Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Saegezahn auf Arduino Nano 3.3V


von Andreas D (Gast)


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Fuer unseren "Kid's Day" (an dem 10-14-jaehrige Kinder in die Firma 
kommen duerfen) moechte ich ein Experiment mit Arduino Nano anbieten,
da diese als China-Klon inzwischen in dem Budget erhaeltlich sind.

Ich moechte eine Kombination aus Beeper und einem Thermister 
(NTC-Widerstand) benutzen, damit es bei niedrigen Kosten Ein- und 
Ausgabe gibt. Ich habe nach

> 
http://iwantmyreal.name/blog/2012/09/23/measuring-the-temperature-with-an-arduino-and-a-thermistor/

einen Thermistor von Pollin (94-220650) verwendet.
Leider hatten die Messwerte sehr starke Abweichungen und ich habe
mal ein Scope and die 3.3V-Line gehalten.
Sowohl der Spannungsteiler als auch der AD-Wandler beziehen sich auf 
3.3V, aber bei etwa 600mV Swing auf der 3.3V line ist es kein Wunder, 
dass man so viel Rauschen sieht.

Ich habe das gleiche Resultat auch wenn ich das Modul an verschiedene 
Recher oder einen Hub haenge - der Dreck kommt also vermutlich nicht von 
aussen.
Die 3.3V werden aber von einem linearen Regler (AMS1117) erzeugt.

Hat jemand das schon einmal bei Arduinos beobachtet, ist das ein 
Artefakt
der billigen China-Klone (und wuerde deshalb eher in den 
China-Bauteile-Thread gehoeren)?

Ich werde wohl in Software filtern, 3-4 Messwerte nehmen und dann die 
Mitte zwischen Max und Min verwenden.

Andreas

von Jan R. (Gast)


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Sieht mir aus, wie wenn der Regler instabil ist.
Wahrscheinlich ist das Layout schlecht, Kondensator vergessen oder zu 
klein etc.
Alternativ kann auch folgendes der Fall sein.

Prozessoren und allgemein Digitale Schaltungen mit schnellem Takt, 
erzeugen solcherlei Dreckeffekte, wenn sie nicht von einem Kondensator 
gestützt sind, das liegt einfach daran, dass in CMOS- Schaltungen immer 
im Moment des Zustandwechsels Strom benötigt (Gateumladung, Querströme 
etc.) wird. Diese Impulsartige Leistungsbereitschaft kann so nen. 
Linearregler nicht Garantieren, weshalb man auf den Obligatorischen 
100nF SMD oder Furzkissenkondensator niemals verzichten sollte.
Versuche nochmal einen Kondensator über die Eingangsspannung des Boards 
zu legen, dass kann manchmal schon helfen.

Hoffe ich konnte helfen...

Macman2010

von Andreas D (Gast)


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An Adolf: Ja ich meinte "Thermistor"

An Jan:

Die Frequenz ist aber bei 41kHz, der Takt des AVR aber 16MHz.


Andreas

von Cyblord -. (cyblord)


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Ich bin mir nicht ganz sicher, ob jemand der ein Tutorial braucht, um 
einen Thermistor an einen Arduino anzuschließen, geeignet sein soll, 
Kindern etwas über Elektronik beizubringen. Oder läuft das dann wie bei 
Lehrern im IT-Unterricht? Den Schülern immer eine Seite im Buch vorraus.

Und btw: Was habt ihr da eigentlich für vorsintflutliche Technik? Kids 
mit Smartphones in der Tasche lachen sich über Opas altes Röhrensozi 
doch nen Wolf.

von Helmut S. (helmuts)


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Kommen die 3,3V von einem Schaltregler?

Abhilfe wäre dann eine 10...100u Spule plus 100uF "low ESR" Kondensator 
nach Masse in der 3,3V Zuleitung am Stecker.

von Andreas D (Gast)


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@cyblord
Die Anmache ignoriere ich mal.
Wenn man Arduinos an 10-jaehrige Kids verteilt, ist es doch sinnvoll 
einen Aufbau zu verwenden, zu dem es Tutorials im Netz gibt.

Das Scope ist ein Agilent mixed signal mit 2-ch 2Gs/s storage und Logic 
Analyzer.
Fuer ein 41kHz Stoersignal ist es sicher gut genug.
Die Kids solle ja nicht mit dem Scope arbeiten.

Findest Du die Frage in diesem Forum nach Erfahrungen mit dem Arduino 
nano so unberechtigt?

@Helmut:
die 3.3V kommen aus einem Linear-Regler der in dem USB-Seriell-Wandler 
integriert ist.
Das war ein Irrtum in meinem Ausgangspost, der andere Regler kann die 5V 
erzeugen, wenn man den Arduino nicht aus USB versorgt.
Auf dem Original-Arduino-Nano Schematic ist da ein FTDI vorgesehen, bei 
den China-Clones sind stattdessen Prolific PL2303EA verbaut, die 
erzeugen die 3.3V aber auch mit einem Linear-Regler.

Ich will ausser dem Buzzer, dem Thermister und einem Widerstand keine 
zusaetzlichen Teile verbauen, da wir 50 Stueck davon brauchen und das 
wahrscheinlich von Hand loeten und unter den Kollegen aufteilen.
Deshalb ja die Idee mit dem Software-Filter.
Ich denke ja, dass das reicht, es war nur eine Beobachtung, von der ich 
annahm, dass sie auch anderen nutzen koennte.

Andreas

von Helmut S. (helmuts)


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Löte doch mal einen 47..220uf Elko oder Tantal zwischen die 3,3V und 
Masse.

von Cyblord -. (cyblord)


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Andreas D schrieb:
> @cyblord
> Die Anmache ignoriere ich mal.
Ich stelle nur Fragen...

> Wenn man Arduinos an 10-jaehrige Kids verteilt, ist es doch sinnvoll
> einen Aufbau zu verwenden, zu dem es Tutorials im Netz gibt.
Achso, das Tutorial ist nur für die Kids. Verstehe.

> Das Scope ist ein Agilent mixed signal mit 2-ch 2Gs/s storage und Logic
> Analyzer.
Von 1985?
> Fuer ein 41kHz Stoersignal ist es sicher gut genug.
Sicher. Aber trotzdem bezeichned mit was für Technik ihr arbeiten müsst.

> Findest Du die Frage in diesem Forum nach Erfahrungen mit dem Arduino
> nano so unberechtigt?
a.) ja ich würde alle Arduino Themen in einem speziellen Unterforum 
bündeln und wonaders keine Arduino Themen zulassen. Aber natürlich fragt 
mich keiner :-(
b.)Für jemanden der anderen (und auch noch Kindern) etwas beibringen 
soll, finde ich das schon bedenklich. Da sollte sowas aus dem FF sitzen, 
sonst kannst du niemandem wirklich was beibringen. Aber du bist ja 
selbst kräftig am Rudern mit Arduino, Stromversorgung und dem 
Thermistor.

> Ich denke ja, dass das reicht, es war nur eine Beobachtung, von der ich
> annahm, dass sie auch anderen nutzen koennte.
Das sieht aber schon eher nach einem Problem der Stromversorgung aus, 
und die Lösung das ganze per SW zu überbügeln ist doch sehr gewagt und 
pfuschig.

von Andreas D (Gast)


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> Das sieht aber schon eher nach einem Problem der Stromversorgung aus,

Der Arduino wird aus USB von meinem Laptop gespeist.
Wie oben geschrieben, tritt das Problem auch auf,
wenn ich  ihn von einem Hub mit eigener Stromversorgung oder an einem 
anderen PC betreibe.
Ich kann auch nicht beeinflussen, an welcher Quelle die Kids den Arduino 
betreiben werden, wenn sie ihn mitnehmen.

> und die Lösung das ganze per SW zu überbügeln ist doch sehr gewagt und
> pfuschig.

Was soll dabei schlimmes passieren, ich baue ja kein Messinstrument,
sondern das Ding soll am Ende eine Melodie in Abhaengigkeit von der 
Temperatur spielen, also zum Beispiel tiefer wenn es kalt ist, oder
zwei bis drei verschiedene Melodien je nach Temperatur.

Es geht nur um die Erfahrung fuer die Kids.

Ich glaube, dass dieser Prolific Wandler der Verursacher ist, aber ich 
kann weder auf Arduinos mit FTDI umsteigen noch kann ich alle Boards 
fixen.

Und ja, es interessiert mich immer noch, ob jemand so was schon gesehen 
hat.
Du offensichtlich nicht.

Andreas

von Hubert G. (hubertg)


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Also ich habe einen Nano, da sind die 3,3V absolut sauber. Bei mir ist 
allerdings ein FTDI drauf.
Ist von HOAYU Electronics.

von San L. (zwillingsfreunde)


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Andreas D schrieb:
> Und ja, es interessiert mich immer noch, ob jemand so was schon gesehen
> hat.
> Du offensichtlich nicht

Auch wenn cy nicht immer der freundlichste ist muss man ihm nunmal 
lassen dass er ein enorm riesiges Wissen hat. Zu behaupten er hätte 
sowas noch nie gesehen ist wie Obama zu sagen, er wäre noch nie im 
weissen Haus gewesen.

Ich rate auch zum Elko am Eingang.

cyblord ---- schrieb:
> a.) ja ich würde alle Arduino Themen in einem speziellen Unterforum
> bündeln und wonaders keine Arduino Themen zulassen. Aber natürlich fragt
> mich keiner :-(

Sowas sollte dringend umgesetzt werden!!!

von Cyblord -. (cyblord)


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Andreas D schrieb:

> Und ja, es interessiert mich immer noch, ob jemand so was schon gesehen
> hat.
> Du offensichtlich nicht.

Richtig. Aber ich habe schon sehr viel mit sämtlichen USB-TTL Wandlern 
gearbeitet, sowohl PL2303 also auch CP2102 und natürlich FTDI.

So ein Verhalten war da nicht zu beobachten. Aber die Frage ist, wie 
stark wird der Wandler beansprucht. Wieviel zieht das Board? Ist der 
Wandler möglicherweise überlastet? Vielleicht auch nicht durch das Board 
selbst sondern durch einen Verkabelungsfehler. Mal den Strom aus dem 
Wandler gemessen?

> Was soll dabei schlimmes passieren
EIN unvorhergesehenes Verhalten kann weitere unvorgesehene 
Verhaltensweisen nach sich ziehen. abyssus abyssum invocat.
Und am Ende funktionieren die Dinger dann halt nicht wie gewünscht, oder 
nicht immer, was gerade für eine pädagogische Anwendung äußerst unschön 
wäre.

von Adi Positas (Gast)


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@Andreas
Überlies die unsachlichen Beiträge, antworte nicht darauf, sonst ist der
Thread in NullkommaNichts von Mist geflutet und Du bekommst keine
brauchbare Antwort mehr.

Adi

von Jürgen S. (jurs)


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Andreas D schrieb:
> Ich werde wohl in Software filtern, 3-4 Messwerte nehmen und dann die
> Mitte zwischen Max und Min verwenden.

Warum betreibst Du die Schaltung überhaupt an 3.3V und nicht an 5V?

Falls Du Befürchtungen hast, dass sich der Thermistor durch den 
Stromfluss zu sehr erwärmt und damit durch Eigenerwärmung den Messwert 
verfälscht;

- Hänge die Schaltung an einen Arduino Output-Pin
- Zur Messung den Ausgang auf HIGH schalten
- ADC-Messung machen
- Nach der Messung den Ausgang auf LOW schalten
- bis zur nächsten Messung: kein Stromfluss durch den NTC, keine 
Eigenerwärmung

von Andreas D (Gast)


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Zunaechst eine Ergaenzung:

ich habe heute einige verschiedene Clone (zumindest von verschiedenen 
Haendlern gekauft) vermessen (diesmal mit einem modernen LeCroy) ganz 
ohne Last, und das Ergebnis war bei allen das gleiche.

Die 3.3V ist die default Referenz der analogen Eingaenge.
Vielleicht waere es besser, die 5V zu verwenden.
Ich werde

Andreas

von Jürgen S. (jurs)


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Andreas D schrieb:
> Die 3.3V ist die default Referenz der analogen Eingaenge.

???

Die "DEFAULT" Referenzspannung für ADC-Messungen mit der 
Arduino-Funktion "analogRead" ist immer die Betriebsspannung des Boards. 
Bei 5 Volt-Boards also die Spannung auf dem 5V-Pin. Siehe auch:
http://arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Reference/AnalogReference

Wie kommst Du drauf, dass Du defaultmäßig 3.3V Referenzspannung hast?

Schließt Du etwa 3.3V an AREF an?

von Jan R. (Gast)


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Andreas D schrieb:

> Und ja, es interessiert mich immer noch, ob jemand so was schon gesehen
> hat.
> Du offensichtlich nicht.
>
> Andreas



Ja, dass ist eine Instabilität im Regler und dass habe ich dir schon im 
ersten Post erzählt. Der Phasenrand, ist aufgebraucht.
Hatte ich auch schonmal allerdings bei einem OPV und nicht bei einem 
Linearerer, ist im Endeffekt aber das gleiche. Und nein, nur weil der 
AVR mit 16 Mhz taktet, heißt das nicht, dass die Schwingung über dem 
Linearregler ach 16Mz haben muss. Die Schwingfrequenz ist bei solcherlei 
Regelstrecken immer die, die bei 180° Phasendrehung erreicht ist.

Warum willst du mit Software Filtern? Wie sollen 10 Jährige Digitale 
Filter verstehen? Das verstehen so manche Studierte nicht und ist auch 
nicht gerade 1. Semester an der Uni..

Was willst du mit deiner Veranstaltung eigentlich erreichen, glaubst du, 
dass einer von den Kindern  C kann? Oder sind dass alles Hochbegabte?

Ich würde dir empfehlen, dass du keine China-Arduino verwendest, sondern 
eine Platine mit AVR,PIC etc. selbst entwirfst und 50 mal Ätzt. Dann 
passt der Lautsprecher da ordentlich drauf genauso, wie deine Sensoren. 
Das ganze würde dann einen deutlich schlüssigeren eindruck machen als 
mit einem Arduino, und ob die Schaltung schwingt oder nicht, kannst du 
dann beeinflussen..

Mfg

von Andreas D (Gast)


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So ich habe heute mal auf 5V umgestellt, und jetzt sind die ADC-Werte 
sehr stabil, wenn man den Thermistor nicht beruehrt.

Fuer diesen Anlass stehen nur etwa 6EUR pro Kind und Versuch zur 
Verfuegung, beim letzten Mal  haben wir die Kinder diesen Pollin-Bausatz 
"Atom"
(810 110) zusammenbauen lassen, aber was koennen sie damit hinterher 
anfangen?

Ich habe schon viele Linearregler verwendet, und ich habe nie einen 
schwingen sehen, selbverstaendlich koennen OPV-Schaltungen schwingen, 
aber
ein LDO sollte so ausgelegt sein, dass er bei jeder Lastsituation stabil 
ist.

Andreas

von Tynykiller (Gast)


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Blablabla....
Selbstdarsteller.

von Tynykiller (Gast)


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Der Nano ist ganz einfach am Arsch, weil er mit zu hoher Spannung 
betrieben wurde. Geht auch mit Mega 2560.

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