim Uno. Als Konverter verwendet der Duemilianove eine FTDI-Chip anstelle eines 16U2. Sonst ist von der Pin anzahlen und den Maßen des Boards identisch mit denen des Uno.

====Arduino Diecimila====
====Arduino NG====
====Arduino Usb====

===Arduino Mega===
====Arduino Mega ADK====
===Arduino Due===

===Arduino Ethernet===
===Arduino LilyPad===
===Arduino Leonardo===
===Arduino Nano===
===Arduino Micro===
===Arduino Fio===
===Arduino Pro Mini===
====Arduino Mini====
===Arduino Pro===

==Shields(Erweiterungsplatinen)==
Sogennante Shields sind Erweiterungsplatinen, die die Funktionen eines Arduino-Boards um neue Funktionen erweitern. So gibt es z.B. Shields die den Arduino um eine Ethernet-Schnittstelle erweitern, einen VGA-Aschluß besitzen oder einfach leere Platinen sind, auf die eine Chip eingesetzt werden kann, ohne zu Löten. Für das letztere Bsp. wäre eine solche Platine die XBEE-Antenne. Es gibt eine eigene Datenbank[http://shieldlist.org/] nur für Shields.

===8-bit LCD-Shield mit Touch-Controller ohne IRQ-Pin===

Seit ca. Herbst 2012 werden einige LCD-Shields mit Touch-Controller angeboten, die den IRQ-Pin nicht mehr durchschleifen.

Damit läuft auch die U-Touch Bibliothek von Henning Carlsen nicht mehr. Alle Sample-Codes im Web funktionieren auch nicht. Das Problem besteht darin herauszufinden, mit welchem Arduino-Pin das CS-Signal verbunden ist. Hier hilft nur: Sheets studieren.

Beim Austesten des Touch-Shields ergab sich bei mir zusätzlich ein y-Basiswert des Touchcontrollers von 4095 ('kein Touch') und eine Differenz der Widerstandswerte zwischen 'Touch' und 'keine Touch' von 180 (x) bzw. 240 (y), siehe Code-Kommentare.

Bei mir lief schließlich folgender Code (das CS-Signal lag auf Pin 10):
<syntaxhighlight lang="c">
#define LCD_RS 19
#define LCD_WR 18
#define LCD_CS 17
#define LCD_REST 16

#define DCLK 15
#define DIN 14
#define CS 10
#define DOUT 8

//#define IRQ 7

unsigned int TP_X,TP_Y,x0,y0;
unsigned int l3=0;
int lx,ly, l2, ry,rx,x3=65,y3=318;
int k=3, vh2=0x84,vl2=0xFF;

void spistar() //SPI Start
{
digitalWrite(CS,LOW);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DIN,HIGH);
digitalWrite(DCLK,HIGH);

}
//**********************************************************
void WriteCharTo7843(unsigned char num) //SPI Write Data
{
unsigned char count=0;
unsigned char temp;
unsigned nop;
temp=num;
digitalWrite(DCLK,LOW);
for(count=0;count<8;count++)
{
if(temp&0x80)
digitalWrite(DIN,HIGH);
else
digitalWrite(DIN,LOW);

temp=temp<<1;

digitalWrite(DCLK,LOW);
nop++;
nop++;
digitalWrite(DCLK,HIGH);
nop++;
nop++;
}
}

//**********************************************************
unsigned int ReadFromCharFrom7843() //SPI Read Data
{
unsigned nop;
unsigned char count=0;
unsigned int Num=0;
for(count=0;count<12;count++)
{
Num<<=1;
digitalWrite(DCLK,HIGH);//DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
digitalWrite(DCLK,LOW);//DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();
nop++;
if(digitalRead(DOUT)) Num++;
}
return(Num);
}

void LCD_Writ_Bus(char VH,char VL)
{
PORTD = VH;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
PORTD = VL;
digitalWrite(LCD_WR,LOW);
digitalWrite(LCD_WR,HIGH);
}

void LCD_Write_COM(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,LOW);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void LCD_Write_DATA(char VH,char VL)
{
digitalWrite(LCD_RS,HIGH);
LCD_Writ_Bus(VH,VL);
}

void Lcd_Write_Com_Data(int com,int val)
{
LCD_Write_COM(com>>8,com);
LCD_Write_DATA(val>>8,val);
}

void Address_set(unsigned int x1,unsigned int y1,unsigned int x2,unsigned int y2)
{
LCD_Write_COM(0x00,0x46);LCD_Write_DATA(x2,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x47);LCD_Write_DATA(y2>>8,y2);
LCD_Write_COM(0x00,0x48);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x20);LCD_Write_DATA(x1>>8,x1);
LCD_Write_COM(0x00,0x21);LCD_Write_DATA(y1>>8,y1);
LCD_Write_COM(0x00,0x22);
}

void LCD_Init(void)
{

digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,LOW);
delay(5);
digitalWrite(LCD_REST,HIGH);
delay(5);

digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2004);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC00);
Lcd_Write_Com_Data(0x15,0x2600);
Lcd_Write_Com_Data(0x14,0x252A);
Lcd_Write_Com_Data(0x12,0x0033);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC04);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC06);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0xCC4F);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x13,0x674F);
Lcd_Write_Com_Data(0x11,0x2003);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x30,0x2609);
Lcd_Write_Com_Data(0x31,0x242C);
Lcd_Write_Com_Data(0x32,0x1F23);
Lcd_Write_Com_Data(0x33,0x2425);
Lcd_Write_Com_Data(0x34,0x2226);
Lcd_Write_Com_Data(0x35,0x2523);
Lcd_Write_Com_Data(0x36,0x1C1A);
Lcd_Write_Com_Data(0x37,0x131D);
Lcd_Write_Com_Data(0x38,0x0B11);
Lcd_Write_Com_Data(0x39,0x1210);
Lcd_Write_Com_Data(0x3A,0x1315);
Lcd_Write_Com_Data(0x3B,0x3619);
Lcd_Write_Com_Data(0x3C,0x0D00);
Lcd_Write_Com_Data(0x3D,0x000D);
Lcd_Write_Com_Data(0x16,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x02,0x0013);
Lcd_Write_Com_Data(0x03,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x01,0x0127);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x08,0x0303);
Lcd_Write_Com_Data(0x0A,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x0B,0x0003);
Lcd_Write_Com_Data(0x0C,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x41,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x50,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x60,0x0005);
Lcd_Write_Com_Data(0x70,0x000B);
Lcd_Write_Com_Data(0x71,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x78,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x7A,0x0000);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0007);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0051);
delay(1);
Lcd_Write_Com_Data(0x07,0x0053);
Lcd_Write_Com_Data(0x79,0x0000);

LCD_Write_COM(0x00,0x22);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void Pant(char VH,char VL)
{
int i,j;
Address_set(0,0,240,320);
for(i=0;i<=320;i++)
{
for (j=0;j<=240;j++)
{
LCD_Write_DATA(VH,VL);
}
}
}

void digi(int z3)
{
unsigned char p;
int x2, y2, z2, i,h2=1000;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<3;i++)
{
y2=y3;
x2=x3+(10*i);
Address_set(x2+6,y2-15,x2+7,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+7,y2-14);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-1,x2+7,y2);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-8,x2+7,y2-7);
for(p=0; p<16; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(x2,y2-15,x2+1,y2);
for(p=0; p<32; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);

h2=h2/10;
z2=z3/h2;
z3=z3-z2*h2;
if (z2==0) {
Address_set(x2+2,y2-8,x2+5,y2-7);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==1) {
Address_set(x2,y2-15,x2+5,y2);
for(p=0; p<96; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==2) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+6,y2-6,x2+7,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==3) {
Address_set(x2,y2-13,x2+1,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==4) {
Address_set(x2,y2-6,x2+5,y2);
for(p=0; p<42; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2+2,y2-15,x2+5,y2-14);
for(p=0; p<8; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==5) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==6) {
Address_set(x2+6,y2-13,x2+7,y2-9);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==7) {
Address_set(x2,y2-13,x2+5,y2);
for(p=0; p<84; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
if (z2==9) {
Address_set(x2,y2-6,x2+1,y2-2);
for(p=0; p<10; p++) LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}

digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void newpa(void)
{
unsigned char p;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Pant(0x00,0x00);

Address_set(0,319,240,319);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,0,240,0);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,300,240,300);
for(p=0; p<240; p++) LCD_Write_DATA(0xFF,0xFF);
Address_set(0,0,0,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(0,255,0,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,0,239,255);
for(p=0; p<255; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(239,255,239,300);
for(p=0; p<45; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
Address_set(50,308,59,311);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(53,305,56,314);
for(p=0; p<40; p++) LCD_Write_DATA(0x07,0xE0);
Address_set(215,305,239,314);
for(p=0; p<250; p++) LCD_Write_DATA(0xF8,0x00);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);

}

void recan(void)
{
int i,j;
// unsigned int m;
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
for(i=0;i<7;i++)
{
// m=i*3;
Address_set(i*5,305,i*5+3,314);
for(j=0; j<40; j++)
{
if (1+i*2<= k) LCD_Write_DATA(0xFF,0xE0); else LCD_Write_DATA(0x00,0x00);
}
}
Address_set(100,305,124,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
Address_set(125,305,149,314);
for(i=0; i<250; i++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}

void AD7843(void)
{
digitalWrite(CS,LOW);
WriteCharTo7843(0x90);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_Y=ReadFromCharFrom7843();
WriteCharTo7843(0xD0);
digitalWrite(DCLK,HIGH);
digitalWrite(DCLK,LOW);
TP_X=ReadFromCharFrom7843();
digitalWrite(CS,HIGH);

}

void setup()
{

unsigned char p;

for(p=0;p<20;p++)
{
pinMode(p,OUTPUT);
}
pinMode(DOUT,INPUT);
x0=1;
y0=1;

LCD_Init();
newpa();
recan();
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
spistar();
}

void loop()
{
rx=0;
ry=0;

for(l3=0;l3<8;l3++)
{
AD7843();

lx=0;
ly=-1*TP_Y;
ly=4095+ly; //4095=Basiswert y-Signal
if(ly > 0) lx=1*TP_X; else {lx=0;ly=0;rx=0;ry=0;l3=9; }
rx=rx+lx;
ry=ry+ly;
}
lx=(rx/8-180)/15; //180=Minimaler x-Wert bei 'Touch'
ly=(ry/8-240)/11; //240=Minimaler (über 4095) y-Wert bei 'Touch'
if(ly < 1) {lx=0;ly=0; }
if(lx < 1) lx=0;

if(ly > 309-k)
{
ly=0;
if(lx > 200) k=k-2; else if (lx > 160) k=k+2;else
if (lx > 100) vh2++; else if (lx > 40) vl2++; else newpa();
lx=0;
if (k<1) k=1;
if (k>13) k=13;
if (vh2>255) vh2=0;
if (vl2>255) vl2=0;
x3=65;
digi(vh2);
x3=x3+90;
digi(vl2);
recan();
}

if(ly > 299-k) ly=299-k;
if(ly > 0)
{
x0=240-lx;
if(x0 > 240-k) x0=240-k;
y0=ly;
l2=(k+1)*(k+1);
digitalWrite(LCD_CS,LOW);
Address_set(x0,y0,x0+k,y0+k);
for (l3=0; l3<l2; l3++) LCD_Write_DATA(vh2,vl2);
digitalWrite(LCD_CS,HIGH);
}
delay (50);
}
</syntaxhighlight>

==Derivate==
Es gibt viele Derivate die auf dem Arduino basieren, weil
* Alle Layouts quelloffen im Internet stehen
* Der Bootloader sowohl als Quellocde und schon compillert zum Download im Internet stehen
*Man die IDE für alle Atmel-Chips verwenden kann, die einen Arduino-Bootloader besitzen
*Man auch eine Arduino-Derivat auf dem Steckbrett zusammbauen kann

==Tutorial==
===Ein erster Sketch: Blinkende LED===
Die meisten aktuellen Arduino-Boards habe einen fest verlötete
SMD-LED, welche an Pin 13 angeschloßen ist. Diese LED kann von jedem
Sketch angesteuert werden. Da diese LED meistens vorhanden ist und immer an Pin 13 ageschloßen ist, ist dieses Programm auf den meisten Boards gleich.
<syntaxhighlight lang="c">
//Blinkende LED
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
delay(1000);
digitalWrite(13,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13,LOW);
}
</syntaxhighlight>

== Downloads ==
* [http://www.arduino.cc/en/Main/Software Download der IDE]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR Artikel zur AVR Prozessor-Serie]

==Literatur==
* Günter Spanner: ''Arduino: Schaltungsprojekte für Profis'', Elektor Verlag, 2012, ISBN 978-3-89576-257-4
* Erik Bartmann: ''Die elektronische Welt mit Arduino entdecken'', O'Reilly Verlag, 2011, ISBN 978-3-89721-319-7
* Thomas Brühlmann: ''Arduino: Praxiseinstieg'', mitp Verlag, 2010, ISBN 978-3-8266-5605-7

==Bezugsquellen(Auswahl)==

===Offiziele Boards===
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/Arduino Watterott.com]
* [http://www.reichelt.de/ Reichelt.de]
* [http://www.conrad.de/ Conrad.de]
* [http://www.tigal.com/ TIGAL.com]

===Lernpakete===
* [http://www.franzis.de/ Franzis Verlag(Lernpakete)]

== Siehe auch ==
* [http://www.arduino.cc/ Website des Arduino-Projekt]
* [http://arduino.cc/forum/index.php/board,31.0.html Deutsches Arduino-Forum(offiziel)]

[[Kategorie:AVR-Boards]]

Diskussion:STM32 für Einsteiger

2014-01-22T19:16:17Z

Bohnsorg:

= Speicher... =
RAM und I/O liegen bei den AVR im gleichen Adressbereich. --[[Benutzer:Haku|Haku]] ([[Benutzer Diskussion:Haku|Diskussion]]) 17:45, 30. Dez. 2013 (CET)

:Das ist wohl richtig. Sogar der Registersatz (32 Register à 8 Bit) liegt dort. --[[Benutzer:M-w|M-w]] ([[Benutzer Diskussion:M-w|Diskussion]]) 23:20, 30. Dez. 2013 (CET)

= Programm/Arbeitsspeicher =
Man sollte auch fairerweise unterscheiden zwischen 8Bit und größeren. Wenn man beim PIC z.B. hinschreibt, dass er 2MB Programmspeicher hat, dann sollte man erwähnen, dass es dann kein 8-Bit-PIC mehr ist. Denn die AVR32 können auch mehr als 256k... --[[Benutzer:Haku|Haku]] ([[Benutzer Diskussion:Haku|Diskussion]]) 09:15, 31. Dez. 2013 (CET)

= PIC?? =
Warum sind da jetzt ganze Passagen über die Details der PIC's drin? Ist das nicht ein Artikel über STM32? Einen Artikel über PIC gibt es schon...

Meine ich auch, das mit der Doku sollte eigentlich in den PIC Artikel rein und nicht hier - und dort steht es nicht drin :-(
 >> Ich habe das mal dort hin verschoben.

= Ausrichtung/ Adressat =
Siehe auch http://www.mikrocontroller.net/topic/319328?goto=3499852#3499852 ist das kein Artikel für einen Einsteiger. Die Entscheidung pro oder contra findet in den ersten beiden Absätzen statt und die sind reichlich wolkig. Eine komplette Platine (Arduino) mit einem Oberflächenmontage-Bauteil zu vergleichen ist fatal und geht immer für den fertigen Arduino aus. Drehst du das Gewicht um, etwa ein wirklich STM32-relevantes Beispielprojekt in 60min und hängst die schmutzigen Details darunter an, ist der Artikel eine Hilfe. Bzgl. der Formatierung ist es ein ziemlich schwerer und sperriger Klotz. Bilder sind schön, aber wenig hilfreich (sie beseitigen keine Unkenntnis bei jemandem, der die Dropse und Schokotäfelchen auf farbigem Grund mit Metallglanz nicht kennt). Die Quellenangaben unter jeder Sektion stören eher den Lesefluss. [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 20:16, 22. Jan. 2014 (CET)

Benutzer:Bohnsorg

2014-01-15T06:46:51Z

Bohnsorg: Die Seite wurde neu angelegt: „Wenn alles einfach wäre, hätten Bücher, bebilderte Magazine, das Fernsehen, das Internet und Gespräche keine Existenzberechtigung. Aber schon morgens im Ba…“

Wenn alles einfach wäre, hätten Bücher, bebilderte Magazine, das Fernsehen, das Internet und Gespräche keine Existenzberechtigung. Aber schon morgens im Bad den Wasserhahn sauberes Nass erwartend zu öffnen erfordert eine unvorstellbar große Menge vernetzter Systeme, dass es besser ist, auf Fachleute mit Fachausbildung zu vertrauen, als der Einfachheit wegen einen eigenen Brunnen zu betreiben. Andere elementare Bestandteile des Ingenieurslebens – neben Wasser, Elektrizität und dotiertem Silizium – sind Stifte, Schablonen/ Lineale, Zeichenpapier und Büromöbel. Man stelle sich vor, Versandhauskataloge und -Internetpräsenzen vertrieben nur Rohmaterial, Werkzeuge, Betriebs- und Betriebshilfstoffe. Eine schöne Welt voller Tischler, Maschinenbauer, Elektriker und Bauingenieure. Aber zum Glück kommen wir alle bis zum ersten selbstgekauften Tabellenbuch hervorragend mit Strichmännchen, dem Begriff »Ding« und krakeligen Baumhausskizzen auf nicht-normiertem Papier aus.

Kurzversion: Wer es schafft mit dem endlichen Begriffsvorrat des Gegenübers die Notwendigkeit zur Erweiterung desselben zu zeigen ''und'' bei dieser Erweiterung behilflich zu sein, der hat das Wissen wirklich verdient.

Andere über mich: »''…altruistischer Anarcho-Atheist''«

Diskussion:Richtiges Designen von Platinenlayouts

2014-01-15T06:30:30Z

Bohnsorg:

Hoi! Ich würde vorschlagen, den Artikeltitel umzudrehen. --[[Benutzer:Yahp|Yahp]] 00:26, 17. Dez 2005 (CET)

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Letzthin gab's mal einen Thread, der deutlich machte, warum 100nF||10nF wenig sinnvoll ist.

Es gibt eine Stelle mit diesem Text, reicht das? [[Benutzer:Stefan|Stefan]] 14:44, 7. Feb. 2008 (CET)

''Niemals unterschiedliche große Abblock-Kondensatoren parallel schaltet, z.B. 10nF und 100nF. Es entstehen durch die parasitären Elemente Resonanzstellen, die genau das gegenteil des gewünschten erzeugen!''

_niemals_ ist auch nicht ganz richtig. gerade bei hf-schaltungen sieht man oft 100nF || ~22pF als hf-block.

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== HF ==

Bevor der Käse nun nocheinmal kommt: Bitte [http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=Wellenwiderstand#90.C2.B0_Ecken_in_Leiterbahnen _erst_ dieses lesen], dann verstehen, und dann ergänzen oder begründet ändern. --[[Benutzer:Haku|Haku]] 19:06, 9. Nov. 2012 (UTC)

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== Lesbarkeit ==
Habe mir ein paar Suchergebnisse aus Forum und Wiki zu Gemüte geführt und würde sogar Tipparbeit spendieren. Dieser Artikel ist ein guter Anfang, die Aufzählungen stören aber den Lesefluss und die Sichtweise des Layout-Profis unterschlägt allzu oft die Hintergründe (wenigstens Ansätze wie Oberwellen von Rechteckimpulsen). Bilder und Beispiele wären toll. Sie lockern nicht nur auf, sondern zeigen etwas anschaulich(er). Siehe auch [http://www.mikrocontroller.net/topic/25721#192015|Forums-Link] aus dem Artikel/ Inhalt des PDF. [[Benutzer:Bohnsorg|Bohnsorg]] ([[Benutzer Diskussion:Bohnsorg|Diskussion]]) 07:30, 15. Jan. 2014 (CET)