Hi zusammen! Nach etlichen Tests, Versuchen und Überlegungen hab ich euch im Anhang mal das Vorläufige Ergebnis angehängt. Es handelt sich um ein Schaltmodul füreine Modellanlage, welches per I2C von einem Hauptcontroller angesprochen wird. Bis zu 32 Module können von einem Controller angesprochen werden. (Adresse per DIP-Schalter wählbar) Zusätzlich überwacht der ATTINY noch die Spannung (Wenn F1 durchbrennt oder einer der Stecker abgezogen wird) und meldet das entsprechend an den Hauptcontroller. Das Schaltmodul hat 48 Ausgänge, welche durch den ATTINY in 32 Helligkeitsstufen per PWM gesteuert werden können. Die PWM Frequenz ist um die 400Hz. Den ursprünglich geplanten BS170 hab ich gegen einen IRLU024 getauscht, um nach oben hin noch etwas Reserve zu haben, was den Schaltstrom betrifft (ohne gleich ein TO220 nehmen zu müssen), auch wenn ich im Durchschnitt nur mit 100mA pro Ausgang rechne. Ich würde im nächsten Schritt aus dem Plan ein Board erstellen und das ätzen lassen. Deswegen würde ich mich freuen, wenn ihr da mal drüberschauen könnt, ob das alles so in Ordnung ist. Eine Frage hab ich dazu: Ich hab im Forum dutzende Beiträge gelesen, wo zwischen 595 und FET ein Widerstand zur Strombegrenzung eingebaut ist. Die Meinungen der Sinnhaftigkeit gehen aber weit auseinander. Der Grund erscheint logisch, aber wie siehts nun aus? Widerstand ja oder nein? Gruß Joachim
Angehängte Dateien:
-
Schaltmodul.png
48 KB
Also eigentlich sind FETs spannungsgesteuert, da fließt überhaupt kein Strom, außer beim Ein- und Ausschalten. Das will man aber normalerweise möglichst schnell erledigen, also den Widerstand zwischen dem Portausgang und dem Gate möglichst klein halten.
Die Ausgänge werden alle nach Masse geschaltet. Die Versorgungsspannung wird den Verbrauchern extern über eine Sammelleitung zugeführt. @Klaus Dass FET spannungsgesteuert schalten wusste ich, aber ich dachte dass da trotzdem ein Strom fließt, wenn die durchgeschaltet haben. Den Ein-/Ausschaltstrom kann ich doch vernachlässigen, oder? Nicht, dass ich durch die Widerstände meine PWM verschlechtere. Gruß Joachim
1.) Gatewiderstände einbauen 2.) Vor den Gatewiderständen pulldown Widerstände einbauen. So verhinderst Du, daß die MOSFETs bei undefinierten Zuständen an den Gates kurz die Relais durchschalten. 3.) Symbol AGND steht normalerweise für Analog Ground. Etwas unglücklich gewählt. 4.) Auf keinen Fall die Freilaufdioden an den Relais vergessen, sonst... 5.) GND amD_SUB Stecker ? 6.) Terminierung von SCL/SDA ???? Leitungslängen, Abstand, Leitungsbeschaffenheit ??? 7.) PIN 10 an den HC595 dienen zum löschen der Ausgänge sonst passiert genau das unter 2.) beschriebene
Dirk H. schrieb: > 4.) Auf keinen Fall die Freilaufdioden an den Relais vergessen, sonst... Meinte damit, falls Du vorhast so etwas anzuschliessen.
ich schrieb: > Macht es denn Sinn, Relais per PWM anzusteuern? :-) Sinn ??? hmmmm Es gab schon Fälle, da man Sie per PWM als akustische Signalgeber verwenden wollte ?
@Dirk Danke für deine ausführliche Antwort. Zu 1.) Nach URI sollten dass so 200 Ohm sein. Passt das? Zu 7.) Pin 10 an Masse "enabled" die Ausgänge, so dass hier entweder HI oder LO anliegt. Wenn ich Pin 10 nach + schalte, dann hab ich nen Tri-State Ausgang. Nur DANN kann doch das Phänomen von 2.) auftauchen. Ergo: Wenn ich Pin 10 dauerhaft nach Masse lege, brauche ich keine Pull-Down an den Ausgängen der 595. Zu 3.) Jein. Da es sich an den Ausgängen um viele kleine 12V Lämpchen handelt, ist "analog" gar nicht so falsch. :-) Egal welches Zeichen ich da nehme, es soll nur klar werden, dass das ein anders genutztes Masse-Potential ist, als GND. Zu 5.) Für was? Zu 6.) Schalt- und Controllerkarte werden mit Abstandsbolzen übereinander angeordnet. Alle Platinen werden mit Flachbandkabel miteinander verbunden. Ich rechne mit rund 10 Platinen, so dass das Kabel max. 30cm lang sein wird. Über der letzten Karte gibts dann einen Terminator für den Bus. Gruß Joachim
Joachim Schmidt schrieb: > Zu 7.) Pin 10 an Masse "enabled" die Ausgänge, so dass hier entweder HI > oder LO anliegt. Wenn ich Pin 10 nach + schalte, dann hab ich nen > Tri-State Ausgang. Nur DANN kann doch das Phänomen von 2.) auftauchen. PIN 10 löscht den Status der Ausgänge permanent. Lösung: entweder RC Glied an diesen Eingang (der ja nicht umsonst implementiert wurde) oder einen pulldown Widerstand und auf einen PortPin Deiner MCU legen (hast ja welche übrig). So kannst Du den Zeitpunkt der Freigabe selbst bestimmen. Joachim Schmidt schrieb: > Zu 5.) Für was? Du hast einen per Sicherung getrennten GND. Oder wohin soll der Strom sonst fliessen ? Joachim Schmidt schrieb: > Zu 3.) Jein. Da es sich an den Ausgängen um viele kleine 12V Lämpchen > handelt, ist "analog" gar nicht so falsch. :-) Egal welches Zeichen ich > da nehme, es soll nur klar werden, dass das ein anders genutztes > Masse-Potential ist, als GND. Nein. AGND verwirrt. Auch Digitaltechnik ist im Grunde Analog. PGND für Power Ground wäre wohl treffender
Joachim Schmidt schrieb: > Zu 5.) Für was? Sorry hatte Tomaten auf den Augen, falsch geschaut. Den brauchst Du nicht.
Hi Dirk! Ah sorry, wir haben aneinander vorbeigeredet. Also: Pin 13 (OE / G) ist der Pin den ich meine. Ist der auf V+, dann sind die Ausgänge Hochohmig und der FET bekommt kein definiertes Steuerpotential. Ist der Pin auf GND, kann der Ausgang je nach Zustand nur HI oder LO annehmen. Beides Pegel, die für den FET definiert sind. Also wenn ich Pin 13 dauerhaft auf GND lege, brauch ich keine PullDown Widerstände an den Ausgängen des 595. Pin 10 (MR / SCL) ist "MasterReset". Damit löscht man aber nur das Schieberegister und nicht automatisch das Ausgangsregister. Um das zu tun, muss ich die Daten mit nem Impuls auf Pin 12 (ST_CP / RCK) übernehmen. Das wiederum mache ich aber vom µC damit, dass ich per SPI 48Bit Null an die 595 schiebe und die übernehme. Hat den selben Effekt wie ein MasterReset, spart aber die Beschaltung von einem Pin mehr am µC. So lese ich das zumindest aus dem Datenblatt ab und mein Testaufbau läuft auch so. Aber ich lass mich gerne eines Besseren belehren, sollte ich falsch liegen!!! Gruß Joachim
@Joachim Wenn Du Eingang G fest auf GND legst, wird nach PowerUp sofort der Zustand der Ausgangs-Latches auf die MOSFETs geschaltet. Bei Deiner Ansteuerung von Lampen/Lämpchen mag das nichts ausmachen, ob die kurz flackern. Man sollte sich so einen Stil der Konstruktion generell nicht aneignen. Wenn eine solche Schaltung einmal zum Schalten von Ausgängen mit wichtigen Funktionen eingesetzt wird, kann das schon seine Wirkung zeigen. Nochmal zu AGND. Schau mal an Deiner MCU - Anschluß AGND für AD-Wandler. Wenn ein anderer den Schaltplan liest .... irreführend. Hast Du eigentlich schon mal das Programm geschrieben / getestet bzgl. Geschwindigkeit. 400Hz x 32 Helligkeitsstufen = 12800 Das heisst 12800x/sec die komplett 48 berechneten Helligkeitsstufen rausschieben Bei internem Osc 8Mhz macht das max. 8Mips / 12800 = 625 / 48PWM Kanäle = max. 13 Befehle pro Kanal Davon geht noch das komplette Handling von SPI/I2C/ Interrupts / PWM Step Berechnung / Umwandlung in Bitstream etc. PWM sollte ja auch synchron laufen ohne Helligkeitschwankungen
Also sollte ich das so machen: Den Pin 13 (G) über einen PullUp an einen Port des µC. Und jede Menge PullDown vor die FET. Heißt beim PowerUp, dass die Ausgänge der 595 hochohmig sind und die FET durch den PullDown alle gesperrt. Dann resette ich die 595 alle auf 0 und ziehe Pin 13 nach Masse, so dass die Ausgänge nun durchgeschaltet werden. Damit wäre meine PowerUp Sequence beendet. Richtig? AGND werd ich ändern. Das Programm ist komplett fertig und die 400Hz bleiben "übrig". Gruß Joachim
ich schrieb: > Macht es denn Sinn, Relais per PWM anzusteuern? :-) Was möchtest du denn damit bewirken ?
Du könntest noch QH von IC7 auf den Microcontroller zurückführen und somit einen einfachen Selbsttest programmieren, ob die Schieberegister noch funktionieren. Aber warum nimmst du nicht einfach einen größeren Microcontroller, der genügend Ausgänge hat? Dann könntest du dir die Schieberegister und deren Ansteuerung sparen, und die PWM-Generierung wird auch einfacher und kann mit einer höheren Frequenz geschehen.
Joachim Schmidt schrieb: > Dann resette ich die 595 alle auf 0 und ziehe Pin 13 nach Masse, so dass > die Ausgänge nun durchgeschaltet werden. Das brauchst Du dann nicht mehr unbedingt. Wenn Du die Ausgänge mit G hochohmig schaltest, kannst Du auch erst das Schieberegister mit Deinen Werten oder 0en füllen, latchen und dann G gegen 0 ziehen. Frank Buss schrieb: > Aber warum nimmst du nicht einfach einen größeren Microcontroller, der > genügend Ausgänge hat? Dann könntest du dir die Schieberegister und > deren Ansteuerung sparen, und die PWM-Generierung wird auch einfacher > und kann mit einer höheren Frequenz geschehen. Wenn er das ganz auf einer Lochrasterplatte aufbaut (ist das so???), wird es mit den Typen jenseits der 40 Pin in DIP Gehäusen dünn.
Dirk H. schrieb: > Wenn er das ganz auf einer Lochrasterplatte aufbaut (ist das so???), > wird es mit den Typen jenseits der 40 Pin in DIP Gehäusen dünn. Das stimmt. Zum Glück gibt es ja für alle möglichen Bauformen preiswerte Adapter für 1-2 Euro: http://shop.ebay.de/i.html?LH_PrefLoc=2&_nkw=pcb+%28adapter%2Cconvert%29+smd&_trkparms=65%253A15%257C66%253A1%257C39%253A6&rt=nc&_ipg=200&_sop=15&_trksid=p3286.c0.m14.l1514 und TQFP kann man noch gut per Hand auf so einen Adpater auflöten.
Frank Buss schrieb: > Das stimmt. Zum Glück gibt es ja für alle möglichen Bauformen preiswerte > Adapter für 1-2 Euro: > > http://shop.ebay.de/i.html?LH_PrefLoc=2&_nkw=pcb+%... > > und TQFP kann man noch gut per Hand auf so einen Adpater auflöten. Hallo Frank. Das stimmt ebenfalls. Nur sollte man nicht immer von sich selbst ausgehen, ohne hier jemandem etwas nicht zu zumuten. z.B.: TQFP100 mit 0,5mm Pitch Du kannst es ! Ich kann es auch ! Aber ob manche Lust haben, 5 Platinen incl. IC zu verbraten?
Frank Buss schrieb: > Du könntest noch QH von IC7 auf den Microcontroller zurückführen und > somit einen einfachen Selbsttest programmieren, ob die Schieberegister > noch funktionieren. Hi Frank. Die Idee hatte ich auch schon. Dann müsste ich ein komplettes Byte (z.B. 0xff) mehr durch den SPI schieben, damit ich an QH nen Ausgang (HI) habe oder? Wegen der Platine: Ich will mir welche ätzen. Die Idee, alle Ausgänge per µC zu steuern hatte ich tatsächlich noch nicht. Allerdings war meine Grundidee, alles möglichst in DIP-Größe aufzubauen, dass auch in 10 Jahren mein Vater, dann nämlich Rentner, ggf. mit zittrigen Fingern und Lupe :-) daran noch was machen kann. Alles in SMD ist sicher auch machbar, aber dann eben schlechter "wartbar". So eine Modellanlage ist halt eher "grob" aufgebaut, damit man schnell selber was umbasteln kann. Aber die Idee mit dem Adapter lass ich mir nochmal durch den Kopf gehen... Gruß Joachim
Da gibt es tatsächlich nicht mehr viel in DIP-Bauform. Vielleicht könntest du auch einfach zwei Microcontroller verwenden? Da gibt es dann wieder mehr, z.B. http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=ATMEGA8535-16PU-ND http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=PIC16F884-I/P-ND Wenn es lange leben soll, würde ich übrigens Microchip emfehlen, die Chips bekommt man auch ewig als Ersatz gekauft. Atmel kündigt manchmal eher Chips ab. Und falls du Kontrolle über die Master-Seite hast, besser SPI verwenden, ist meiner Erfahrung nach unkomplizierter und weniger fehleranfällig, falls du keinen Rückkanal brauchst. Das erste Byte kann dann die Adresse sein. Oder bei längeren Leitungen und Rückkanal RS485.
Oder einfach 1,95€ pro 8 Ports spendieren und, statt einen Schieberegister, einen ATtiny2313 verwenden. Ich habe bei meiner Hausautomation lange hin und her überlegt, Latches, Schieberegister, Portexpander usw. Und habe dann einfach ATtiny2313 genommen, bissel Assembler drauf und fertig.
Jan S. schrieb: > Oder einfach 1,95€ pro 8 Ports spendieren und, statt einen > Schieberegister, einen ATtiny2313 verwenden. Oder einfach 1.40€ pro 16 Ports spendieren und MCP23016 verwenden. Das sind Portexpander mit I²C-Schnittstelle.
Vielleicht auch mal PCA9622 oder ähnliche ICs bei NXP anschauen. I2C eingang, treibt 16 Ausgänge a 40V 25mA/Kanal mit PWM inclusive Freilaufdiode. Kommt halt drauf an, ob Du eine schnelle Lösung haben willst oder ob Du das um des Lernens willen machst.
Hi Hubert! Ist mein erstes µC Projekt, deswegen spielt der Lernfaktor durchaus eine große Rolle. Den genannten IC hab ich mir auch schon angeschaut. Neben der Tatsache, dass es die nur in SMD gibt, kann ich den µC nach meinen Bedürfnissen anpassen. (=> Es gibt Ausgänge, die wie eine Kerze/Gaslicht flackern). Deswegen, wegen dem Preis und der Verfügbarkeit, hab ich mich gegen den Kandidaten entschieden. Gruß Joachim
Hi zusammen! Nach Änderungen am Schaltplan nach Euren Beiträgen und 6 Stunden Layoutarbeit am Board (ohne Autorouter) hab ich nun eine "fertige" Version der Schaltkarte. Könnt ihr bitte mal drüberschauen, ob ich da noch irgendwelche Fehler gemacht habe? Ist wie gesagt mein erstes Projekt und mein erstes Board. Wenn das alles ok ist, will ich morgen gleich das Ätzen in Auftrag geben. Danke und Gruß Joachim
Angehängte Dateien:
-
Schaltmodul32.jpg
310 KB
Ich habe es nicht im Detail geprüft, aber sieht gut aus. Anbei wie die wohl aussehen wird, wenn sie fertig ist, per Eagle 3D gerendert. Ggf. die Widerstandsarrays genauso jedes zweite versetzen, wie die Widerstände davor, damit die nicht so zusammenstoßen an den Kanten. Ich drucke mir das Layout bei Platinen auch immer vorher aus und probiere, ob alle Bauteile draufpassen und die Footprints stimmen, wenn ich die Bauteile da habe, und ob es ins Gehäuse passt, falls es irgendwo eingebaut werden soll. Hat keine Auswirkung auf die Funktion, aber in der Schaltung würde ich noch den Knäuel am unteren Multiplexer beheben. Du kannst ja die Ausgänge rechts umsortieren, sodaß du wieder gerade Leitungen ziehen kannst.
Waaaahhhh wie geil ist das denn??? :-) Danke Frank! Das ganze Geraffel mit Eagle 3D und Povray wollte ich mir irgenwann auch mal installieren, aber dank dir ist das so schnell nicht nötig. Cool :-) Ja das mit den Widerstandsnetzwerken ist noch ne gute Idee, das werd ich noch machen. Und das Knäuel werd ich der Optik wegen auch noch auflösen. Bauteile sind bei Reichelt schon bestellt, dann kann ich in der Tat erstmal auf dem Papier testen, wie das später auf der Platine sitzen wird. Guter Tip! Also danke nochmal! Gruß Joachim
Angehängte Dateien:
-
board.png
29 KB -
schaltplan.png
20 KB
Hi zusammen! Das Projekt musste eine Weile ruhen, nun soll es aber endlich konkret werden. Die ursprüngliche Schaltung hab ich kaum verändert, außer einen anderen Typ MOSFET eingesetzt, der sich besser auf der Platine platzieren lässt. Auch hab ich die Anschlussklemme weggelassen und die Kabel der Lichter werden nun direkt auf die Platine gelötet. Diese werden eh fest verbaut, so dass hier eine Steckverbindung nur mehr Aufwand bedeutet. Gibt es noch irgendwas, was ich falsch gemacht habe, oder was ihr besser machen würdet? Wäre super wenn noch einer mal Feedback geben könnte, dann kann ich bald die Platinen machen lassen. Danke und Gruß Joachim
Klaus T. schrieb: > Also eigentlich sind FETs spannungsgesteuert ... Die Welt besteht aber nicht nur aus statischer Ansteuerung. Manchmal ändert sich der Pegel am Gate auch. Und dann ist das eine Frage der Gatekapazität. Ein bisschen Widerstand tut eventuell auch der Umwelt gut, weil die Schaltflanken dann etwas besänftigt werden.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.