Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung überprüfen


von Student (Gast)


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Guten Tag,

Ich bin gerade dabei eine Studienarbeit zu erstellen im Bereich 
Mikrocontroller. Zu meinem Projekt:
Ich muss einen Sensorknoten aufbauen (DHT11), welcher mit einem 
Funkmodul (RFM69HW) mit einem Raspberry kommuniziert, der ebenfalls ein 
Funkmodul besitzt. Speziell geht es bei dem Projekt eher um die 
Funkverbindung und den Knoten auf LowPower zu betreiben. Deshalb wird 
auf dem Atmega Arduino laufen. Den Sensorknoten habe ich bereits in 
Eagle erstellt.


Betrieben wird der Knoten mit 4xAAA Batterien. Den Status der Batterien 
überwache ich mit einem Spannungsteiler und dem PIN ADC0. Da der 
Atmega328 wird mit 3.3V betrieben. Ebenfalls das Funkmodul und der 
Sensor. Auf die Interrupts ist ein Taster im PullUp für Testzwecke. Eine 
LED dient ebenfalls nur für die Bestätigung von Funktionen bei der 
Übermittlung. Das Funkmodul ist per SPI mit dem Atmega verbunden, 
außerdem mit einem Interrupt Eingang, um den uC aufzuwecken.


Wäre cool wenn sich jemand die Schaltung fix anschauen würde. Wollte die 
Schaltung die nächste Tage aufbauen und wäre blöd wenn ich etwas 
übersehen hätte.

Grüße

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Student schrieb:
> Den Status der Batterien
> überwache ich mit einem Spannungsteiler und dem PIN ADC0.

Sicher? Da müsstest du noch mal ran ;-)

von Björn W. (60_40)


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Bekanntlicherweise lernt man ja am meisten aus seinen eigenen Fehlern.
Es wäre jetzt also sehr Unpädagogisch dir diese Erfahrung einfach durch 
Vorkorrektur vorenthalten zu wollen.

von Joachim B. (jar)


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mit 3x AA(A) gehts ohne Spannungsregler bei 8Mhz, Alkaline 3x 1,7Vmax -> 
5,1V bis 3x 1V klappt das doch.
Mit einem Arduino mini 328 bei 3,3V Type mit 8MHz sparst du den USB 
Konverterstrom, mit 8MHz kann der Atmel doch von 5V bis 2,7V arbeiten.
Ubatt kannst du wunderbar gegen die interne REF 1,1V messen innerhalb 
der VCC. Um noch ADC Verluste zu meiden ginge noch hochohmiger Teiler 
mit C.
Wozu also 4x? wozu Spannungsregler?

: Bearbeitet durch User
von Student (Gast)


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Björn W. schrieb:
> Bekanntlicherweise lernt man ja am meisten aus seinen eigenen Fehlern.

Stimmt aufjedenfall. Werde aber auch so noch genug dabei lernen :) 
Verstehe dich aber.

Joachim B. schrieb:
> Wozu also 4x? wozu Spannungsregler?

Berechtigte Frage. Sinn des Knotens ist es ihn so lange wie möglich am 
Laufen zu halten ohne ständig Batterien zu wechseln. Habe gedacht, dass 
er so am längstem auskommt. Natürlich mit Sleep Modus usw.

von Joachim B. (jar)


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Student schrieb:
> Berechtigte Frage. Sinn des Knotens ist es ihn so lange wie möglich am
> Laufen zu halten ohne ständig Batterien zu wechseln. Habe gedacht, dass
> er so am längstem auskommt.

aber wenn du 6V zu 3,3V linear regelst wird IMMER Energie ausserhalb des 
sleeps in Wärme umgesetzt, wo spart das?

: Bearbeitet durch User
von Student (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> aber wenn du 6V zu 3,3V linear regelst wird IMMER Energie ausserhalb des
> sleeps in Wärme umgesetzt, wo spart das?

Stimmt auch wieder. War mir da eh noch nicht sicher

Joachim B. schrieb:
> Ubatt kannst du wunderbar gegen die interne REF 1,1V messen innerhalb
> der VCC. Um noch ADC Verluste zu meiden ginge noch hochohmiger Teiler
> mit C.

Alles klar. Wusste ich gar nicht. Werde mich mal schlau machen. Danke :)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Student schrieb:
> Ich bin gerade dabei eine Studienarbeit zu erstellen im Bereich
> Mikrocontroller.

Studierst Du Elektrotechnik bzw. ein sehr verwandtes Fach oder etwas 
komplett anderes? Bei der Unzahl an wirklich gravierenden Fehlern kann 
ich kaum glauben, dass Du Elektronikkenntnisse hast. Ich sehe auf Anhieb 
vier schwere Fehler und ein "Feature", das bestimmt nicht so gewollt 
ist.

Nachtrag:
Ich erhöhe auf fünf gravierende Fehler.

: Bearbeitet durch User
von Student (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Studierst Du Elektrotechnik bzw. ein sehr verwandtes Fach oder etwas
> komplett anderes? Bei der Unzahl an wirklich gravierenden Fehlern kann
> ich kaum glauben, dass Du Elektronikkenntnisse hast. Ich sehe auf Anhieb
> vier schwere Fehler und ein "Feature", das bestimmt nicht so gewollt
> ist.

War mir klar dass so etwas kommen wird. Genau aus diesem Grund habe ich 
diese Studienarbeit gewählt, da ich im Bereich Embedded fitter werden 
möchte. Danke für deine konstruktive Kritik

von Achim S. (Gast)


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Student schrieb:
> War mir klar dass so etwas kommen wird. Genau aus diesem Grund habe ich
> diese Studienarbeit gewählt, da ich im Bereich Embedded fitter werden
> möchte. Danke für deine konstruktive Kritik

Ganz unberechtigt ist die Kritik nicht. Es geht hier im Moment noch 
weniger darum, im Bereich embedded dazuzulernen. Sondern mehr darum, 
wenigstens so sorgfältig zu arbeiten, dass simple Grundschaltungen 
richtig umgesetzt werden.

Fang mal an die simpelsten Teile deiner Schaltung auf Steckbrett 
aufzubauen: den Spannungsregler (was für einer ist das eigentlich?) und 
den Spannungsteiler, mit dem du die Batteriespannung runterteilen 
willst. Bau sie genau so auf, wie du gezeichnet hast, und miss die 
Spannung an genau den Knoten, wo du sie auch in der Schaltung abgreifst.

Wenn du das machst, hast du die ersten gravierenden Fehler schon selbst 
gefunden. Dann korrigierst du den Schaltplan und gehst hier in die 
nächste Runde.

von Codix (Gast)


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Student schrieb:
> War mir klar dass so etwas kommen wird. Genau aus diesem Grund habe ich
> diese Studienarbeit gewählt, da ich im Bereich Embedded fitter werden
> möchte. Danke für deine konstruktive Kritik

Andreas S. hat vollkommen recht. Ich will Dir mal ein paar Tipps zu 
Deinem
"Schaltplan" geben:
1. Spannungsregler: Soll das ein LM317 oder ein Festspannungsregler?
2. Spannungsregler: Dein ATmega bekommt keine Vcc! Schau Dir mal den 
Kondensator am Ausgang des Reglers an.......und wo Du angeschlossen 
hast.
3. ADC0: Was soll der messen: ??? C3 und Anschluss an ADC!
   Der ADC Eingang liegt auf GND!
4. Funkmodul: Reset, GNDA, GNDB, .....
5. U52 völlig falsch bedrahtet / angeschlossen. NC als DATA?
6. R1: Soll die LED überhaupt leuchten?

Denke noch einmal Deine gesamte Schaltung durch, rechne korrekte 
Vorwiderstände aus,....

Kurz: Zurück an Anfang. Und, wir machen hier nicht Deine Arbeit.

von Student (Gast)


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Ja hab schon erste Fehler entdeckt. Hab mir wohl nicht viel gedacht beim 
Verdrahten. Pardon

von Michael B. (laberkopp)


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Student schrieb:
> Wollte die Schaltung die nächste Tage aufbauen und wäre blöd
> wenn ich etwas übersehen hätte.

Low Power und Arduino ?

DAT vom DHT11 nicht anschliessen, aber n.c. wird dann angeschlossen ?

1MOhm als pull up ?

GND an ADC0 messen ?

Spannungsregerausgang geht ins nichts, VCC dafür an GND angeschlossen.

1M:1M als Spannungsteiler wo A/D Eingänge nur 10k Eingangsimpedanz sehen 
wollen ?

Ein Spannungsregler aus 6V, ok, aber welcher ? Ein 7805 jedenfalls 
nicht, und wenn die 6V irgendeine Batterie sein sollten, hat die 6V auch 
nur im Laden und nicht mehr bei Benutzung.

Beim Funkmodul GNDA nicht angeschlossen.

Eim Funkmodul für 3.3V, aber wo kommen die her ?

Wer übernimmt die Pegelwandlung von den 5V Ausgängen des AVR zu den 3.3V 
Eingängen des Funkmoduls ?

In welchem Kindergarten studierst du ?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Achim S. schrieb:
> Wenn du das machst, hast du die ersten gravierenden Fehler schon selbst
> gefunden.

Das wäre der zweite Fehler. Der erste und zweite Fehler bestehen darin, 
dass es keine Anschlüsse für die Versorgungsspannung und Masse gibt und 
sich somit gar keine Spannungsversorgung anschließend lässt.

von Teo D. (teoderix)


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Student schrieb:
> Hab mir wohl nicht viel gedacht beim
> Verdrahten. Pardon

Dafür musst du dich nicht bei UNS entschuldigen.
Du musst nur eine Möglichkeit finden, diese Arbeitsweise deinem 
zukünftigen Arbeitgeber, schmackhaft zu machen. :)


Kleiner Tip:
Min. 3 Tage zuvor eine Kifferpause beginnen und bis Ende des Projekts 
durchzuhalten! ;)

von Wolfgang (Gast)


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Student schrieb:
> Schaltplan.pdf

Das Forum akzeptiert auch PNG-Dateien ;-)

Da du den AD-Wandler benutzen möchtest, empfiehlt es sich, AVCC von VCC 
zu entkoppeln.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Da du den AD-Wandler benutzen möchtest, empfiehlt es sich, AVCC von VCC
> zu entkoppeln.

Das ist nicht erforderlich, denn beide liegen auf GND-Potential.

von Manfred (Gast)


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Wolfgang schrieb:
>> Schaltplan.pdf
> Das Forum akzeptiert auch PNG-Dateien ;-)

Klugscheißer: Der Schaltplan.pdf hat eine sehr moderate Größe, ist gut 
lesbar und das Format .pdf somit nicht zu beanstanden.

Zum Inhalt sage ich nichts.

von Stefan F. (Gast)


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R5 sollte höchstens 10k Ohm haben.

VCC AVCC und Reset hast du mit GND verbunden. Das gehört aber an den 
Ausgang des Spannungsreglers.

Beim rechten IC fehlt ein Abblock-Kondensator, sowie die Beschriftung, 
um was es sich handelt.

2k Ohm als Vorwiderstand für eine LED ist ziemlich viel. Was hast du dir 
dabei gedacht? Ich würde hier eher 150 bis 220 Ohm verwenden.

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Student schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Studierst Du Elektrotechnik bzw. ein sehr verwandtes Fach oder etwas
>> komplett anderes? Bei der Unzahl an wirklich gravierenden Fehlern kann
>> ich kaum glauben, dass Du Elektronikkenntnisse hast.

> Genau aus diesem Grund habe ich
> diese Studienarbeit gewählt, da ich im Bereich Embedded fitter werden
> möchte.

Sehr gute Einstellung, hab ich damals bei der Diplomarbeit genauso 
gemacht, ein Thema rausgesucht wo am Ende richtig Hardware gebaut wird, 
also etwas was ich auch beruflich machen wollte (und seitdem mache).

Die bittere Erkenntniss zu der ich bei diese "Praxis-orientierten" 
Studiumsarbeit gelangte, ist wohl ähnlich deiner aus diesem Thread: "Was 
man im Hörsaal aufschnappt taugt nicht zum Schaltungsentwicklen" Da wird 
einem an der Uni der Eindruck vermittelt, das es genügt ein 
CAE-Programmem soweit zu bedienen das man seine Schaltung eingibt und 
DRC und ERC finden schon die Fehler. Oder wenn man die Fächer 
Schaltungstechnik und Elektronische bauelemente bestanden hat, muss man 
nicht mehr in Fachliteratur nachschlagen, weil der Prof immer betonte, 
das man mit den Grundlagen aus seiner Vorlesung Schaltungen entwicklen 
kann.

Die Enttäuschung, das das nicht so ist, trifft wohl die meisten 
Studenten ohne Hobby- oder Berufserfahrung die in der Entwicklung 
starten. Um so wichtiger, daß man sich neben dem Lehrplan praktisch mit 
Berufsthemen auseinandersetzt. Und beim Ausprobieren viele Fehler macht 
aus den man für den Beruf lernt. "Making Failures is essential for 
learning" -> https://youtu.be/xhQ7d3BK3KQ

Zwei wichtige Entwicklungstechniken kommen eben in den Vorlesungskursen 
kaum vor:
-Nachbau/Modifikation bekannte Applikationen (Appnotes, DIY-projekte)
-Experimentalaufbau auf breadboard mit Fehlersuche und -behebung

Und Datenblätter finden sich bestenfalls in Auszügen in den 
Vorlesungsskripten. Aber keine Panik, genau deswegen machst du das ja 
als Studienarbeit. In der Ausbildung ist es halt wie Sparingboxen, da 
bricht es einem nicht das berufliche Genick wenn man vom harten linken 
Haken der Praxis getroffen wird.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas S. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Da du den AD-Wandler benutzen möchtest, empfiehlt es sich, AVCC von VCC
>> zu entkoppeln.
>
> Das ist nicht erforderlich, denn beide liegen auf GND-Potential.

oh... kleine Drossel und vor allem 100n dicht zwischen AVCC und dem 
GND-Pin danaben sollen vor allen Beeinflussungen von AVCC verringern, 
wenn während einer Messung an anderen Ports rumgeschaltet wird. Die Idee 
hatte schon Atmel im Datenblatt. 100n an AREF fehlen auch. Eine Änderung 
des Spannungsteilers und Nutzung der internen Refferenz würde ich auch 
empfehlen.

PS: bei meinem Sensor im Keller mit ATtiny85 und FOST02 (SHT11-Nachbau) 
und RFM02 mußte ich wirklich gestern nach gut 3 Jahren die CR123A 
wechseln.
Nach geradem mal gut 3 Jahren...
Der RFM kam mit seinen Daten zwar noch durch die 2 Decken und die Etage 
dazwischen stabil an, die gemeldeten 30 Grad des FOST02 haben mich aber 
doch verwirrt.

Gruß aus Berlin
Michael

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Klugscheißer: Der Schaltplan.pdf hat eine sehr moderate Größe, ist gut
> lesbar und das Format .pdf somit nicht zu beanstanden.

Doppelt verpackt hält besser oder wozu soll es gut sein, die Graphik 
noch mal in ein Dokument im PDF einzubetten?

von Wolfgang (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> 2k Ohm als Vorwiderstand für eine LED ist ziemlich viel. Was hast du dir
> dabei gedacht? Ich würde hier eher 150 bis 220 Ohm verwenden.

Bei modernen LEDs dient ein ausreichend großer Widerstand vorbeugend 
gegen Augenschäden. Wenn die LED bei gut 1mA die gewünschte Helligkeit 
hat, ist der Widerstand doch wohl ok.

Nicht jeder verwendet heutzutage noch Restbestände aus den 80er Jahren, 
die 20mA brauchen, um eine vernünftige Helligkeit zu erreichen.

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> 2k Ohm als Vorwiderstand für eine LED ist ziemlich viel.

ist doch nicht zu viel, moderne UH ultra helle LEDs mit mehreren Cd 
brennen einem bei 1mA die Netzhaut weg, da sind Rv Werte im k-Bereich 
normal, wer nutzt denn noch uralte Dunkelleds die auch bei 20mA kaum 
leuchten?
(Die werden allenfalls in Bastel Sets für Arduino Anfänger verramscht!)

von Michael B. (laberkopp)


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Joachim B. schrieb:
> ist doch nicht zu viel, moderne UH ultra helle LEDs mit mehreren Cd
> brennen einem bei 1mA die Netzhaut weg,

Blöderweise verkaufen die meisten Läden keine modernen ultra hellen 
LEDs, sondern den alten Ramsch. Hohe Candela-Angaben gibt es nur bei eng 
bündelnden LED (z.B. 15 Grad) die will niemand als Kontrolllampe, man 
braucht schon 60-70 Grad).

Such mal LuckyLight LL-503VD2E-V1-4D (5mm rot diffus 60 Grad typ 750mcd 
bei 20mA, 75mcd bei 2mA), oder 
https://www.highlight-led.de/10-leds-5mm-diffus-rot-typ-wtn-5-3200r-rouge.html 
oder vergleichbares bei den üblichen Händlern.

von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> wer nutzt denn noch uralte Dunkelleds die auch bei 20mA kaum
> leuchten?
> (Die werden allenfalls in Bastel Sets für Arduino Anfänger verramscht!)

Dann schau mal in den Conrad Katalog, und zwar in die Preisgruppe unter 
50 Cent pro LED.

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> Dann schau mal in den Conrad Katalog,

warum sollte ich?
ich schaue da rein wenn ich was suche.

Michael B. schrieb:
> Hohe Candela-Angaben gibt es nur bei eng
> bündelnden LED (z.B. 15 Grad) die will niemand als Kontrolllampe

dann bin ich niemand, ich nutze die gerne und war mit dem Winkel bei 
meinem Timer sehr zufrieden so das ich die TimerAktivitäten auch mit 
20mA bei hi-noon am Strand auf 10m sehen konnte.

LED 3mm weiss ultrahell
typ.12cd/20mA 20°klar

von Michael B. (laberkopp)


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Joachim B. schrieb:
> dann bin ich niemand

Nun, zumindest erklärt es deine häufigen Falschaussagen.

Eigentlich will niemand will ein Gerät, dessen Anzeigen er nicht mehr 
sehen kann, wenn er nur 20 Grad von der Seite draufguckt, daher sind für 
die meisten Leute die von dir als ausreichend angesehenen gebündelten 
LEDs unzureichend und die Candela-Angabe ist bei breiter abstrahlenden 
LEDs nicht zu erreichen.

Was in deinem Spezialfall angemessen sein mag, du redest von 10m 
Entfernung am Strand, also wohl ein Phototimer bei dem man in der 
Abstrahl-(und Aufnahme-) Richtung stehen muss wenn ma ihn benutzt, ist 
eben nicht übertragbar auf die gewöhnliche Anwendung, nur du überträgst 
es einfach trotzdem und verschweigst zunächst die Besonderheit.

Kein Wunder also, daß deine Aussagen in den meisten Fällen am Ziel 
vorbei gehen.

von Joachim B. (jar)


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Michael B. schrieb:
> Kein Wunder also, daß deine Aussagen in den meisten Fällen am Ziel
> vorbei gehen.

das Kompliment gebe ich gerne zurück, aber auch du bekommst nicht nur 
von mir ab und an Gegenwind, hier musste es auch sein:

Michael B. schrieb:
> Hohe Candela-Angaben gibt es nur bei eng
> bündelnden LED (z.B. 15 Grad) die will niemand als Kontrolllampe

du siest es gibt immer Ausnahmen wo dein "niemand" nicht passt.

Michael B. schrieb:
> Was in deinem Spezialfall angemessen sein mag, du redest von 10m
> Entfernung am Strand, also wohl ein Phototimer bei dem man in der
> Abstrahl-(und Aufnahme-) Richtung stehen muss

:P

: Bearbeitet durch User
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