12V EL-Wire Inverter + 3,3V Arduino = Stromversorgung?

Wofür ist das Arduino? Der Sequencer hat doch schon einen Prozessor, 
sogar mit rausgeführten ISP Anschlüssen. Es ist sogar ein 
Beispielprogramm dabei.

Es wäre sogar kein Problem, den Arduino Bootloader auf den Sequencer zu 
brennen, so dass man die Arduino Programmierumgebung dafür direkt 
verwenden kann.

Grüße,

Peter

Doch, die Pins würden reichen. Die 8 ADC Eingänge sind alle frei, das 
reicht für die 2 Analogsignale und die 4 Digitalausgänge für das 
Spectrumshield und das Schiebepoti.

Dann sind noch 6 reine Digitalpins frei, reicht also auch für die 5 
Taster.

Es ist aber auch eine Frage des mechanischen Aufbaus, der ist mit extra 
Arduino einfacher.


Zur Stromversorgung würde ich alles auf 5 V laufen lassen, also das 
Arduino an 5 V, das Spectrumshield an 5 V und auch den Prozessor vom 
Sequencer (Spannungsregler ausbauen und brücken).

Die Prozessoren können alle ohne Einschränkung die 5 V, auch wenn das in 
der Beschreibung von Sparkfun erstmal anders aussieht.

Die Versorgung übernimmt ein einziger 12 V Akku für den Inverter. Von 
den 12 V werden mit einem LM7805 die 5 V erzeugt.

Ein separater Akku für die 5 V wäre unwirtschaftlich, groß und das Laden 
komplizierter (2 Akkus).

Als Akku würde ich einen NiMh Pack aus dem Modellbaubereich nehmen. Die 
Größe je nach Laufzeit wählen.

NiMh lässt sich leichter (ohne Balancer) laden als LiPo u.Ä.
Ladegeräte gibts gleich passend dazu im Modellbaufachhandel.

Grüße,

Peter

>* Muss ich die Spannungsregler ausbauen oder könnten sie einfach drin
>gelassen werden?

Es geht ja nur um den einen auf dem Sequencer. Wenn der Regler drin 
bleibt, hat man zwei Probleme:

1. Ob er die 12 V aushält, ist nicht bekannt. Es steht keine 
Bauteilbezeichnung dran. Oft gehen die Low-drop Regler mit 3,3 V Ausgang 
nur bis 10 V Eingangsspannung.

2. Der Sequencer würde dann auf 3,3 V laufen und nicht auf 5V. Dann 
braucht man einen Pegelwandler zwischen Sequencer und Arduino. Denn das 
Arduino muss mit 5 V laufen, sonst geht das SpectrumShield nicht.

>* Wenn nicht, wo finde ich die Spannungsregler auf der Platine und wie
>baue ich sie am besten aus?

http://www.sparkfun.com/datasheets/Components/LED/sequencer-v14.pdf
Hier im Schaltplan das Bauteil U10 links oben. Ausbauen und In mit Out 
verbinden - fertig.
Auf der Karte ist das das kleine 5-beinige Bauteil neben den 3 großen 
Steckverbindern.
Siehe:
http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/images/products/09203-01.jpg



An den Anschluss J2 kommen dann 5 V ran. Alle anderen Power-Anschlüsse 
am besten unbeschaltet lassen und den Inverter direkt mit 12 V 
versorgen.
Am SpectrumShield müsste genug Platz sein für den LM7805.

>* Sind beide (LM7805 und LM2940) Linearregler?
Ja.

>* Ist der LM2940 evtl. besser?
Für die Anwendung nicht. Es ist ein Low-Drop Regler, d.h. die 
Eingangsspannung kann niedriger sein als beim 7805. Der 2940 hat 0,5 V 
Dropout, braucht also mindestens 5,5 V am Eingang. Der 7805 braucht 
mindestens 8 V. Demnach sind auch bei leerem Akku beide geeignet.
Aber Low-Drop Regler haben einen höheren Eingenstrombedarf, der 7805 ist 
daher geringfügig besser in dieser Anwendung.

>* Muss ich mir über den Wirkungsgrad Gedanken machen?
Nein, der Strombedarf der Controller (ich würde zwischen 20 und 30 mA 
für beide Controller erwarten) ist vernachlässigbar gegenüber dem Bedarf 
des EL-Inverters. Ein Schaltnetzteil zur Erhöhung des Wirkungsgrades 
erscheint mir hier unangemessen. Ein Linearregler ist das richtige.

>* In den "typical applications" sind zwei Kondensatoren abgebildet,
>diese sind zusätzlich notwendig, richtig?
Ja, normal sind sogar noch mehr Kondensatoren an einem Spannungsregler.
Üblicherweise hat man beim 7805 mindestens 100µF als Elko am Eingang und 
10µF als Elko am Ausgang. Zusätzlich wird zur HF-Unterdrückung direkt so 
nach wie möglich am Regler je ein 100 nF Keramikkondensator am Eingang 
und am Ausgang montiert.
Etwa so:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:7805.png
Aber C4 darf und sollte viel kleiner sein, 10 µF ist ok.

Grüße,

Peter

Hallo Peter,

> 2. Der Sequencer würde dann auf 3,3 V laufen und nicht auf 5V. Dann
> braucht man einen Pegelwandler zwischen Sequencer und Arduino. Denn das
> Arduino muss mit 5 V laufen, sonst geht das SpectrumShield nicht.

Ok, trotzdem das Datenblatt des Spectrum Shield Chips (MSGEQ7)
https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/MSGEQ7.pdf
besagt "3.3 or 5 volt Operation", sehe ich auf dem Schema
http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Dev/Arduino/Shields/SpectrumShield-v14.pdf
keinen verbundenen 3,3 V Anschluss.

Ich habe mir für dieses Projekt auf empfehlung eines Bekannten 
eigentlich das Arduino Pro 3,3 V / 8MHz gekauft, und hier zu Hause 
liegen, aber das war wohl dann eine verkraftbare Fehlinvestition.

Daher würde ich es dann evtl. vorziehen, auf das Arduino zu verzichten.
* Hast du eine Anleitung, wie man den Arduino Bootloader auf den
Sequencer brennen kann?
Ich hoffe ich finde mich mit Anschlüssen zurecht. Ich sehe die besagten 
8 ADC Eingänge nicht nur Nr. 2-7 (also 6) bei Analog. Ich werde heute 
Abend ein Verbindungs-Schema anfertigen... ich hoffe du kannst es dir 
noch mal ansehen.
* Oder könntest du mir auf dem Bild im Anhang die 8 ADC und 6 
Digitalpins markieren?

> Auf der Karte ist das das kleine 5-beinige Bauteil neben den 3 großen
> Steckverbindern.

Gefunden. Das sollte ich schaffen.

> http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:7805.png
> Aber C4 darf und sollte viel kleiner sein, 10 µF ist ok.

Auch das sollte ich schaffen...

NOCHMALS DANKE,
Es nähert sich der Vollendung. Endlich...

>Ich habe mir für dieses Projekt auf empfehlung eines Bekannten
>eigentlich das Arduino Pro 3,3 V / 8MHz gekauft, und hier zu Hause
>liegen, aber das war wohl dann eine verkraftbare Fehlinvestition.

Das kannst du schon verwenden, wie gesagt hält das die 5 V ja aus. 
Brücke einfach an der Power-Pinleiste 3,3 V mit 5 V und schließ dort die 
5 V an.

>* Hast du eine Anleitung, wie man den Arduino Bootloader auf den
>Sequencer brennen kann?
Es gibt eine Anleitung, wie ein funktionierendes Arduino ein anderes 
System mit leerem Prozessor programmieren kann:
http://arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard

Man muss sich nur überlegen, wie der Sequencer anstatt dem 
Experimentierboard aus der Anleitung angeschlossen wird. Man braucht 
folgende Signale zum Programmieren:
Gnd
Vcc
MOSI
MISO
SCK
RESET

>Ich hoffe ich finde mich mit Anschlüssen zurecht. Ich sehe die besagten
>8 ADC Eingänge nicht nur Nr. 2-7 (also 6) bei Analog. Ich werde heute
>Abend ein Verbindungs-Schema anfertigen... ich hoffe du kannst es dir
>noch mal ansehen.

Schau mal in den Schaltplan, die anderen ADC-Pins sind auf einer anderen 
Steckerleiste. Aber so viele braucht man ja auch garnicht.

2 ADCs für die beiden Spectrumanalyzer
1 ADC für das Schiebepoti

Das SpectrumShield braucht noch die Digitalsignale Strobe und Reset, 
also noch 2 Digitalpins.

Also reicht die Analog Steckerleiste voll aus.

Ich würde das einfach so anschließen:

Strobe           Analog 2(als Digitalpin progr.)
Reset            Analog 3(als Digitalpin progr.)
Spectrumanalog0  Analog 4
Spectrumanalog1  Analog 5
Schiebepoti      Analog 6

Für die Taster sind noch genug Digitalpins auf dem Wireless Stecker.

Grüße,

Peter

Ach ja, was ich noch vergessen hab, der Spannungsregler von dem 3,3 V 
Arduino muss auch ausgebaut werden, ist aber kein Problem.

Dass man das Spectrumshield auch mit 3,3 V laufen lassen kann, hab ich 
nicht gesehen, weil im Schaltplan nur 5 V angeschlossen ist.

Also kann man anstatt der 5 V auch einen 3,3 V Regler nehmen. Ich seh da 
aber keinen Vorteil.

Ein Vorteil wäre es, wenn man einen der vorhandenen Spannungsregler 
verwenden könnte um die 3,3 V zu erzeugen. Ich hab da aber Bedenken, ob 
die in den kleinen Gehäusen den benötigten Strom können. Außerdem kann 
es sein, dass die die 12 bis 15 V von dem Akku nicht können. Demnach 
würde ich bei der 5 V Variante von oben bleiben. Den 7805 kann man ja 
bequem auf dem Spectrumshield auf der Prototyping Area montieren.

Also,
Watterott hat mir eine Mail geschrieben, die alles vereinfachen könnte:

--------------------------------------------------------
Hallo,

Das Shield arbeitet auch mit einem 3V3 Arduino Pro.
Dazu muss man aber den 5V-Pin des Shields auf den 3V3-Pin des Arduino
Pro legen.

Mit freundlichen Gruessen / Best Regards
Andreas Watterott
--------------------------------------------------------

Hieße das ich nutze lediglich einen 5 V LM7805 Spannungsregler und über 
die eingebauten 3,3 V Spannungsregler (Arduino & Sequencer) würde alles 
auf 3,3 V laufen und ich hätte keine Probleme?

...so wie im Anhang gezeigt?

Kann man so machen, dann gibts aber mehrere 3,3 V Netze, was 
zwangsläufig die Frage nach dem Ramp-up aufwirft. Es muss also 
sichergestellt werden, dass der Sequencer nicht Spannung an die serielle 
Schnittstelle zum Arduino anlegt, bevor dieses Versorgungsspannung hat 
und umgekehrt.

Das macht man am einfachsten durch Widerstände (ca. 10 k) in der 
seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Sequencer. Das begrenzt 
zumindest den Strom, der über die Pins fließen kann.

Und:
Ein Stepdown ist kein Linearregler, sondern ein Schaltregler.

Ramp-up? mmmmh...
Warum ist davon auf dem Tutorial des Software Serial nichts erwähnt?
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/SoftwareSerial

Die seriellen Schnittstellen (rx & tx) verbunden über einen 10k 
Widerstand liefeten dann aber noch genug Stom für die Kommunikation 
nehme ich an.

* Wäre es bei einem 3,3 V anstatt eines 5 V Stepdown (wegen des besseren 
Wirkungsgrades) aus irgendwelchen Gründen sinnvoll die Längsregler (bzw. 
Spannungsstablisatoren; von mir ehemals Spannungsregler genannt) des 
Arduinos & Sequencers zusätzlich zu überbrücken?

Und dazu eine kleine Nebenfrage: Ich muss nicht notwendigerweise die 
Längsregler abbauen, ich kann auch einfach Ein- und Ausgang verbinden, 
richtig?

...Langsam kommt es mir vor als ob meine Fragen wie Köpfe einer Hydra 
sind. Kaum eine erledigt, kommen zwei neue.

Danke nochmals!

Paul Siefert schrieb:
> * Wäre es bei einem 3,3 V anstatt eines 5 V Stepdown (wegen des besseren
> Wirkungsgrades) aus irgendwelchen Gründen sinnvoll die Längsregler (bzw.
> Spannungsstablisatoren; von mir ehemals Spannungsregler genannt) des
> Arduinos & Sequencers zusätzlich zu überbrücken?

Ich gebe zu in diesem Absatz habe ich alle Wörter durcheinander gebracht 
die eine Laie so aufschnappt. Vergiss ihn.

1) Ich nehme einen Linearregler, keinen Schaltregler, da der Strombedarf 
der Controller vernachlässigbar ist gegenüber dem Bedarf des 
EL-Inverters.

2) Ich nehme einen 3,3 V Linearregler, und kann die Spannungsregler des 
Arduinos & Sequencers drin lassen.

3) Ich nehme ein Aufsteckkühlkörper damit der Linearregler nicht zu heiß 
wird.

4) Ich baue 10k Widerstände in die serielle Schnittstelle zwischen 
Arduino & Sequencer.

Sind diese Aussagen so korrekt?
Kannst du mir einen guten 3,3 V Längsregler empfehlen?
Oder soll ich beim 5 V LM7805 bleiben?
Ich dachte vielleicht ist es besser nur zwei verschiedene Spannungen 
(3,3; 12 V) zu haben als drei (3,3; 5 V; 12 V).

Viele Grüße

Hallo Krapao,

Ja die möglichkeiten mit Elektrolumineszenz sind gewaltig und der 
Phantasie nur wenig grenzen gesetzt. Auf verschiedene Arten des Tron 
Kostüms bin ich auch schon gestoßen (es gibt wirklich viele), während 
das Fahrradtacho sehr originell ist!

Ich kann leider keinen 9 V Inverter nehmen, da 50ft / 15m das maximum 
ist und dann schon an Lichtstärke ordentlich was verloren geht. Wenn ein 
12 V Inverter dagegen bei 15 m anfängt ist das die hellste Ausbeute.

Danke für deine Heinweise!
Grüße Paul

>Sind diese Aussagen so korrekt?

>1) Ich nehme einen Linearregler, keinen Schaltregler, da der Strombedarf
>der Controller vernachlässigbar ist gegenüber dem Bedarf des
>EL-Inverters.
Ist richtig.

>2) Ich nehme einen 3,3 V Linearregler, und kann die Spannungsregler des
>Arduinos & Sequencers drin lassen.
Nein, dann müssen die Regler ausgebaut werden. Kein (Längs-)Linearregler 
ist nicht in der Lage, ohne Spannungaabfall zu regeln. Also 3,3V am 
Eingang liefert nur noch 2,7 V am Ausgang bei einem 3,3 V Regler, wenn 
er 0,6 V Dropout hat. Das ist nicht Sinn der Sache. Wenn die Regler auf 
Arduino und Sequencer drin bleiben, dann muss man mit höherer Spannung 
dran, also z.B. 5 V, so dass alle nachfolgenden Regler auch regeln 
können.

>3) Ich nehme ein Aufsteckkühlkörper damit der Linearregler nicht zu heiß
>wird.
Ich glaub nicht, dass er besonders warm wird. Wenn man einen 7805 nimmt, 
hat man von 12 V auf 5 V einen Spannungsabfall von 7 V am Regler. Bei 50 
mA Last macht das am Regler eine Verlustleistung von 50 mA * 7 V = 350 
mW. Ein TO-220 Gehäuse hat typisch 50 °C/Watt ohne Kühlkörper. Das macht 
eine Temperatur über der Umgebung von 0,35 W * 50 °C/Watt = 17,5 °C.

>4) Ich baue 10k Widerstände in die serielle Schnittstelle zwischen
>Arduino & Sequencer.
Ja.

>Und dazu eine kleine Nebenfrage: Ich muss nicht notwendigerweise die
>Längsregler abbauen, ich kann auch einfach Ein- und Ausgang verbinden,
>richtig?

Spannungsregler sollte man ausgangsseitig nicht verbinden, es sei denn, 
man weiß ganz genau was man macht und warum. Wenn man das macht, 
übernimmt immer einer von den beiden den vollen Strom, nämlich der mit 
der minimal größeren Ausgangsspannung. Und solche Toleranzen gibt es 
immer. Man hat die Gefahr, den Regler, der den ganzen Strom übernimmt, 
zu überlasten.

Bau das doch einfach so auf, wie oben in der letzen Zeichnung mit 5 V 
Regler, dann mit Schutzwiderständen in der seriellen Schnittstelle. Dann 
bleiben die Längsregler einfach auf den Karten, so wie sie jetzt sind.

>Ramp-up? mmmmh...
>Warum ist davon auf dem Tutorial des Software Serial nichts erwähnt?
Es kann ja nicht alles in irgendeinem Tutorial stehen. Im Datenblatt von 
Controller stehts. Siehe "Absolute maximum ratings" ->
"Voltage on any Pin except RESET
with respect to Ground ................................-1.0V to 
VCC+0.5V"
Man darf also nicht mehr als Versorgungsspannung + 0,5 V drauf geben. 
Wenn die Versorgung 0 V ist, also bis zu 0,5 V. Das ist in der Regel 
sichergestellt, wenn man nicht mehr als 1 mA einspeist und dafür sorgen 
10 kOhm zuverlässig.

Ich merke mir gehen die Fragen aus, das Wissen nimmt überhand...
Super!

Eine winzige letzte:
Peter Diener schrieb:
> http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:7805.png

Ich übernehme das komplette Schema, abgesehen vom C4 Kondensator der 
kleiner wird, und Diodenmodelle 1N4007 ist richtig?

Richtig. Die 1N4007 sind dafür geeinet.

Grüße,

Peter