Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stabile +-5V erzeugen, RS232 Kommunikation


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von Jonas5555 (Gast)


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Hallo,

haben ein kleines Problem mit einer von mir aufgebauten Schaltung.
Bei dieser brauche ich +-5V um meine OPVs zu versorgen, +5V für den 
Atmega8 und +3,3V für das ESP8266 welches über RS232 mit dem Atmega 
kommuniziert.
Zur Spannungsversorgung nutze ich ein 12V Netzteil.
Mein erster Versuch die Spannungen zu erzeugen war mit einem +10V und 
+5V Spannungsregler, wobei ich dann die +5V als Masse genutzt habe.
Jetzt brauche ich allerdings noch die 3,3V für das ESP8266. Also einen 
3,3V Spannungsregler zwischen 10V und meiner virtuelle Masse. Sobald ich 
da jedoch das ESP anschließe bricht die Spannung auf ca 1,6V zusammen, 
obwohl der Ausgangsstrom des Reglers groß genug ist. Das Problem scheint 
damit zusammen zu hängen dass 5V und 3,3V Regler hintereinander 
geschaltet sind.
Mein nächster Versuch war nämlich den 3,3V Regler auch einfach an die 
Versorgungsspannung zu klemmen. Dann läuft mein ESP auch perfekt. 
Allerdings ist dann das Problem dass ich nicht mit meinem Atmega 
kommunizieren kann da Atmega und ESP nicht die selbe Masse haben und 
somit die Spannung des "RX-Signals" viel zu hoch für den ESP ist.
Gibt es eventuell eine Möglichkeit die beiden Massen für die 
Kommunikation "anzugleichen"?
Der Dritte Versuch war es ein 8,5 Volt Regler an die Versorgungsspannung 
zu klemmen und das ESP zwischen 8,5 Volt und virtueller Masse (5V) 
laufen zu lassen. Dabei wird allerdings die virtuelle Masse (die aus 
einem 5V Regler kommt) auf 8,5V angehoben und ich habe somit keine 
Spannungsdifferenz am ESP.

Warum behalten die Regler nicht ihre Ausgangsspannung bei?
Wie könnte ich das Problem lösen?

Die Regler sind folgende:
8,5V: L4940V85 -> 1,5A
3,3V: LD1117V33 -> 800mA
5V: MC7805CT TO-220AB -> 1A
10V: KA7810AETU -> 1A

Bin für jede Hilfe dankbar.


Viele Grüße

Jonas

: Verschoben durch Admin
von Der Andere (Gast)


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Lass diesen Mist mit deinen künstlichen Massen, die nur Strom liefern 
aber nicht aufnehmen können.
Nimm statt dessen einen DC/DC Wandler für echte -5V oder einen ICL7660, 
bzw. eine modernere Variante davon.

von Schreiber (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Lass diesen Mist mit deinen künstlichen Massen, die nur Strom
> liefern
> aber nicht aufnehmen können.

Künstliche Massen funktionieren wunderbar, nur nimmt man dazu keinen 
3-Bein-Festspannungsregler sondern einen OPV mit 2 Transistoren als 
Komplementärendstufe und etwas Hühnerfutter!

Als Festspannungsregler benötigt man dann nur noch 1*5V und 1*3,3V

von Harald W. (wilhelms)


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Schreiber schrieb:

> Künstliche Massen funktionieren wunderbar, nur nimmt man dazu keinen
> 3-Bein-Festspannungsregler sondern einen OPV mit 2 Transistoren als
> Komplementärendstufe und etwas Hühnerfutter!

Im Prinzip ja, man sollte aber wissen, das solche Schaltungen
zum Schwingen neigen. Am Besten kurz mit dem Oszi überprüfen.
Die 3,3V für den ESP8266 erzeugst Du zweckmäßg mit einem zu-
sätzlichen galvanisch getrenntem Wandler direkt aus den 12V.

von Jonas5555 (Gast)


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Danke für die Hilfe.

Der Andere schrieb:
> oder einen ICL7660,

Damit werd ichs mal probieren. Also einfach aus meinen 12V mit einem 
Spannungsregler 5V und 3,3V machen und dann hinter die 5V den ICL7660 
schalten damit ich auch meine -5V hab?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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von Michael B. (laberkopp)


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Jonas5555 schrieb:
> Mein erster Versuch die Spannungen zu erzeugen war mit einem +10V und
> +5V Spannungsregler, wobei ich dann die +5V als Masse genutzt habe.

Das ist doch Unsinn, die 5V können doch nur Strom liefern, und keinen 
Strom aufnehmen.
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          +---+
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+12V --+--|10V|-------> +5V Strom
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       |  +---+
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       |    |    
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       |    | +---+
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       +----(-|5V |---> 0V Strom (kein Strom hinein)
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            | +---+
8
            |   |
9
GND --------+---+-----< -5V Strom
Damit muss der Strom von +5V nach 0V kleiner sein als der Strom von 0V 
nach -5V.

Du brachst eine virtuelle Masse die beides kann.
1
       +---+
2
+12V --|10V|--+------+------- 5V ---+---------- +5V
3
       +---+  |      |              |  +----+
4
         |  100k     |              +--|3.3V|-- +3.3V
5
         |    |      | L272            +----+
6
         |    +-----|+\                   |
7
         |    |     |  >--+-- 0V ---------+----
8
         |    |  +--|-/   |
9
         |  100k |   |    |
10
         |    |  +---(----+
11
         |    |      |
12
GND -----+----+------+------- --5V ------------
Da kann dann auch ein 3.3V Regler dran.



MOD: [pre] Tags korrigiert

: Bearbeitet durch Moderator
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jonas5555 schrieb:
> Bei dieser brauche ich +-5V um meine OPVs zu versorgen
Warum brauchst du eine negative Spannung? Besonders, wenn du sowieso 
noch 12V als Versorgung hast. Ich habe die negative Versorgung in meinen 
Designs schon länger abgeschafft: viel zu umständlich...

von m.n. (Gast)


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Jonas5555 schrieb:
> Bei dieser brauche ich +-5V um meine OPVs zu versorgen, +5V für den
> Atmega8 und +3,3V für das ESP8266 welches über RS232

Hast Du denn einen RS232-Treiber IC bei Deiner Schaltung schon dabei?
Das kann Dir auch eine negative Spannung zur Verfügung stellen, wenn die 
Stromentnahme nicht zu hoch ist (< 5-10 mA).

von Jonas5555 (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich würde an Deiner Stelle fertige Schaltregler benutzen.

Danke, aber die Teile sind halt schon recht teuer, glaube da versuch ich 
erstmal selbst bisschen rumzubasteln.

Michael B. schrieb:
> Du brachst eine virtuelle Masse die beides kann.
>        +---+
> +12V --|10V|--+------+------- 5V ---+---------- +5V
>        +---+  |      |              |  +----+
>          |  100k     |              +--|3.3V|-- +3.3V
>          |    |      | L272            +----+
>          |    +-----|+\                   |
>          |    |     |  >--+-- 0V ---------+----
>          |    |  +--|-/   |
>          |  100k |   |    |
>          |    |  +---(----+
>          |    |      |
> GND -----+----+------+------- --5V ------------
> Da kann dann auch ein 3.3V Regler dran.

So ähnlich hab ichs sogar auch schon probiert, allerdings mit nem 
anderen OPV, dessen Ausgangsstrom wahrscheinlich zu gering war. Mit dem 
L272 würde das bestimmt besser klappen.

Lothar M. schrieb:
> Warum brauchst du eine negative Spannung?

Ich lese mit dem Atmega ein Audiosignal ein. Das ist natürlich auch im 
negativen Spannungsbereich und wird durch nen Tiefpass und nen OPV als 
Subtrahierer so angepasst dass der Atemega das einlesen kann.

m.n. schrieb:
> Hast Du denn einen RS232-Treiber IC bei Deiner Schaltung schon dabei?

So weit ich weiß nicht. Habe eigentlich nur Spannungsregler, OPVs, den 
Atmega und das ESP8266.

Bin mir jetzt noch nicht ganz sicher was die bessere Möglichkeit ist: 
Mit dem  ICL7660 die -5 Volt zu erzeugen und ne "echte Masse" zu haben 
oder den L272 als Folger mit virtueller Masse zu benutzen.

von Wolfgang (Gast)


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Jonas5555 schrieb:
> Jetzt brauche ich allerdings noch die 3,3V für das ESP8266. Also einen
> 3,3V Spannungsregler zwischen 10V und meiner virtuelle Masse.

Bist du dir im Klaren darüber, dass der ESP8266 mehr als 300mA Strom 
zieht. Da musst du deine virtuelle Masse schon kräftiger auslegen und 
hast außerdem noch den Digitaldreck auf deiner Analogversorgung. Meist 
will man das nicht wirklich.

> Die Regler sind folgende:
> ...
Statt der Stromangaben zu den Reglern wäre viel interessanter, wieviel 
Strom du auf welcher Spannung benötigst.

Jonas5555 schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Hast Du denn einen RS232-Treiber IC bei Deiner Schaltung schon dabei?
>
> So weit ich weiß nicht. Habe eigentlich nur Spannungsregler, OPVs, den
> Atmega und das ESP8266.

Ohne RS232-Treiber wirst du keine RS232-Signale haben. Wenn ESP8266 und 
ATmega räumlich nicht zu weit auseinander liegen, würde ich sowieso auf 
RS232 verzichten und die direkt verbinden.

von Feldkurat K. (feldkurat)


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Jonas5555 schrieb:
> Bin mir jetzt noch nicht ganz sicher was die bessere Möglichkeit ist:
> Mit dem  ICL7660 die -5 Volt zu erzeugen und ne "echte Masse" zu haben
> oder den L272 als Folger mit virtueller Masse zu benutzen.

Eine echte Masse ist immer die bessere Variante. Wwenn Du keinen 
ICL7660 zu Hause hast, kannst Du so einen (Inverter)-Wandler auch mit 
einzelnen Transistoren aufbauen.

-Feldkurat-

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jonas5555 schrieb:
> Ich lese mit dem Atmega ein Audiosignal ein. Das ist natürlich auch im
> negativen Spannungsbereich
Nur, weil du die Schaltung so ausgelegt hast. Das ist der Trick dabei... 
?

von Jonas5555 (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Ohne RS232-Treiber wirst du keine RS232-Signale haben.

Glaube ich hab mich mit RS232 falsch ausgedrückt. Habe ESP und Atmega 
einfach über Rx und Tx verbunden. Mein Fehler.

Feldkurat K. schrieb:
> Eine echte Masse ist immer die bessere Variante. Wwenn Du keinen
> ICL7660 zu Hause hast, kannst Du so einen (Inverter)-Wandler auch mit
> einzelnen Transistoren aufbauen.

Dann werde ich das innerhalb der nächsten Tage mal so testen.
Danke schon mal!

von MaWin (Gast)


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Jonas5555 schrieb:
> Habe ESP und Atmega einfach über Rx und Tx verbunden.

Dafür braucht man kein RS232 dem übrigens +/-5V nicht reichen sondern 
+/-12V besser gefallen (Mindestausgangsspannung am Sender +/-7V).

von Jonas5555 (Gast)


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Lothar M. schrieb:
>> Ich lese mit dem Atmega ein Audiosignal ein. Das ist natürlich auch im
>> negativen Spannungsbereich
> Nur, weil du die Schaltung so ausgelegt hast. Das ist der Trick dabei...
> ?

Das stimmt natürlich. War allerdings das erste mal das ich überhaupt ne 
Schaltung aufgebaut habe und bin mir nicht sicher wie ichs hätte anders 
machen sollen. Will ja mein Audio Signal vom Atmega aus gesehen zwischen 
0 und 5 Volt haben. Und habe dafür nen Subtrahierer benutzt, der -2,5 
Volt braucht um den Mittelwert des Signals auf +2,5 zu setzen.
Wenn ich nochmal so drüber nachdenke könnte man bestimmt auch irgendwie 
das Audiosignal direkt so anlegen, dass der Mittelwert vom Atmega aus 
gesehen bei +2,5 Volt liegt. Bin mir nur grad nicht sicher wie ich das 
anstellen soll.

von Jonas5555 (Gast)


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MaWin schrieb:
> Dafür braucht man kein RS232 dem übrigens +/-5V nicht reichen sondern
> +/-12V besser gefallen (Mindestausgangsspannung am Sender +/-7V).

Nein brauche ich dann auch nicht, RS232 war einfach der falsche Begriff.

von Wolfgang (Gast)


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Jonas5555 schrieb:
> Ich lese mit dem Atmega ein Audiosignal ein. Das ist natürlich auch im
> negativen Spannungsbereich und wird durch nen Tiefpass und nen OPV als
> Subtrahierer so angepasst dass der Atemega das einlesen kann.

Früher (tm) hätte man den Eingang des Arduino mit einem Spannungsteile 
auf die halbe Spannung gelegt und das Audio-Signal über einen 
Koppelkondensator geschickt. Man kann aber natürlich auch einen DSP 
verwenden und alles mit einem Digitalrechner erledigen.

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