mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anfängerfrage: Storm, Taster, Diode, Arduino


Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich bin Anfänger in Elektrotechnik und habe nur rudimentäre Kenntnisse 
davon, besitze jedoch ein wenig Erfahrung in der Programmierung von 
Arduinos.

Meine Situation ist wie folgt: Ich will mit einem Drucktaster wie hier 
http://www.elv.de/Miniatur-Drucktaster,-1x-ein,-Ta...

einer blauen LED 
http://www.elv.de/LED-5-mm,-Blau,-superhell,-Gehau... 
(keine Ahnung wie viel Volt die hat, 3V ?)

und nem Arduino http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDuemilanove
auf nem Breadboard was basteln.

Der Arduino braucht 5V, ich würde einen AC/DC Adapter auf 7 Volt ans 
breadboard dran klemmen.  Da hier steht, dass Arduino so min 7V braucht, 
um seine 5 V bereitstellen zu können:
“The board can operate on an external supply of 6 to 20 volts. If 
supplied with less than 7V, however, the 5V pin may supply less than 
five volts and the board may be unstable. If using more than 12V, the 
voltage regulator may overheat and damage the board. The recommended 
range is 7 to 12 volts.“
Was ich will ist simpel (hoffe ich doch): Strom soll an den Taster, wenn 
dieser geschlossen wird, soll die LED saft bekommen und das alles 
zusammen soll dann an einem der DIGITALEN Eingänge des Arduinos hängen. 
Ich will also nur an und aus des Tasters im Arduino haben.
Mir fehlen jetzt nur ein bisschen Wissen über Widerstände und die 
Tatsache, wie ich möglichst den Arduino nicht kille.
Ich habe also 7V, der Taster kann bis zu 35V, soviel benötige ich jedoch 
nicht, nicht wahr? Nun hört mein Wissen da auf, wieviel Amepre hat so ne 
LED? Ist das Farbabhängig? Ich finde nirgends ne Tabelle dazu, nur 
irgendwo nen Wert von 20mA.
Ok, also 7V – 3V = 4V, die ich loswerden muss. Ergo 4V * 0,02A = 200 
Ohm. Ich muss vor die LED also nen 200 Ohm wiederstand hängen,  damit 
die LED nicht kaputt geht. Richtig?

So, nun aber das Problem für mich. Ein digitaler Port des Arduinos 
arbeitet bei 5V / 40mA. Wie viel Volt zählen dort als an und aus? (heißt 
das LOW und HIGH?)
Die Schaltung war ja nun Strom – Taster – Widerstand – LED – Arduino. 
Aber der Widerstand und die LED haben nun als Ergebnis nur noch 3V oder? 
Wie krieg ich nun den Port wieder auf 5V und was ist jetzt noch mit den 
Ampere? (Da hab ich mich abgehängt, es kommen 3V aus der LED, was nun 
mit den Ampere ist, ist mir nicht klar, brauche 40mA, aber was habe 
ich?)
Gibt es da noch Dinge zu beachten? Spannungsschwankungen beim Netzteil 
oder bei dem Taster?
Vielen Dank

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel M. schrieb:

> So, nun aber das Problem für mich. Ein digitaler Port des Arduinos
> arbeitet bei 5V / 40mA. Wie viel Volt zählen dort als an und aus? (heißt
> das LOW und HIGH?)

Keine Ahnung. Schau ins Datenblatt des Prozessors.
Wird wohl so um die 3.5 Volt liegen.

> Die Schaltung war ja nun Strom – Taster – Widerstand – LED – Arduino.
> Aber der Widerstand und die LED haben nun als Ergebnis nur noch 3V oder?

Ganz genau

> Wie krieg ich nun den Port wieder auf 5V und was ist jetzt noch mit den
> Ampere? (Da hab ich mich abgehängt, es kommen 3V aus der LED, was nun
> mit den Ampere ist, ist mir nicht klar, brauche 40mA, aber was habe
> ich?)

Du brauchst keine 40mA für den µC.
Das ist der Strom den der Proz liefern kann, wenn er als Ausgang 
arbeitet. Ist er als Eingang geschaltet, kannst du den Strom der in den 
µC hineinrinnen muss vergessen. Der ist unter ferner liefen

> Gibt es da noch Dinge zu beachten? Spannungsschwankungen beim Netzteil
> oder bei dem Taster?

Die Frage ist: wo kommen denn die 7V her?
(Taster haben keine Spannungsshwankgungen. Das sind einfach nur 2 
Blechstreifen, die aufeinander gepresst werden wenn der Taster gedrückt 
wird)

Sicherheitshalber sollte man den Eingang aber vor höheren Spannungen als 
5V schützen. Du kannst das zb so machen:


                                 Vcc (5V)
         7V                        o
         o                         |
         |                       -----
         |                        / \    Diode
          /                      -----
  Taster /          R1             |
         |      +--------+         |
         +------|        |---------+----------o  Arduino
                +--------+         |
                                 +---+
                                 |   |
                                 |   | R2
                                 |   |
                                 +---+
                                   |
                                 -----
                                  \ /     LED
                                  ---
                                   |
                                   |
                                   o  Masse

Die beiden Widerstände wirken als Spannungsteiler, die die 7V auf 5V 
herunterteilen. Die Summe der Widerstandswerte kennst du schon, das sind 
220 Ohm. Jetzt musst du nur noch das Verhältnis der beiden Widerstände 
bestimmen, so dass sich am Knotenpunkt ca. 5V ergeben. Die Diode hat die 
Aufgabe, höhere Spannungen als Vcc+0.7 Volt nach Vcc abzuleiten. Sie 
fungiert als Schutzdiode, die immer dann einspringt, wenn die Spannung 
über das zulässige Mass steigt.

Aber warum willst du eigentlich von den 7V anfangen? Der Arduino hat 
doch einen Spannungsregler für5V mit an Bord. Kannst du diese 5V nicht 
anzapfen? Dann vereinfacht sich nämlich deine Schaltung. Von den 5V 
gehts zum Taster. R1 braucht kein Mensch, die Diode braucht kein Mensch 
mehr und es bleiben nur Taster, R2 und die LED übrig.

Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
vielen Dank für die Antwort.
Der Strom kommt zuerst aus nem Netzteil beim basteln. Später wird 
wahrscheinlich ein USB Kabel am USB Port des Arduinos hängen, mir ist 
nur nicht klar, wie ich den Strom dort abgezweigt bekomme, an dem 5V 
Port vom POWER block?

Das Netzteil kostet nur so um 6 Euro, da hab ich keine Erfahrung, ob die 
schwanken oder nicht.

Kurze Frage zu der Diode: Welcher Art ist die Diode (Name, Spezifikation 
oder so etwas)? Und Vcc heißt 5V in meinem Fall?
Brauch ich dann ne 5.7V Diode oder so etwas?

Danke

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel M. schrieb:
> Hallo,
> vielen Dank für die Antwort.
> Der Strom kommt zuerst aus nem Netzteil beim basteln. Später wird
> wahrscheinlich ein USB Kabel am USB Port des Arduinos hängen, mir ist
> nur nicht klar, wie ich den Strom dort abgezweigt bekomme, an dem 5V
> Port vom POWER block?

Da musst du dir das Arduino Board ansehen.
Irgendwo wird es sicher eine Möglichkeit geben, an die stabilisierten 5V 
zu kommen.

> Das Netzteil kostet nur so um 6 Euro, da hab ich keine Erfahrung, ob die
> schwanken oder nicht.

Kommt drauf an, ob es ein geregeltes ist oder nicht.
Spielt aber keine große Rolle. Hol dir die 5V vom Arduino Board. Die 
sind auf jeden Fall aktiv ausgeregelt.

> Kurze Frage zu der Diode: Welcher Art ist die Diode (Name, Spezifikation
> oder so etwas)?

zb. eine 1N4148

> Und Vcc heißt 5V in meinem Fall?

Ja.

> Brauch ich dann ne 5.7V Diode oder so etwas?

Nein. Das ist eine stinknormale Diode.
In Pfeilrichtung leitet sie, in Gegenrichtung leitet sie nicht. Das 
bischen Spannung, dass du beim Elektronik basteln hast, können alle 
handelsüblichen Dioden locker ab. Wir sind ja keine 
Hochspannungstechniker :-)

Autor: Hansilein (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
die Hälfte deiner Probleme verschwinden, sobald Du die 5Volt benutzt, 
die der Arduino stabilisiert ausgibt.

Denk nochmal nach, Du bekommst das sicher hin.

Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
werde ich sicher tun, aber das Zitat da oben von der Arduino Seite 
klingt ja so, als bräuchte er über Netzteil mindenstens 7V. Wenn ich 
dann den 5V Port nehme, müsste er stabil sein, wenn ich das richtig 
verstehe.

Korrigiert mich, wenn ich falsch liege.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Am Arduino Board ist ein Spannungsregler drauf. Du stopfst da irgendwas 
größer gleich 7V rein und am Board werden davon stabile 5V erzeugt.

Und diese 5V wird in Zukunft deine Versorgungsspannung zum Basteln. 
Vergiss am besten gleich wieder dass du da mit 7V oder 8V oder was weiß 
ich was ins Board reingehts. Deine Elektronikwelt beginnt hinter diesem 
Spannungsregler.

Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antworten.

Ich frage mich gerade, ob ich Drucktaster oder Printtaster richtig 
verstehe.

Sind es Taster, die solange aktiv sind, wie ich den Taster gedrückt 
halte, oder sind das so klick taster?

Ferner ist mir nicht klar, wieviel lauf diese tasterhaben. Ich brauche 
eigentlich taster, die man nur berührt und diese so wenig wie möglich 
mechanisch bewegt, um sie zu aktivieren.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel M. schrieb:

> Sind es Taster, die solange aktiv sind, wie ich den Taster gedrückt
> halte, oder sind das so klick taster?

Taster:  Draufdrücken und er schliesst.
         Loslassen und er löst die Verbindung wieder.

> Ferner ist mir nicht klar, wieviel lauf diese tasterhaben.

So etwa 1 bis 2 mm

Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karl heinz Buchegger schrieb:
> Die Diode hat die
> Aufgabe, höhere Spannungen als Vcc+0.7 Volt nach Vcc abzuleiten. Sie
> fungiert als Schutzdiode, die immer dann einspringt, wenn die Spannung
> über das zulässige Mass steigt.

Hallo,
ich denke gerade nach, was das eigentlich bedeutet. So wie die Schaltung 
da vorhanden ist, ist die Diode in Durchlassrichtung nach Vcc, oder? 
Heißt das nicht, dass diese Diode alles durchlässt? Wäre das nicht ein 
Kurzschluss?

Voiele Grüße

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,
Also kurz zu Schaltern & Taster.

Ein Schalter "rastet" = 1x drücken "stromkreis geschlossen" nochmal 
drücken "stromkreis offen".

Taster: drücken => kontakt geschlossen
        loslassen => kontakt wieder offen

In Schaltplänen gibt es verschieden Zeichen für Taster & Schalter (frag 
tante gugel);

SW1 z.B. steht für switch und damit ein schalter
TA1 z.B. steht für Taster

gerne wird in Schaltplänen auch K als Bezeichnung verwendet... aber das 
nur nebenbei.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel M. schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> Die Diode hat die
>> Aufgabe, höhere Spannungen als Vcc+0.7 Volt nach Vcc abzuleiten. Sie
>> fungiert als Schutzdiode, die immer dann einspringt, wenn die Spannung
>> über das zulässige Mass steigt.
>
> ich denke gerade nach, was das eigentlich bedeutet. So wie die Schaltung
> da vorhanden ist, ist die Diode in Durchlassrichtung nach Vcc, oder?

Ja.

> Heißt das nicht, dass diese Diode alles durchlässt?

Nein

> Wäre das nicht ein
> Kurzschluss?

Das Symbol für die Diode ist der Pfeil.
Die Diode leitet nur dann, wenn die Spannung am breiten Ende um ca 0.7V 
höher ist, als die Spannung an der Spitze des Pfeils.
Die Diode ist mit der Pfeilspitze fix an 5V angeschlossen. Ist also die 
Spannung vom Taster 5V, dann liegt an beiden Enden dieselbe Spannung an 
und die Diode sperrt. Ist die Spannung am Taster geringer als 5V, dann 
ist die Spannung am breiten Ende der Diode kleiner als am Spitzen Ende, 
und die Diode sperrt ebenfalls. Nur dann wenn am Taster eine Spannung 
anliegt die über 5V + ca.0.7V liegt, beginnt die Diode zu leiten.
Und damit in so einem Fall kein 'Kurzschluss' entsteht und unbegrenzt 
viel Strom durch die Diode rauscht, hab ich davor noch einen Widerstand 
spendiert, der den Strom begrenzt.

Autor: Samuel M. (osonzhs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für die Aufklärung!

> Und damit in so einem Fall kein 'Kurzschluss' entsteht und unbegrenzt
> viel Strom durch die Diode rauscht, hab ich davor noch einen Widerstand
> spendiert, der den Strom begrenzt.

Wo ist denn der Widerstand vor der Diode? Meinst du R1?

Der wird bei mir wohl wegfallen, da ich nach den Beiträgen hin kappiert 
habe, dass ich zwar 7V über ein Netzteil zum Arduino hinzuführe, aber 
dann die stabilen 5V vom 5V Anschluss abzweige und somit defakto nur 
noch nen Widerstand für die LED habe.

Achja: Hast du nen Link zur Erklärung dieser Diodenfunktion? Ich hab 
zwar nach Dioden gegoogelt, aber die Informationen, die du gegeben hast, 
konnte ich bis jetzt nirgends (für mein Verständnis) extrahieren.

Bei näherer Überlegung erübrigt sich neben R1 auch die Diode, wenn ich 
die stabilen 5V bekommen sollte, oder?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel M. schrieb:
> Hallo,
>
> danke für die Aufklärung!
>
>> Und damit in so einem Fall kein 'Kurzschluss' entsteht und unbegrenzt
>> viel Strom durch die Diode rauscht, hab ich davor noch einen Widerstand
>> spendiert, der den Strom begrenzt.
>
> Wo ist denn der Widerstand vor der Diode? Meinst du R1?

Genau

> Der wird bei mir wohl wegfallen, da ich nach den Beiträgen hin kappiert
> habe, dass ich zwar 7V über ein Netzteil zum Arduino hinzuführe, aber
> dann die stabilen 5V vom 5V Anschluss abzweige und somit defakto nur
> noch nen Widerstand für die LED habe.

Genau.
R1 und die Diode brauchst du nicht mehr

(Übrigens hat auch der AVR intern eine Diode nach genau gleichem Muster 
eingebaut. Dumm nur, wenn man die duchheizt. Eine externe Diode ist 
schnell gewechselt, an die interne kommt man nicht ran)

> Achja: Hast du nen Link zur Erklärung dieser Diodenfunktion?

Das ist eigentlich ganz normales Wisssen über Dioden. Man kann sie sich 
wie ein Rückschlagventil vorstellen, welches Wasser (äh: Strom) nur in 
einer Richtung durchlässt.

> Bei näherer Überlegung erübrigt sich neben R1 auch die Diode, wenn ich
> die stabilen 5V bekommen sollte, oder?

Ja.
Genau das ist auch der Grund, warum du die 7V gleich wieder vergessen 
sollst. Klemmst du deine Experimentierschaltung an die vom Arduino 
stabilisierten 5V, dann kann dir per Def. an einem Prozessoreingang 
kenie höhere Spannung als diese 5V auftreten. Wo soll die denn her 
kommen?
Und damit sind auch Schutzschaltungen nicht notwendig.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.