Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltungsentwurf und Bauteileauswahl


von Neal G. (neal_g)


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Liebe Community,

meine Frage bezieht sich auf den generellen Schaltungsentwurf und die 
dazugehörige Bauteilauswahl.

Ich habe mir das E-CAD Programm Eagle beschafft und bin auch mit den 
Funktionen des Programms vertraut. Wie man Schaltpläne erstellt habe ich 
auch verstanden, mir sind auch die Physikalischen Grundsätze der 
Elektrotechnik bewusst und die üblich Verwendeten Bauteile sind mir auch 
bekannt und ich könnte diese auch problemlos in die Schaltung einbinden.

Was ich wissen muss ist folgendes, mal angenommen ich möchte ein 
Eingebettetes System entwerfen wo sich natürlich Digitale Logikbausteine 
in der Schaltung wiederfinden, wie treffe ich bei diesen die Auswahl 
gibt es da Standard Vorhergehensweise. Wenn ich dann eine Auswahl von so 
einem IC getroffen habe , weiss ich ja , dass es im Datenblatt selber 
eine Schaltungsvorlage gibt damit das Ding läuft diese kann man ja 
meistens ohne weiteres übernehmen, wenn ich dann aber neben 
Microprozessor/Microkontroller noch Chips für die Serielle Kommunikation 
über USB oder RS-232... und Speicher ICs ..... wie plane ich da 
Systematisch die Stromversorgung evtl. braucht man ja Spannungsregler 
mit PWM die dann Central geregelt wird. Wie kommt man von dem Konzept zu 
einer Fertigen Schaltung mit allem was dazu gehört und Prüfung der 
Schaltung auf Fehler mit LTspice , was ja in Eagle intigriert ist bin 
ich mir nicht sicher ob da eine Simulation auch mit digitalen 
Komponenten ohne weiteres Möglich ist.

Danke im Voraus

von foobar (Gast)


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> mal angenommen ich möchte ein Eingebettetes System entwerfen

Wenn die einzige Eigenschaften deines "Systems" sein soll, dass es 
"eingebettet" ist, dann nimm ne schöne Pappschachtel, schreib "Embedded 
System" drauf und fertig bist du.

Reicht der Schubs?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,


" wie treffe ich bei diesen die Auswahl gibt es da Standard 
Vorhergehensweise"

Du suchst aus den Dir bekannten Komponenten diejenigen aus, die Du auch 
beschaffen kannst, für die Du einen beherrschbares Programmiergerät 
findest, und zu denen Du eine bessere Anleitung bzw Tutorial auftreiben 
kannst, damit Du alles in den Griff bekommst. Dann wäre es nicht der 
schlechteste Weg, für einzelne Komponenten erst mal Versuchsschaltungen 
aufzubauen und diese zu untersuchen.

Wenn ich aber aufgrund Deines Schreibstils, bei dem Du oft keinen neuen 
Satz beginnst, sondern einfach weiter schreibst, darauf schließe, daß Du 
am liebsten alles auf einmal erledigen möchtest, kann ich Dir nur 
empfehlen die Komponenten schrittweise nacheinander zu betrachten, denn 
dann fällt Dir später das Zusammensetzen zu einem Ganzen wesentlich 
leichter.

Momentan scheint es so, als hättest Du Dich mit allen Werkzeugen am PC 
ausgestattet und möchtest aus dem Trockenen heraus mit allem 
gleichzeitig loslegen.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Schau halt, ob Du mit dem PIC, dem AVR, oder gleich dem STM32 beginnen 
möchtest.


Was hast Du bisher bereits mit Elektronik aufgebaut?

MfG

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Neal G. schrieb:
> Wie kommt man von dem Konzept zu
> einer Fertigen Schaltung mit allem was dazu gehört ...

Das Du etwas Größeres planst, ist es immer angebracht modular 
vorzugehen.

> und Prüfung der
> Schaltung auf Fehler mit LTspice

Ich habe langjährige Erfahrungen und nutze LTspice immer sehr früh zu 
Beginn in der Entwicklungsphase. Dabei achte ich auch darauf das die 
Hersteller nötige Modelle anbieten. Bei Filter ist es zum Beispiel 
angebracht die Induktivitäten als Modell einzubinden. Hier ist Würth 
eine gute Quelle. Bei Kapazitäten bin ich auf Murata und Kemet gestoßen. 
Diese Erfordernisse sind aber nicht in allen Bereichen notwendig.

>, was ja in Eagle intigriert

Habe ich noch nie angewandt. Nachdem ich die Schaltung in LTspice 
zufriedenstellend umgesetzt habe, wird sie in Eagle manuell übertragen. 
Dort gibt es im Gegensatz zu LTspice andere Aspeke bei der Umsetzung der 
Schaltung. Und beim Layout sind wir dann noch lange nicht.

> ist bin
> ich mir nicht sicher ob da eine Simulation auch mit digitalen
> Komponenten ohne weiteres Möglich ist.

In LTspice, Jaein. Es gibt da rudimentäre Ansätze, aber LTspice kommt 
aus der analogen Welt. Man kann dort mit Impulsen oder Logiggattern 
arbeiten. Auch Transmissionlines können simuliert werden. LTspice hat 
also eher seine Stärken im Bereich der Schnittstellen in beide Welten.

Ich sehe, Du hast noch viel vor.
mfg Klaus

von Harald W. (wilhelms)


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Neal G. schrieb:

> meine Frage bezieht sich auf den generellen Schaltungsentwurf und die
> dazugehörige Bauteilauswahl.
> Was ich wissen muss ist folgendes, mal angenommen ich möchte ein
> Eingebettetes System entwerfen wo sich natürlich Digitale Logikbausteine
> in der Schaltung wiederfinden, wie treffe ich bei diesen die Auswahl
> gibt es da Standard Vorhergehensweise.

Ja, das Zauberwort heisst da Erfahrung. :-)

von Nikolaus S. (Firma: Golden Delicious Computers) (hns)


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Neal G. schrieb:

> gibt es da Standard Vorhergehensweise.

1. exakt wissen was man erreichen will oder soll (meist Anforderungen, 
Pflichtenheft, Requirements, Features genannt)
2. weitere Randbedingungen definieren (max. Stromverbrauch, Platz, 
Kostenrahmen)
3. möglichst genau aufschreiben so dass man es in 1 Jahr noch 
gegenchecken kann
4. erst dann Bauteile suchen, die diese Anforderungen grob erfüllen. 
Dafür gibts Google, DigiKey/Mouser-Kataloge, Octopart, Datenblätter der 
Hersteller, Foren, Kollegen, ...
5. aus der groben Liste Teile auswählen
6. Datenblatt genau lesen. Manchmal merkt man an einer Fußnote auf Seite 
117 dass eine Funktion die man dringend braucht nicht geht, wenn man 
eine andere ebenfalls dringend gebrauchte Funktion auch verwendet. D.h. 
dann ist das schönste Bauteil für den Anwendungsfall unbrauchbar
7. Wenn man das hat malt man den Schaltplan und erfasst die Teile die 
man ausgewählt hat in der Bibliothek
8. Dann prüft man den Schaltplan mit allen Prüfmöglichkeiten die man 
hat, kennt und bezahlen kann (Simulation, Review, ...)
9. Dann macht man Layout und baut einen Prototyp
10. den testet und mißt man gegen die Anforderungen aus 3.

11. Es kommt trotz bester Vorbereitung zwischen 1. und 6. vor dass sich 
erst bei 7-9 herausstellt dass ein Bauteil doch nicht geeignet ist. Oder 
kaum ist man fertig und will den Prototyp bauen, ist das Teil nicht mehr 
lieferbar. Oder die Anforderungen haben sich geändert (weil man selbst 
oder der Nutzer inzwischen neue Ideen hatte). Dann muß man ein paar 
Schritte zurück (z.B. eine Alternative wählen) und das was man hat 
modifizieren.

Man kann natürlich gleich bei 7. einsteigen und sich die Schritte 1.-6. 
und 8. sparen. Nur muß man sie dann alle bei 11. nachholen.

: Bearbeitet durch User
von Mein Senf (Gast)


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Hast du schon mal eine LED zum Blinken gebracht?
Fange mit was kleinen an und dann lerne praxisorientiert dazu.

von schlubbidu (Gast)


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> eine LED

Er weiss ja nicht welche!

von Tom (Gast)


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schlubbidu schrieb:
>> eine LED
>
> Er weiss ja nicht welche!
Im Zweifelsfall nach Preis sortieren und die Billigste nehmen. Das macht 
man solange, bis man einen nachteiligen Parameter gefunden (und damit 
Erfahrung gesammelt) hat.
Die Methode funktioniert bei jedem Bauteil, ein ganzes Entwicklerleben 
lang...

von Maxim B. (max182)


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Neal G. schrieb:
> Wie kommt man von dem Konzept zu
> einer Fertigen Schaltung mit allem was dazu gehört und Prüfung der
> Schaltung auf Fehler mit LTspice , was ja in Eagle intigriert ist bin
> ich mir nicht sicher ob da eine Simulation auch mit digitalen
> Komponenten ohne weiteres Möglich ist.

Am besten durch Praxis.
Eine Fotoplatine 160x100 für 2,5 € bei Reichelt kaufen, eine 
Probeplatine machen. Dann weiß du schon etwas besser, was machbar ist 
und was weniger machbar ist. Theorie ist gut, aber ohne Praxis bleibst 
du bei Programm und Computer, es kommt nie zu einem fertigen Gerät. 
Ätzen und löten. Und Datenblatt lesen. Viele Jahre lang. Mehr braucht 
man nicht.

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