Mikrocontroller für Funktionsgenerator

So wie ich das sehe, sind die Arduinos als billige Universalboards 
momentan eine der besseren Möglichkeiten.

Deine Anforderungen kannst du mit jedem x-beliebigen Board erfüllen. Von 
daher bist du an nichts gebunden. Arduino hat den Vorteil, dass das 
Problem das du zusätzlich einen Programmer brauchst, erst mal vom Tisch 
ist.

Floh schrieb:
> Ach ok, grad gelesen, dass du 10Volt Amplitude willst.
>
> Dann würd ich eher ein Steckernetzteil mit 10Volt nehmen, denn aus 18V
> Batterie erst 10V und dann 5V (Arduino) zu machen, ist
> wirkungsgradtechnisch extrem mies -> Batterien sind schnell leer.
> :-)

Und das ganz speziell bei 9V Blockbatterien. Die sind sowieso keine 
Kapazitätswunder. Eher das Gegenteil :-)

Dann nimm eine entsprechende Anzahl AA oder AAA Batterien (bzw. Akkus)

Diese 9V-Blöcke sind doch in der Praxis zu fast nichts zu gebrauchen. 
Die 150 oder 200mAh sind doch in 0kommaNix leergelutscht.

walking schrieb:
> Also der Eingang von dem Adruino Duemilanova liegt ja laut Datenblatt
> zwischen 7-12V das wäre quasi egal. Das PWM Signal muss allerdings 10V
> Amplitude rechteck sein.

- Wozu soll das Ausgangssignal überhaupt dienen?
- Wie genau muss die Frequenz stimmen?
- Wie belastbar muss denn Dein Ausgangssignal sein?
- Braucht es eine Gegentakt-Endstufe oder genügt ein Schalttransistor?
- Wie lange dauert ein Einsatz (wenige Minuten, viele Tage)?

Ohne die Anforderungen zu kennen, kann man weder Schaltung noch Software 
richtig planen.

Eine einfache Lösungsmöglichkeit:
- ATMega48 auf Lochrasterplatine, nur dann mit Quarz, wenn die Frequenz 
sehr genau stimmen muss.
- Stromversorgung aus 4 NiMH-Akkus.
- Aufwärtsregler zum Erzeugen der 10 Volt.
- Logiclevel-FET zum Zerhacken der 10 V.
- Spannungsteiler (Ausgangsspannung -> ADC-Eingang).
- LCD 16x2 zur Anzeige von Frequenz, Akkuspannung und Ausgangsspannung.
- ADC-Messung per Software so synchronisiert, dass immer in der 
Ein-Phase gemessen wird.

MfG

Da fällt mir gerade etwas ein.

Im Wiki gibt es einen Artikel über so eine Baugruppe, die deine 
Anforderungen sogar noch übertrifft. Sinus/Dreick forderst du nicht, von 
daher ist die analoge Ausgangsstufe für dich sicherlich Overkill. Aber 
was solls.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Digitaler_Funktionsgenerator

usuru schrieb:
>> Im Wiki gibt es einen Artikel über so eine Baugruppe
>
> Klar ist das Overkill, da ist es sicher einfacher, ein kleines
> PWM-Programm zu schreiben, einen Transistor als "Endstufe", Betrieb mit
> 4 Lithium-Zellen und einem LDO für den µC.

Wenn man es kann, dann schon.  :-)
Im Grunde ist ja auch ein Arduino für diese Aufgabe auch schon Overkill, 
wenn man jetzt nur die Leistungsdaten hernimmt :-)

walking schrieb:
> Also das Bauteil soll dazu benutzt werden einer anderen Baugruppe(SPS
> Impulszähler) eine Frequenz vorzugeben um dann zu schauen ob die SPS das
> Signal richtig auswertet. Von daher kommt es auf die Spannung an, der
> Strom wird recht niedig sein...

Naja, für die Spannung gibt es sicher auch ein weites Toleranzfeld.

> Anforderung an die Genauigkeit sollte etwa bei 0,1% liegen.

Dann sollte ein Quarz benutzt werden.

> Das Signal soll Low=0V und High=10V  haben und ein Puls/Pausenverhältnis
> von 50/50 besitzen. Die Amplitude muss nicht veränderbar sein, nur die
> Frequenz soll variabel sein (über Poti etc).

In welchem Bereich? Die 1 kHz sind klar, aber bei welcher Frequenz soll 
es losgehen?

Ein Poti kann über den ADC angeschlossen werden, hat dann aber nur einen 
"Stellbereich" von 1024 Stellungen (0 bis 1023), wobei es auch noch zum 
Jitter kommt, also der eingestellte Wert etwas zittert. Da ist es sicher 
günstiger, die Frequent über Tasten einzugeben. Im einfachsten Fall sind 
das 2 Tasten (Up/Down), die mit Autorepeat arbeiten können. Man kann den 
Aufwand auch erhöhen und eine Tastenmatrix zur numerischen Eingabe 
einsetzen.

>
> Einsatzdauer beträgt wenige Minuten um die Baugruppen zu testen.

Dann reicht es zu, das Gerät mit 4 NiMH-Zellen AA zu versorgen, also den 
AVR (ATMega48) direkt aus dem Akkus zu speisen und die 10 V mittels 
eines StepUp-Wandlers (z.B. mit MC34063A) zu erzeugen. Das ist günstiger 
als der Einsatz von Akkus mit höherer Spannung und verlustbehaftetes 
Herunterregeln auf 5 V für den Controller. Und das nicht nur von den 
Kosten sondern auch vom Energieverbrauch.

>
> Eine Gegentaktendstufe wird denke ich nicht benötigt, ein MOSFET sollte
> ausreichen oder?

Das denke ich auch, ein Lastwiderstand mit wenigen mA Laststrom zum 
verbessern der Ausschaltflanken schadet sicher nicht und lutscht die 
Akkus nicht übermäßig schnell leer. Ein Anschluss für Kopfhörer zum 
Hören der Frequenz könnte auch nicht schaden.

>
> Bisher habe ich mir ein Adruino Duemilanova + Display angeschaut weil es
> mir oben empfohlen wurde.

Ja, ich habe es verfolgt. Allerdings wussten die Tippgeber nicht, wie 
trivial Dein Vorhaben ist und haben etwas Reserve eingeplant.

Wenn Du es mit einem (nativen) AVR (also ohne gekauftes Dev-Board) 
realisieren willst, dann sparst Du zwar den Arduino, brauchst aber 
stattdessen einen Programmer. Und hier ist es wie überall: Wer keine 
Ahnung hat, muss zahlen (industrielle Produkte kaufen), wer sich selbst 
was baut oder ohne Hintergrundwissen billig kauft, kann Pech haben, dass 
es nicht funktioniert.

> Ich dachte die Spannungsversorung über
> Batterien herzustellen, diese dann mit einem Spannungsregler auf 10V zu
> regeln. Die 10V dann in das Board schicken und die Frequenz über einen
> PWM-Ausgang an einen Mosfet zu geben welcher ebenfalls an die 10V
> angeschlossen ist und dann mein Ausgangssignal schaltet.

Naja, der N-Kanal-LL-FET käme an GND und würde den Minus "zerhacken". 
Das ist aber kein Problem, weil das Gerät ja potentialfrei aus einem 
Akku versorgt wird.

> Bin wie gesagt noch ein Einsteiger und bin von der Fülle von mC etwas
> erschlagen :)

Das nimmt Dir auch keiner krumm. Das ging uns allen auch nicht viel 
anders.


Die Frage ist jetzt, was das Projekt für Dich persönlich bedeutet.

Machst Du es nur, weil Du diesen Signalgeber brauchst und es diesen in 
der von Dir benötigten Variante nicht im Handel gibt?
Dann suche Dir jemanden, der Dir das Ding auf Lochraster zusammenhäkelt, 
die Software dazu schreibt und Dir (gegen eine Aufwandsentschädigung) 
den Rohbau (funktionierende Platine mit LCD und Taster über Strippen) 
zuschickt, den Du dann liebevoll in ein Eigenbau-Gehäuse einbauen 
kannst. Falls Du niemanden findest, könntest Du Dich diesbezüglich an 
mich wenden.

Willst Du dieses Projekt aber als Einstieg in die Mikrocontrollerwelt 
nutzen, dann verweise ich auf das Tutorial dieser Seite:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial
und falls Dir C liegt auch auf das GCC-Tutorial:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial

Falls die Grundlagen der Elektronik auch noch fehlen, dann verweise ich 
auf das ElKo: http://www.elektronik-kompendium.de/

MfG

walking schrieb:

> 
http://cgi.ebay.de/LCD-Keypad-Shield-%20-Arduino-Duemilanove--Atmega-328_W0QQitemZ260657285259QQcmdZViewItem?rvr_id=136540732738&rvr_id=136540732738&cguid=d6c58a9012a0a0aad2a0e5a0fff93534
>
> wäre da alles dabei was ich benötige?(Poti und Kleinkram jetzt nicht
> berücksichtigt)


Ja.
Das ist einer der Gründe warum ich dir einen Arduino vorgeschlagen habe. 
Mit relativ wenig Geld hat man ein komplettes Entwicklungskit, inklusive 
"Programmer" (der im diesem Fall ein Bootloader ist)

> Dann habe ich gesehen, dass von es Adruino eine Software gibt um die mC
> zu programieren.

yep.

> Ist es auch möglich mit dem AVR-GCC Compiler, den du
> verlinkt hast, zu programieren?(müsste theoretisch ja gehen da ein
> ATmega auf dem Arduino sitzt)

Geht auch. In dem Fall brauchst du dann allerdings wieder einen externen 
Programmer und der Preisvorteil ist dahin.

Aber wenn sogar Künstler mit der Arduino eigenen Entwicklungsumgebung 
und Programmiersprache klarkommen, sollte das kein Problem sein. Zumal 
die Sprache anscheinend eng an C angeleht ist

http://www.robotfreak.de/blog/mikrocontroller/arduino-einfuehrung/16

walking schrieb:
> So erstmal ein Dankeschön Kluchscheißender Consulter super Antwort!
>
> Die 1023 Schritte für den Poti würden langen, damit ist ja der 1kHz
> Bereich abgedeckt(1kHz ist Obergrenze)

Naja, mich würde der Jitter des ADC stören. Den bekommt man zwar mit 
einer Hysterese weg, die gewünschten 0,1% sind damit aber nicht so 
einfach erreichbar, schon alleine deshalb, weil übliche Potis mit einer 
Toleranz von 25% angegeben sind. ^^

>
> Vom Preisrahmen wäre der Arduino auf jeden Fall drin zumal es mir nicht
> darum geht "nur" den Generator zu haben, sondern der Lerneffekt steht
> für mich im Vordergrund.
>
> Um jetzt auf der sicheren Seite zu sein habe ich mir diese Teile
> rausgesucht:
> 
http://cgi.ebay.de/LCD-Keypad-Shield-%20-Arduino-Duemilanove--Atmega-328_W0QQitemZ260657285259QQcmdZViewItem?rvr_id=136540732738&rvr_id=136540732738&cguid=d6c58a9012a0a0aad2a0e5a0fff93534

Hab' ich mir mal angesehen, ist vom Preis her ja akzeptabel.

Mich würde daran nur stören, dass man damit das Arduino-Konzept 
aufgedrückt bekommt und die Flexiblität des nativen AVR-Einsatzes 
einbüßt.

Aber was ich da als gravierende Einschränkung sehe, kann für manch 
Anderen ein enormer Vorzug sein, braucht er sich doch nicht mehr in die 
Eigenheiten des Controllers und seiner Architektur einzulesen.

>
> wäre da alles dabei was ich benötige?(Poti und Kleinkram jetzt nicht
> berücksichtigt)

Naja, die 10 Volt hast Du damit aber auch noch nicht.

>
> Dann habe ich gesehen, dass von es Adruino eine Software gibt um die mC
> zu programieren. Ist es auch möglich mit dem AVR-GCC Compiler, den du
> verlinkt hast, zu programieren?(müsste theoretisch ja gehen da ein
> ATmega auf dem Arduino sitzt)

Da muss ich Dich enttäuschen, da fehlt mir die Kompetenz. Ich habe mich 
weder mit dem Arduino, noch mit seiner Entwicklumgsumgebung befasst. 
Auch C benutze ich nicht. Das GCC-Tutorial habe ich nur der 
Vollständigkeit halber erwähnt. Ich persönlich bevorzuge den direkten 
Einsatz kleiner AVRs und deren ressourcenschonende Programmierung in 
Assembler. Ich mag nicht mit Kanonen auf Spatzen schießen. Aber mach' 
was Du für richtig hältst, ich lege keinen Wert darauf, dass jeder meine 
Meinung teilt...

MfG