Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fragen zu Beschaltung eines Encoders, eines Glättungskondensators und Imax für 74HC165


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von René M. (renejena)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Morgen,

ich bin gerade dabei ein neues Projekt zu beginnen bzw. bin schon mitten 
drin. ;)

Mir sind da in den letzten Tagen ein paar Fragen aufgekommen, auf die 
ich keine Antwort gefunden habe bzw. das, was ich gefunden habe mich 
verwirrt hat.

1. Ich möchte bei diesen Projekt einen Encoder verwenden. Aus dem 
Datenblatt des Encoders habe die typische Beschaltung rausgenommen. Ich 
habe sie angehängt. Sehe ich das richtig, dass R3 und C4 bzw. R4 und C5 
einen Tiefpass bilden und damit zur Entprellung dienen? Brauche ich dann 
keine Entprellung mehr im Controller? Oder ist es sinnvoller die 
Entprellung im Controller vorzunehmen und R3, R4, C4 und C5 wegzulassen? 
Oder ist es besser die Beschaltung so zu lassen und zusätzlich die 
Entprellung im Controller zu realisieren?

2. Da mein Projekt Schätzungsweise insgesammt 2A bei 5V brauchen wird, 
habe ich gedacht ich verwendet ein altes AT-Netzteil. Das liefert auf 
der 5V-Schiene max. 20A. Ich möchte zwischen Netzteil und meinen 
Schaltungen noch einen Glättungskondensator hängen. In den letzten Tagen 
habe ich mein Wissen darüber aufgefrischt. Nun bin ich etwas verwirrt, 
denn ich habe in einigen Beiträgen gelesen, dass man 1000yF pro Ampere 
rechnen sollte (so habe ich es bisher auch genutzt) und in einigen 
anderen Beiträgen dass man besser 4700yF pro Ampere benutzt. Was ist nun 
in meinem Fall richtig? Ich möchte keine Grundsatzdiskussion draus 
machen! Was ich bisher nicht gefunden habe ist: Wie berechne ich die 
Spannung, die der Kondensator aushalten muss? Reicht da ein 6V-Elko? 
Oder nehme ich doch besser einen 10V-Elko? Oder noch mehr? Ich würde 
dafür auch gerne einen Grund wissen wollen. Bisher habe ich immer die 
doppelte Spannung genommen. Einen Grund kann ich nicht sagen, 
wahrscheinlich weil ich es mal in der Ausbildung (schon fast 20 Jahre 
zurück) so gelernt habe.

3. Ich möchte eine Sicherung verwenden und versuche gerade den maximalen 
Stromverbrauch meiner einzelnen Platinen zu berechnen. Nur bei einen 
Bauteil komme ich nicht weiter. Ich verwende, um Schalter und Taster 
abzufragen, 7x den 74HC165 von reichelt. Laut Webseite ist er mit max. 
500mW angegeben. Wenn ich richtig rechnen kann wären das 100mA (500mW / 
5V). Im Datenblatt 
(http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A240/74HC165%23STM.pdf) ist 
zu lesen : "Absolute Maximum Ratings are those values beyond which 
damage to the device may occur. Functional operation under these 
condition is not implied. (*) 500 mW: ≅ 65°C derate to 300 mW by 
10mW/°C: 65°C to85°C". Das überfordert mich jetzt ein wenig. Sehe ich 
das richtig, dass für Imax die 500mW zu Grunde lege? Oder nehme ich die 
300 mW? Oder muss ich eine andere Größe aus dem Datenblatt meiner 
Berechnung für die Sicherung zu Grunde legen?

Allen einen schönen Tag
René

von Falk B. (falk)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
@  René M. (renejena)

>habe sie angehängt. Sehe ich das richtig, dass R3 und C4 bzw. R4 und C5
>einen Tiefpass bilden und damit zur Entprellung dienen?

Ja, wenn gleich die Zeitkonstante von 10k*10nF=100us für mechanische 
Kontakte eher zu klein ist. Da würde ich eher in Richtung 1-10ms gehen.

>Brauche ich dann
>keine Entprellung mehr im Controller?

Nein, die erfolgt bei KORREKTER Auswertung des Encoders / Drehgebers 
sowieso automatisch.

> Oder ist es sinnvoller die
>Entprellung im Controller vorzunehmen und R3, R4, C4 und C5 wegzulassen?

Kommt drauf an.

>Oder ist es besser die Beschaltung so zu lassen und zusätzlich die

Bezüglich EMV und anderer Dreckeffekte ist die Entprellung in Hardware 
besser.

>habe ich gedacht ich verwendet ein altes AT-Netzteil. Das liefert auf
>der 5V-Schiene max. 20A.

Und killt dir im Kurzschlußfall deine Schaltung ;-)

> Ich möchte zwischen Netzteil und meinen
>Schaltungen noch einen Glättungskondensator hängen.

Warum? Denkst du, die SPannung aus dem Netzteil ist nicht glatt genug 
und die Pufferung zu klein?

>habe ich mein Wissen darüber aufgefrischt. Nun bin ich etwas verwirrt,
>denn ich habe in einigen Beiträgen gelesen, dass man 1000yF pro Ampere
>rechnen sollte (so habe ich es bisher auch genutzt)

Die Zahl ist so oder so falsch. Dabei geht es in der Regel um die 
Glättung einer Spannung eines Brückengleichrichters. Den hast du aber 
nicht, sondern ein Netzteil, welches schon Gleichspannung liefert.

> und in einigen
>anderen Beiträgen dass man besser 4700yF pro Ampere benutzt. Was ist nun
>in meinem Fall richtig?

Große Pufferelkos brauchst du nur, wenn du hohe Stöme pulsartig schalten 
willst, wie z.B. bei PWM etc. Welche Verbraucher hängen an deinen 5V?

https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Siebkondensator


>Spannung, die der Kondensator aushalten muss? Reicht da ein 6V-Elko?
>Oder nehme ich doch besser einen 10V-Elko?

6V sind OK, aber nimm totzdem lieber 10V.

>Bauteil komme ich nicht weiter. Ich verwende, um Schalter und Taster
>abzufragen, 7x den 74HC165 von reichelt*.

Also praktisch kaum Stromverbrauch, wenige mA.

> Laut Webseite ist er mit max.
>500mW angegeben.

Nö, das ist die maximal ZULÄSSIGE Verlustleistung, die der IC in dem 
Gehäuse vertragen KÖNNTE. Die hat er aber nie im Leben. Rechne mal mit 
1mA, real sind es wenige uA.

von Teo D. (teoderix)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
1) JaNein, wirkt wohl eher gegen Störeinstrahlungen auf der Zuleitung 
zum Drehgeber.
Endprellen per Software ist immer zuverlässiger, simpler. Beim 
Polling-Betrieb ergibt sich das nebenbei :)

2) Da haste was missverstanden. Braucht man bei Gleichrichter 
Schaltungen == Pulsierende-Gleichspannung, du hast ein PC-Netzteil!

3) Sicherungen schützen Stromquellen/Zuleitungen, keine Schaltung. Dafür 
sind sie viel zu langsam.

von Physiker (Gast)


Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
René M. schrieb:
> dass man 1000yF pro Ampere rechnen sollte

Jedes furzige Drahtende, das irgendwie einen anderen Leiter sieht, hat 
gegenüber deinen 1000yF = 1aF = 0.000000001pF (Yokto = 10^-24) eine um 
etliche Größenordnung höhere Kapazität.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten#SI-Pr.C3.A4fixe

von Physiker (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Physiker schrieb:
> 1aF

muss richtig heißen
1zF = 0.001aF ;-)

von René M. (renejena)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk B. schrieb:
> Ja, wenn gleich die Zeitkonstante von 10k*10nF=100us für mechanische
> Kontakte eher zu klein ist. Da würde ich eher in Richtung 1-10ms gehen.

Wenn ich die Wiederstände bei 10k belasse, brauche ich jeweils einen 
Kondensator zwischen 100nF und 1uF? Habe ich das richtig verstanden?

Falk B. schrieb:
> Welche Verbraucher hängen an deinen 5V?

Neben den Schaltkreisen (ATMegaa168A mit 14 MHz, MCP2210 mit 12 MHz, 7x 
74HC165 und 5x 74HC595) hängen ein Haufen LEDs und 4 LCD-Displays 
(jeweils 2 Zeilen mit 16 Zeichen) dran.
Meine Idee war am Anfang 7-Segment-Anzeigen im Multiplex-Verfahren zu 
verwenden (da nur Ziffern angezeigt werden sollen). Werde es jetzt mit 
den LCD-Displays versuchen. Mein erstes mal, dass ich sie einsetze.

Falk B. schrieb:
> Also praktisch kaum Stromverbrauch, wenige mA.
>
>> Laut Webseite ist er mit max.
>>500mW angegeben.
>
> Nö, das ist die maximal ZULÄSSIGE Verlustleistung, die der IC in dem
> Gehäuse vertragen KÖNNTE. Die hat er aber nie im Leben. Rechne mal mit
> 1mA, real sind es wenige uA.

Ah, ok. Gut das ich nachgefragt habe. :) Meine LEDs und Displays kommen 
auf 560mA und die ICs dann noch einmal auf rund 100mA, die sie 
wahrscheinlich nie erreichen werden. Das ergibt zusammen 680mA. Habe in 
meiner Kiste noch ein Steckernetzteil mit 1,5A gefunden. Werde das dann 
benutzen.

Teo D. schrieb:
> 1) JaNein, wirkt wohl eher gegen Störeinstrahlungen auf der
> Zuleitung
> zum Drehgeber.
> Endprellen per Software ist immer zuverlässiger, simpler. Beim
> Polling-Betrieb ergibt sich das nebenbei :)

Gut mache ich.

> 2) Da haste was missverstanden. Braucht man bei Gleichrichter
> Schaltungen == Pulsierende-Gleichspannung, du hast ein PC-Netzteil!

Spart ein Bauteil ein. :)

> 3) Sicherungen schützen Stromquellen/Zuleitungen, keine Schaltung. Dafür
> sind sie viel zu langsam.

Physiker schrieb:
> Jedes furzige Drahtende, das irgendwie einen anderen Leiter sieht, hat
> gegenüber deinen 1000yF = 1aF = 0.000000001pF (Yokto = 10^-24) eine um
> etliche Größenordnung höhere Kapazität.

Das hilft mir kein bisschen weiter. Das nächste mal solltest du einfach 
direkt sagen, was du möchtest. Ich werde es dennoch versuchen 
umzusetzen.

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
René M. schrieb:
> Das hilft mir kein bisschen weiter.

Du sollst nicht "yF" schreiben. Die Maßeinheit heißt "µF".

yF wäre Yottofarad, Du meinst Microfarad.

Auch Deine PC-Tastatur erlaubt es Dir, ein "µ" einzugeben. AltGr+M.

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
René M. schrieb:
> 1.

Ein Encoder muss gar nicht entprellt werden, wenn der uC ihn auf die 
richtige Art und Weise auswertet. Die gezeigte Schaltung ist ziemlich 
dämlich, die ansteigende Flanke des Signals dauert doppelt so lange wie 
die abfallende, und on 10k an 5V, also 500uA ausreichen damit oxidierte 
Encoderkontakte freigebrannt werden, ist auch zweifelhaft.

Jeder Schalter bzw. Taster hat einen Mindeststrom, auch dieser Encoder 
(von dem wir NATÜRLICH nicht wissen welcher) so daß du in sein 
Datenblatt gucken musst nach dm Mindeststrom. Ich würde 4k7 = 1mA als 
pull up nehmen.

Dann die 10k und 10nf. Die wirken nur als Entprellung, wenn der 
uC-Eingang einen Schmitt-Trigger hat. Manche uC haben das, andere nicht. 
Ob die Schaltung also überhaupt einsetzbar ist, hängt vom verwendeten uC 
ab, sie ist keinesfalls universell einsetzbar.

Vergiss die Shcaltung einfach, nimm bloss 4k7 pull ups, und eine 
richtige Auswerteroutine im uC

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29

> 2.

Oje, bitte zeige die Stelle an der die unsäglich falschen 1000uF stehen 
damit man sie ausrotten kann. Leider ist das Internet voller 
Verblödungsstellen. Der grosse Siebelko muss nur an Trafonetzteil die 
nach dem Brückengleichrichter die 100Hz Halbwellen sieben müssen, der 
befindet sich in deinem PC Netzteil auf der Primärseite, dahinter gibt 
es keine 100Hz mehr. Du musst auch nichts zusätzlich sieben oder 
glätten, ein PC Netzteil hat schon Elkos am Ausgang drin. Wenn deine 
Schaltung mehr als 50cm vom PC-Netzteil entfernt ist, kann ein kleiner 
Elko, so 47uF, am Eingang sinnvoll sein, falls nicht sowieso schon so 
etwas auf der Platine verbaut ist.


> 3. 74HC165

Der 74HC165 darf nicht mehr als 0.5 Watt verheizen. Das braucht er 
selbst nicht, seine Stromaufnahme ist abhängig von der Taktfrequenz (die 
wir NATÜRLICH nicht wissen) aber viel geringer. Sie steigt aber, wenn 
man an die Ausgänge Lasten mit hoher Stromaufnahme anschliesst, z.B. 
50mA. Dann steigt der Spannungsabfall imm Inneren des IC am Ausgang auf 
1V, ergeibt mit 50mA schon 0.05 Watt und das mal 8 sind 0.4 Watt, dazu 
die Eigenstromaufnahme von sdagen wir 10mA bei 5V, also weiteren 0.05 
Watt sind 0.45 Watt, knapp unter dem maximal zulässigen. Allerdings wäre 
der Maximal-Strom über VCC von 50mA überschritten, du kommst also 
sowieso nicht an die 0.5 Watt heran.

Schlussfolgere einfach: man darf keine zu grossen Verbraucher an den 
74HC165 anklemmen (bis 8 LEDs a 20mA würde ich aber akzeptabel finden, 
man sollte halt nach Masse schalten, d.h. die LEDs an plus klemmen).

von Jörg H. (sonichazard)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Schlussfolgere einfach: man darf keine zu grossen Verbraucher an den
> 74HC165 anklemmen (bis 8 LEDs a 20mA würde ich aber akzeptabel finden,
> man sollte halt nach Masse schalten, d.h. die LEDs an plus klemmen).

Finde ich überhaupt nicht akzeptabel. Unter "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" 
steht: " I CC or I GND DC V CC or Ground Current ± 50 mA "

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@René M. (renejena)

>Wenn ich die Wiederstände bei 10k belasse, brauche ich jeweils einen
>Kondensator zwischen 100nF und 1uF? Habe ich das richtig verstanden?

Ja.

>Neben den Schaltkreisen (ATMegaa168A mit 14 MHz,

Der braucht vielleicht 10-20 mA,

>7x 74HC165 und 5x 74HC595)

Die selber brauchen praktisch kaum Strom, <1mA.

> hängen ein Haufen LEDs

Die brauchen entprechend Strom, je nach Typ und Vorwiderstand.

> und 4 LCD-Displays (jeweils 2 Zeilen mit 16 Zeichen) dran.

<1mA.

>Ah, ok. Gut das ich nachgefragt habe. :) Meine LEDs und Displays kommen
>auf 560mA und die ICs dann noch einmal auf rund 100mA, die sie
>wahrscheinlich nie erreichen werden. Das ergibt zusammen 680mA. Habe in
>meiner Kiste noch ein Steckernetzteil mit 1,5A gefunden. Werde das dann
>benutzen.

Gute Idee.

>Physiker schrieb:
>> Jedes furzige Drahtende, das irgendwie einen anderen Leiter sieht, hat
>> gegenüber deinen 1000yF = 1aF = 0.000000001pF (Yokto = 10^-24) eine um
>> etliche Größenordnung höhere Kapazität.

>Das hilft mir kein bisschen weiter. Das nächste mal solltest du einfach
>direkt sagen, was du möchtest.

Er ist ein Klugscheißer.

Mikrofarad schreibt man normalerwiese als uF, weil das klein u sem 
griechischen mü seht ähnlich sieht.

u (mikro)
m (milli)

von René M. (renejena)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rufus Τ. F. schrieb:
> Du sollst nicht "yF" schreiben. Die Maßeinheit heißt "µF".
>
> yF wäre Yottofarad, Du meinst Microfarad.
>
> Auch Deine PC-Tastatur erlaubt es Dir, ein "µ" einzugeben. AltGr+M.

Das habe ich schon verstanden. Ich habe mir das irgendwann mal 
angewöhnt. Alte Gewohnheiten wird man halt nur schwer wider los. :(

MaWin schrieb:
> Vergiss die Shcaltung einfach, nimm bloss 4k7 pull ups, und eine
> richtige Auswerteroutine im uC

Werde ich machen. Danke für den Link, werde ich mir mal in Ruhe 
anschauen. Ich hatte dies noch im Hinterkopf 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Drehgeber#Dekoder_f.C3.BCr_Drehgeber_mit_wackeligen_Rastpunkten

Falk B. schrieb:
>>Neben den Schaltkreisen (ATMegaa168A mit 14 MHz,
>
> Der braucht vielleicht 10-20 mA,

Ich habe 20mA in meiner Rechnung angenommen.

Jörg H. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Schlussfolgere einfach: man darf keine zu grossen Verbraucher an den
>> 74HC165 anklemmen (bis 8 LEDs a 20mA würde ich aber akzeptabel finden,
>> man sollte halt nach Masse schalten, d.h. die LEDs an plus klemmen).
>
> Finde ich überhaupt nicht akzeptabel. Unter "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS"
> steht: " I CC or I GND DC V CC or Ground Current ± 50 mA "

Um die LEDs anzusteuern verwende ich Transistoren. Da werden die 
Ausgänge des 74HC595 mit je 1mA belastet. Das hält der auf jeden Fall 
aus.

MaWin schrieb:
> Wenn deine
> Schaltung mehr als 50cm vom PC-Netzteil entfernt ist, kann ein kleiner
> Elko, so 47uF, am Eingang sinnvoll sein, falls nicht sowieso schon so
> etwas auf der Platine verbaut ist.

Verbaut noch nicht. ;) Aber vorgesehen.

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]
  • [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.