Hallo zusammen,
ich will meinen ersten Mikrocontroller aufbauen und habe aber noch
Fragen dazu.
Als erstes will ich nur eine Taste und Led anschließen. So zu meinen
Fragen
1. Habe im Internet oft gelesen, dass der Quarz immer so nah wie
möglich an dem Controller gesetzt werden soll, wegen HF-Effekten. Was
sind das für Effekte?
2. Bei der LED wird ja der Vorwiderstand angeschlossen um die Spannung
an der LED zu verkleinern dazu gibt es hier im Forum ja ne Formel. Gibt
es eine Formel für den Widerstand eines Tasters oder ist der egal. Was
für ein Widerstand ist in dem Controller drin?
Kann mir einer die Fragen beantworten
Erik
>Quarz nahe am Controller
In der üblichen Schaltung sind direkt an den beiden
Kontroller-Anschlüssen X1 und X2 Kondensatoren von ca. 22pF gegen Masse
geschaltet. Je cm Zuleitung ergibt sich etwa ein pF zusätzliche
Kapazität, bei langen Zuleitungen ergeben sich dadurch falsche C-Werte.
Die Zuleitungen können kapazitiv Störimpulse aus der Nachbarschaft
aufnehmen, dadurch kann der Oszillator schon mal ins Stottern kommen.
>Widerstand des Tasters
Offen: mehr als-zig MOhm, je nach Sauberkeit und Luftfeuchtigkeit
geschlossen einige mOhm, je nach Ausführung der Kontakte.
Wenn man einen Widerstand nimmt, um eine Steuerspannung am Eingang zu
schalten, ist 1kOhm etwa die Untergenze, sonst wird zuviel Strom
verbraucht.
etwa 20 kOhm wäre die Obergrenze sonst ist die Leitung zum Taster zu
störempfindlich. Schau mal in schon fertigen Schaltungen nach.
>Widerstand im Kontroller
Im Kontroller wird ein Mosfet als pull-up-Stromquelle benutzt, die so
20uA bis 50 uA liefert. (siehe datenblatt, pull-up current )Das
entspricht einem -zig kOhm-Widerstand.
>1. Habe im Internet oft gelesen, dass der Quarz immer so nah wie>möglich an dem Controller gesetzt werden soll, wegen HF-Effekten. Was>sind das für Effekte?
Lange Leitungen sind empfindlich gegen Einkopplung von Störungen.
Sie haben zusätzliche Streukapazitäten und Leitungsinduktivitäten, die
die optimale Betriebsweise des Quarzes beeinträchtigen können. Einer der
beiden Pins, an denen der Quarz angeschlossen ist, arbeitet als Eingang
und ist deshalb recht hochohmig und empfindlich.
Immer, wenn höhere Frequenzen im Spiel sind, vermeiden kurze Leitungen
Probleme.
>2. Bei der LED wird ja der Vorwiderstand angeschlossen um die Spannung>an der LED zu verkleinern dazu gibt es hier im Forum ja ne Formel. Gibt>es eine Formel für den Widerstand eines Tasters oder ist der egal. Was>für ein Widerstand ist in dem Controller drin?
Was meinst du damit? Den Pull-Up-Widerstand vor dem Taster? Da gibt es
keine Formel. Man wählt einen sinnvollen Strom, nicht zu klein (wegen
Empfindlichkeit) und nicht zu groß (wegen unnützem Stromverbrauch). Im
vorliegenden Fall wären ca. 0.2-2mA kein schlechter Wert. Also, bei 5V
Versorgung z.B. 10k, bei 3,3V z.B. 4k7. Faktor 5 der angegebenen Werte
nach oben oder unten ist auch noch gut. Das ist überhaupt nicht
kritisch!
Also z.B.: den Pin des Controllers am besten extern mit 4k7 nach VCC
ziehen und den Taster direkt an den Pin und an GND anschließen. Wenn der
Taster an einer Frontplatte mit einem längeren Draht angeschlossen
werden soll, würde ich den Pull-Up eher noch auf 1k reduzieren. Es
fließt ja nur Strom, wenn gedrückt wird.
>Was für ein Widerstand ist in dem Controller drin?
Das steht im Datenblatt - nur da gibt es eine sichere Aussage. Viele
integrierte Pull-Ups haben Werte um 50k-100k. In letzter Zeit sind mir
aber auch Pull-Ups im Bereich um 10k-20k begegnet.
Danke für die Antworten.
Habe aber doch noch eine Frage.
Sei der Taster an GND und an den Pin des Controllers angeschlossen ist
und der Widerstand an den Pin des Controllers (ATmega8) und an die 5V
angeschlossen.
Der Mikrocontroller fragt in einer Schleife den Pin ab, dann ist doch im
offenen Taster zustand immer die Spannung an den Pin. Wird der Taster
geschlossen fließt der Strom nicht mehr in den Controller sondern nach
GND. Also ist immer im offenen zustand eine 1.
Reagiert der Controller-Pin auf die Spannung oder den Strom der
anliegt?
LG Erik
Erik wrote:
> Reagiert der Controller-Pin auf die Spannung oder den Strom der> anliegt?
Strom liegt nicht an, Strom fließt. Spannung liegt an, und dann ist auch
der Pin "high".
Der Controller frägt SPANNUNGS-Level ab.
Zu deinem Taster: Ich würde noch einen Widerstand zwischen Taster und
Controller von ca 150 Ohm hängen. Wenn dein Controller mal versehentlich
als Ausgang definiert wird und Higt anliegt und du den Schalter Drückst
würde sonst ein großer Strom Fließen und evtl. deinen Controller
zerstören.
Ich schalte Taster immer Low-aktiv -> an den Controllerpin einen 10KOhm
gegen 5V und einen 150Ohm über einen Taster gegen Masse.
High aktiv geht aber auch. Musst halt die Widerstände vertauschen (und
den Taster).
Grüße
Felix
>pull-up
Normale Logik-Eingänge bei MOS-IC's können wegen ihrer Hochohmigkeit
undefinierte Spannungswerte haben, wenn sie nicht beschaltet sind.
Um falsche Werte zu verhindern, "zieht" man den Eingang zur positiven
Betriebsspannung hoch. Das nennt man pull-up. Oft sieht man dafür einen
Widerstand von etwa 10 kOhm zwischen Eingang und +5V.
Da Widerstände aber in IC's recht teuer sind, baut man bei Kontrollern
einen p-Kanal-MOSFET zwischen +U und Eingang, der bei Bedarf
eingeschaltet wird und dann eine Stromquelle darstellt, die von +U her
einen Strom im -zig uA-Bereich liefert.
Auch solch ein MOSFET hat pullup-Wirkung, aber den zusätzlichen Vorteil,
dass er zu- oder weggeschaltet werden kann.
Wenn bei einem Pinx DDRx auf 0 geschaltet ist, er also als Eingang
dient,
kann mit PORTx = 1 der pullup zugeschaltet werden, ein außen auf null
schaltender Schalter kann dann auf Null ziehen, ohne dass ein äußerer
pullup-Widerstand nötig ist.
Erik wrote:
> Wie kann die einen Widerstand ersetzen?
Weil es einen Zusammenhang gibt zwischen Widerstand, Spannung und Strom.
Das berühmte Ohmsche Gesetz
U = R * I ( U .. Spannung, R .. Strom, I .. Widerstand )
Jedesmal wenn irgendwo eine Spannung anliegt und ein Strom fliest, kann
man sich ausrechnen, welcher Widerstand dort vorhanden ist. Das ist im
Grunde völlig unabhängig davon op das nun tatsächlich ein Widerstand als
elektronisches Bauteil ist oder nicht.
Wenn also an einem Bauteil eine Spannung von 1V abfällt und dieses
Bauteil einen Strom von 1mA durchlässt, dann hat dieses Bauteil einen
Widerstand von R = U / I = 1 / 0.001 = 1kOhm. Es muss selbst kein
elektronischer Widerstand sein, wenn du nicht wissen würdest was es ist
und nur diese Messwerte hättest, müsstest du zum Schluss kommen das es
ein Widerstand mit genau diesem Wert wäre.
