Mechanische stabilität von Quarzen?

Je kleiner, desto besser --> SMD-Quarz benutzen.
Oder Keramik-Schwinger benutzen, die sind robuster als Quarze.

Danke für den Tipp

So etwas?

http://de.farnell.com/ael-crystals/c16m000000l003/resonator-ztt-16mhz/dp/1448129
http://de.farnell.com/murata/csalf16m0x55-b0/resonator-16-00mhz/dp/1161701

Wenn ja, muss ich noch auf die Resonanzimpedanz achten?

Ich wuerd mir eher Sorgen ueber das Kriechen von Zinn machen. Zinn 
verhaelt sich unter Belastung vie eine Fluessigkeit. Dauert einfach 
etwas laenger. Dh auch wenn man die Leiterplatte anschraubt, so fliesst 
das Zinn nach aussen. Wie lange sollen die 500*g denn wirken ? 1 Jahr ? 
10 Jahre ?

Beim Standardquarz ist die Scheibe in je eine "Drahtlocke" eingeklemmt 
und mit Silber-Leitkleber angeklebt. Diese beiden Drähte sind Zuleitung 
und Halterung zugeleich. Da ist die Festigkeit nicht ganz so groß. 
Resonanz der Scheibe zusammen mit den Anschlussdrähten als Feder tun ihr 
Übriges.

Übrigens: Am häufigsten werden Quarze bei der Montage gemordet, indem 
man ihre Anschlussdrähte mit einem Seitenschneider oder dergleichen 
kürzt: Das kurze scharf "Knips" erzeugt extrem hohe Beschleunigung an 
der Quarzscheibe und kann zum Bruch des Quarzes führen.

Der langen Rede kurzer Sinn: Versuchs mit einem 16-MHZ-Quarz in dem HC49 
Gehäuse mit Rastermaß 5,24 mm der flach gebaut ist. Da werden eher die 
Lötstellen der Anschlussdrähte aufgeben als das Innere des Quarzes.

Für kommerziellen Einsatz einen Hersteller fragen, der kann Zahlen 
liefern bzw. Sonderanfertigungen herstellen.

>Ich wuerd mir eher Sorgen ueber das Kriechen von Zinn machen. Zinn
>verhaelt sich unter Belastung vie eine Fluessigkeit. Dauert einfach
>etwas laenger. Dh auch wenn man die Leiterplatte anschraubt, so fliesst
>das Zinn nach aussen. Wie lange sollen die 500*g denn wirken ? 1 Jahr ?
>10 Jahre ?

Die Platine wird nur sporatisch privat verwendet.
Eventuelle Verformungen lassen sich also durch eine regelmäßige 
Sichtprüfung ausschließen.
Danke für den Hinweis, kannte den Effekt bis jetzt nur bei Glas in alten 
Kirchen. Denn dort floss das Glas über Jahrhunderte nach unten und somit 
ist das Glas unten dicker als oben.

>Übrigens: Am häufigsten werden Quarze bei der Montage gemordet, indem
>man ihre Anschlussdrähte mit einem Seitenschneider oder dergleichen
>kürzt: Das kurze scharf "Knips" erzeugt extrem hohe Beschleunigung an
>der Quarzscheibe und kann zum Bruch des Quarzes führen.

Danke für den Hinweis, dass ist einleuchtend. Jedoch währe so eine 
Ursache im Eifer des Gefechts wohl nie aufgefallen.

>Der langen Rede kurzer Sinn: Versuchs mit einem 16-MHZ-Quarz in dem HC49
>Gehäuse mit Rastermaß 5,24 mm der flach gebaut ist. Da werden eher die
>Lötstellen der Anschlussdrähte aufgeben als das Innere des Quarzes.

Ich bin nun ernsthaft am überlegen, nicht doch einen Keramikoszillator 
zu verwenden. Die Platine soll ein paar Jahrzehnte funktionieren und bei 
dem Preis einer Einzelanfertigung gehe ich lieber auf Nummer sicher. Es 
sind auch keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Takts 
gestellt.

A. R. schrieb:
> keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Takts
> gestellt.

Reicht dann kein RC-Oszillator aus?

Zum Fliessen von Zinn... weshalb darf man Kupferlitzen beim 
Schraubklemmen nicht verzinnen, sondern muss sie mit einer Aderendhuelse 
versehen ?
Weil das Zinn unter der Schraube wegfliesst und irgendwann, nach ein 
paar Jahren der Kontakt schlecht wird.

>A. R. schrieb:
>> keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Takts
>> gestellt.

>Reicht dann kein RC-Oszillator aus?

Ich denke schon. Also +/-1% Abweichung sollte kein Problem sein.
Die Frage ist halt, ob ein RC-Oszillator mehr Arbeit ist wie ein 
Kermikoszillator.

So wie ich das verstanden habe, kann ich den Keramikresonator genau so 
wie einen Quarz zwischen die beiden XTAl Pins des Mikrocontrollers 
anschließen.

A. R. schrieb:
> ob ein RC-Oszillator mehr Arbeit ist wie ein
> Kermikoszillator.

Sind 2 Bauteile statt ein Bauteil - gesetzt dein µC kann einen externen 
RC-Oszillator ohne weitere Zusatzbeschaltung zum Schwingen bringen.

Wenn ich das hier richtig verstanden habe, wird der Quarz dauerhaft mit 
500 (und mehr) g betrieben. Ich kann mir beim besten Willen nicht 
vorstellen, daß ein Quarz das dauerhaft übersteht. In gängigen 
Datenblättern sind Stöße bis 60g angegeben, wenn ich recht erinnere (was 
schon heftig ist!).
Bei nihct exakt kreisförmiger Bewegung gibt es Schwingungen in der 
Beschleunigung, und Starten sowie Abbremsen können auch noch recht 
abrupt sein.
Besser wäre hier ein Festkörper-Oszillator, so wie etwa ein SAW oder 
halt SMD-RC.
Wenn ich mir nun aber als Gedankenexperiment vorstelle, ich verwende 
eine Leiterplatte, die ich ausgewuchtet auf der drehenden Scheibe einer 
Flex anbringe, und die dann einschalte, dann würde ich sehr schnell in 
Deckung gehen wegen umherfliegender Bauteile, die sich "ausgelötet" 
haben. In meinen Augen fast unmöglich zu realisieren.

flex dreht lannge nicht schnell genug für sowas

Ein externer RC Oszillator bringt gar nichts. Der interne ist sicher gut 
genug, solange kein UART betrieben werden muss. Das waeren dann Null 
Bauteile. Mich wuerd aber interessieren wie lange der Controller bei 
dieser Beschleunigung auf der Leiterplatte bleibt.

Danke für die Hinweise.

Nachdem geklärt wurde, dass ein Quarz den Beschleunigungen nicht 
standhält (Danke @ Jochen Fe.) möchte ich eigendlich nur wissen, ob die 
oben genannten Bauteile wie in dem FAQ auf dieser Hompage an einen 
Mikrocontroller angeschlossen werden kann.

FAQ:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment
Schaltplan aus FAQ:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Resonator.png
Die beiden Bauteile:
http://de.farnell.com/ael-crystals/c16m000000l003/resonator-ztt-16mhz/dp/1448129
http://de.farnell.com/murata/csalf16m0x55-b0/resonator-16-00mhz/dp/1161701

>Der interne ist sicher gut genug,
Der interne Takt hat 128kHz keine 16Mhz
>Mich wuerd aber interessieren wie lange der Controller bei
>dieser Beschleunigung auf der Leiterplatte bleibt.
Wenn du möchtest kann ich dich in ca. 6Monaten darüber Informieren.
Ich glaube jedoch nicht, dass sich ein TQFP 100 Gehäuse so einfach lösen 
wird.
Das selbe gilt für SMDs der Größe 0805.

>A. R. schrieb:
>> ob ein RC-Oszillator mehr Arbeit ist wie ein
>> Kermikoszillator.

>Sind 2 Bauteile statt ein Bauteil - gesetzt dein µC kann einen externen
>RC-Oszillator ohne weitere Zusatzbeschaltung zum Schwingen bringen.

Habe mich leider noch nie mit der Takterzeugung beschäftigt. Deswegen 
währe ich über etwas Hilfe sehr erfreut.
Ich verwende einen Atmega2560.

>Wenn ich mir nun aber als Gedankenexperiment vorstelle, ich verwende
>eine Leiterplatte, die ich ausgewuchtet auf der drehenden Scheibe einer
>Flex anbringe, und die dann einschalte, dann würde ich sehr schnell in
>Deckung gehen wegen umherfliegender Bauteile, die sich "ausgelötet"
>haben.

Vorsicht ist immer gut.
Die Geschwindigkeit kann langsam hochgedreht werden.
Bei dem geringem Gewicht von SMD-Bauteilen sollten diese mechanisch 
gehalten werden.

Ich kann mich gut an die Aussage eines Testingenieurs im Phoenix-Testlab 
in Blomberg erinnern, der mir sagte: Wir können hier sozusagen alles 
auseinandernehmen, was wir auf dem Rütteltisch spannen, es ist nur eine 
Frage der Frequenz und de Amplitude. (War nicht das einzige Mal 
Rütteltisch und nicht die einzige derartige Aussage)
Bei 500+ g stellt sich diese Frage m. E. gar nicht mehr. Ein Bekannter 
lötete SMD-Bautele mit Virliebe durch harte Schläge aus. Erfolgreich - 
auch wenn ich mir nicht vorstellen könnte, diese Bauteile jemals wieder 
in einer Schaltung einzusetzen, von der ich irgendeine Funktion erwarten 
würde......

Der eine interne RC ist mit 8MHz angeschrieben, kann aber durch das 
OSCCAL Byte hochgedreht werden... lass mich nachschauen ... Seite 411 
... auf ueber 14MHz.

A. R. schrieb:
> Habe mich leider noch nie mit der Takterzeugung beschäftigt. Deswegen
> währe ich über etwas Hilfe sehr erfreut.
> Ich verwende einen Atmega2560.

Ich hab mal in dessen Datenblatt nachgesehen; die Option des externen 
RC-Oszillators wurde wohl weggespart. Ist also nich :(
Der interne RC-Oszillator geht bis 8MHz; es gibt noch einen einen 
weiteren mit 128kHz. Statt eines Resonators kannst du auch einen 
"Silicon Oscillator" wie z.B. 
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1096,P9570 
nehmen, sind leider aber auch ein bisschen teurer. Da diese wie der Name 
sagt nur aus Si bestehen, sollten diese auch resistent gegenüber hohen 
Beschleunigungen sein.
Oh, steht sogar im Datenblatt auf der ersten Seite
>APPLICATIONS
>[...]
>High Vibration, High Acceleration Environments

Was soll den ein externer RC wenn der eine Interne zwischen 4 und 15MHz 
laufen kann ?

>Der eine interne RC ist mit 8MHz angeschrieben, kann aber durch das
>OSCCAL Byte hochgedreht werden... lass mich nachschauen ... Seite 411
>... auf ueber 14MHz.

Super vielen Dank für die Information!
Wusste nicht dass man den internen Takt derart verstellen kann.


EDIT:
Oder auch doch nicht.
Habe gerade den Post von Noname gelesen.

Ich verstell das OSCCAL beim Booten, resp zur Laufzeit. Ich hab auch 
eine Routine zum Abgleichen des internen RC an den 32kHz quarz. So 
erreiche ich UART praezision, mit einem 32kHz und dem RC.

Ich hab mir mal die Bauteile von Luk4s K. angeschaut.
Leider bekomme ich die nicht in 16Mhz.

Ggf. könnte ich jedoch 32Mhz erzeugen und das dann mit irgendwelchen 
Flipflops teilen.

Ich habe im Anhang einen kleinen RC-Oszillator.
Würde diese Signalqualität als Takt ausreichen?

Bau den RC Oszillator besser mit Schmitt Triggern (74HC14).

Aber 1% schaffst du damit sicher nicht über einen moderaten 
Temperaturbereich.

A. R. schrieb:
> Leider bekomme ich die nicht in 16Mhz.

Dann nehmen wir eben die mit Widerstand einstellbaren
z.B. http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1096,P2186

>Jetzt hat die Overclocker Szene wohl auch schon die armen Atmegas in
Besitz genommen. Am besten den Chip noch mit flüssigem Wasserstoff
kühlen.
Für seiöse Projekte, die auch noch nach einiger Zeit funktionieren
sollen, würde ich mich an die Vorgaben des Datenblatts halten.


Also. Nochmals das Datenblatt lesen ... Bei Flash und EEPROM write 
sollte man nicht oberhalb 8.8MHz sein.

Geht doch. Da kann man sich dran halten. Wo ist das Problem ? Da ist 
nichts mit Overclocken...

@ Luk4s K.

Vielen Dank, bin gerade total von der Hilfe hier im Forum begeistert.
Die hätte ich eigendlich auch selber finden müssen.

Übe gerade ein bisschen Elektronik für eine Klausur nächste Woche bin 
also nur nebenbei am schreiben. Also Entschuldige, dass ich nicht selber 
gesucht habe.

Luk4s K. schrieb:
> A. R. schrieb:
>> Leider bekomme ich die nicht in 16Mhz.
>
> Dann nehmen wir eben die mit Widerstand einstellbaren
> z.B. http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1096,P2186

oder die digital einstellbaren von Linear 
http://parametric.linear.com/html/silicon_oscillators oder die 
wesentlich genaueren von SiTime oder Discera
z.B. http://sitime.com/products/low-power-oscillators/sit8003 oder
http://www.discera.com/product-standard-cmos-oscillator.html
(Testdaten von Discera http://www.skysoon.com/download/pdf/mems.pdf)

Arc Net schrieb:
> oder die digital einstellbaren von Linear
Da sehe ich ein kleines Problem.
>Power-Up State
>When power is first applied to the LTC6903/LTC6904, all
>register values are automatically reset to 0. This results in an
>output frequency of 1.039kHz
D.h. nach dem Einschalten läfut der AVR mit 1kHz. Da sich die die 
Taktfrequenz pro Takt um max 2% ändern darf, muss der AVR den Oszillator 
langsam auf 16MHz einstellen. Dabei ist zu hoffen, dass keine Glichtes 
auftreten, die den AVR stehen bleiben lassen.

Luk4s K. schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> oder die digital einstellbaren von Linear
> Da sehe ich ein kleines Problem.
>>Power-Up State
>>When power is first applied to the LTC6903/LTC6904, all
>>register values are automatically reset to 0. This results in an
>>output frequency of 1.039kHz
> D.h. nach dem Einschalten läfut der AVR mit 1kHz. Da sich die die
> Taktfrequenz pro Takt um max 2% ändern darf, muss der AVR den Oszillator
> langsam auf 16MHz einstellen. Dabei ist zu hoffen, dass keine Glichtes
> auftreten, die den AVR stehen bleiben lassen.

Das kommt davon, wenn man schon lange nicht mehr mit AVRs gearbeitet hat 
und vergisst, dass der Takt nicht im Betrieb umgeschaltet werden kann...
Zur Not könnte man den Takt einstellen (, dann den Controller in den 
Power-Down versetzen) und auf den Watchdog(-Interrupt) warten...

Arc Net schrieb:
> Zur Not könnte man den Takt einstellen (, dann den Controller in den
> Power-Down versetzen) und auf den Watchdog(-Interrupt) warten...

Sinnvoller wäre es zuerst den Watchdog aufzuziehen und dann den Takt 
umzustellen, da man nicht sicher sein kann, ob der AVR die paar takte 
nach dem Senden der entsprechenden Instruktionen an den Oszillaor noch 
nicht stehen bleibt und den Watchdog anknipsen kann. Wenn man den 
Watchdog zuvor aufzieht, ist sichergestellt, dass der AVR zurückgesetzt 
wird.

Die programmierbaren Oszillatoren gibt es doch auch mit EEPROM. Man muss 
sie nur einmal (z.B. außerhalb der Zielschaltung) programmieren und dann 
nie wieder.

Edit: Beispiel DS1077:
http://www.sparkfun.com/products/9089

Grüße,

Peter

>Dann mußt du aber deinem C-Compiler verbieten ins EEPROM zu schreiben.

Uiii, mein Compiler tut genau was ihm sage, nicht irgend was Diffuses. 
Wenn nun mein Programm am EEPROM was zu schreiben haette ...und das tut 
es nicht einfach so irgendwann wenns nicht Gescheiteres zu tun hat... 
dann kann ich den Clock ja kurz runtersetzen. Ich stelle mir die 
Funtionalitset dieser rotierenden Anwendung als eher einfach vor. Eher 
nichts mit Buttons, Menues, Display, usw. Sondern eher eine 
Messwertumformung, die nun mal auf dem rotierenden Frame geschehen muss. 
zB Dehnmessstreifen auswerten, oder so.

Skeptiker schrieb:
> 3000 rpm und 5 cm Radius  ergeben 500 G ??
> Glaube ich einfach nicht.
Ist aber rechnerisch so. Aber nur am äußersten Punkt.
Näher an der Achse ist die Beschleunigung geringer; am 
Achsen-Mittelpunkt ist sie Null.

> Dann müsste eine Flex-Scheibe ja 8000 G aushalten.
Bei Flex-Scheiben sind normalerweise max. 80m/s Schnittgeschwindigkeit 
zulässig.
Ich nehme jetzt mal als Beispiel eine 125mm-Scheibe (also 62,5mm Radius)
Mit der Formel
[math]a = \frac{v^2}{r}
ergibt sich eine Beschleunigung von gut 100000m/s²; also ca. 10000 G.
Die 8000 G sind also gar nicht so falsch...

Das Ganze wirkt erstmal ziemlich unglaubwürdig; aber man muss bedenken 
dass die Kraft gleichmäßig verteilt wird.
Dazu mal ein etwas anschaulicheres Beispiel:
Die dünnwandigen Einweg-Plastikflaschen wirken ja sehr instabil.
Allerdings platzen sie erst bei ca. 6...12 bar Druck (siehe z.B. Youtube 
;)).
Bei 10 bar wirkt auf die Wandung (ich sage jetzt mal, die hat 600cm² 
Fläche) eine Kraft von 60kN; bzw. 6 Tonnen...

>Wenn das Fließen ein Problem darstellt, ordne die Platine senkrecht an,
damit das IC senkrecht auf die Platine gedrückt wird.

Das waer dann eine Rohr-Innenseite. Genau. Aber, mach mal. Nee. Man 
muesste die gesammte Elektronik grad neben der Achse platzieren. Muesste 
auf einem 1cm breiten Ring machbar sein. Nix DIL auf 5cm Breite