Ich bin verunsichert, welche Kondensatoren ich an den Uhrenquarz packen
soll.
Zu dem Quarz habe ich keine technischen Daten. Es handelt sich um ein
ca. 1cm langes metallisches Röhrchen, wo die beiden Drähte an einem Ende
heraus kommen. China-Standard :-)
Der Mikrocontroller wird auf einem 100pin Breakout Board sitzen, welches
auf einer Seite 0,8mm und auf der gegenüberliegenden Seite 0,5mm Raster
hat. Ich will die Anschluss-Stifte der beiden betroffenen Leitungen weg
lassen, aber durch die doppelseitigen Leiterbahnen gehe ich davon aus,
dass diese eine erhöhte Kapazität haben, die man beachten sollte.
Es gibt von ST einen Design Guide zu diesem Thema, aber der nutzt mir
praktisch nichts, weil ich die Kapazitäten der Leitungen auf dem Board
nicht einschätzen kann und auch zum Quarz keinerlei technische Daten
habe.
Das Nucleo64 Board verwendet 4,7pF. Andere China Boards verwenden laut
Schaltplan 12pF bis 100pF. Klingt unglaubwürdig, oder?
Ich werde es wohl per Trial and Error herausfinden müssen. Welche
Kondensatoren würde ihr mir für den ersten Versuch empfehlen?
Die Größe der Kondensatoren muss zunächst den Anforderungen des im
Kontroller enthaltenen Oszillators entsprechen.
Dann ist erstmal gesichert, dass der Oszillator schwingt.
U.U. ist die Schwingfrequenz dann erstmal geringfügig falsch (etwa 0,1%)
Wer es noch genauer braucht, muss die Lastkapazität ausrechnen bzw
messen und den dazu passend hergestellten Quarz beschaffen.
Die Leiterbahnkapazitäten sind etwa 1pF je cm.
Die beschriebene Bauform sagt ncihtsüber die Frequenz aus. Es kann ein
"uhrenquarz mit 32,...kHz sein oder ein andrer mit 20MHz. Bei 4,7pf
Lastkapazität muss man den Quarz pber ganz kurze Leiterbahnen
anshcließen. schon die Lötpads und wenige cm Leitung bringen da 5 oder
mehr pF.
kurz gesagt:probiers einfach aus: Quarz anlöten; messen, in welchem
Betriebsspannungsbereich der Oszillator anschwingt.
Peter R. schrieb:> Die beschriebene Bauform sagt nichts über die Frequenz aus.
32kHz. Die von Reichelt haben 12,5pF Lastkapazität - sagt natürlich
nichts darüber aus, was mir aus China geliefert wurde.
Reichelt hat auch welche mit 125pF aber in einer anderen Bauform. Das
erklärt wohl die 100pF Kondensatoren, die ich in einem Schaltplan
gesehen habe.
> Die Leiterbahnkapazitäten sind etwa 1pF je cm.
Vielen Dank, das hilft mir weiter. Es sind ca. 3cm Leiterbahn pro Pin.
Ich fange mal mit 4,7pF an und löte ggf. noch einen oben drauf, falls
das nicht reicht.
Wenn das nicht funktioniert, kaufe ich neue Quarze (dieses mal mit
bekannten Daten). Es war eine blöde Idee, diese Teile blind zu kaufen.
Der niedrige Preis hat mein Hirn deaktiviert.
Eine Frage habe ich noch:
Zählt die Kapazität des I/O Pins vom µC als Lastkapazität? Wenn ja,
müsste ich den vermutlich auch mit ca. 5pF einrechnen, richtig?
Stefanus F. schrieb:> Andere China Boards verwenden laut> Schaltplan 12pF bis 100pF. Klingt unglaubwürdig, oder?
Ich verwende seit Jahren 18 pF und einen Trimmer mit 50 pF, auch wenn
das noch so unglaubwürdig ist. Den Trimmer, um den Quarz auf die
korrekte Frequenz zu ziehen, weil die Toleranz sonst viel zu hoch ist
für eine genau laufende Uhr (soll heissen < 5min / Jahr). Vielleicht ist
das aber auch unglaubwürdig, vielleicht kommt es auf Genauigkeit auch
garnicht an. Eine Stunde / Jahr schafft man immer.
Georg
georg schrieb:> weil die Toleranz sonst viel zu hoch ist
Ich habe zwei Blue-Pill Boards im Langzeit-Betrieb als Uhr. Deren
Genauigkeit genügt mir vorläufig. Das sind ca. 1 Minute Abweichung pro
Monat - ohne Kalibrierung.
georg schrieb:> Ich verwende seit Jahren 18 pF und einen Trimmer mit 50 pF, auch wenn> das noch so unglaubwürdig ist. Den Trimmer, um den Quarz auf die> korrekte Frequenz zu ziehen, weil die Toleranz sonst viel zu hoch ist> für eine genau laufende Uhr (soll heissen < 5min / Jahr). Vielleicht ist> das aber auch unglaubwürdig, vielleicht kommt es auf Genauigkeit auch> garnicht an. Eine Stunde / Jahr schafft man immer.
Ein Trimmer hat eine recht unangenehm hohe Temperaturabhängigkeit.
Die Genauigkeit erreicht man viel leichter per Software.
Wenn ein Quarzprogramm z.B. pro Tag zehn Sekunden zu schnell ist,
korrigiert man das dadurch, dass man an zehn Zeiten am Tag für eine
Sekunde das Weiterzählen auslässt.
Ich weiß leider nicht den genauen Namen des betreffenden threads dazu,
er lautet etwa "die genaue Uhrzeit"
Stefanus F. schrieb:> Zählt die Kapazität des I/O Pins vom µC als Lastkapazität? Wenn ja,> müsste ich den vermutlich auch mit ca. 5pF einrechnen, richtig?
So etwas kann im Datenblatt eines Kontrollers zu finden sein, aber 5pF
dürften schon stimmen.
Achte eher darauf, ob per fuses interne Cs zuschaltbar sind oder gar der
Kontroller bei den Uhrenquarz-Anschlüssen ohne extra Beschaltung
auskommt.
Stefanus F. schrieb:> Es gibt von ST einen Design Guide zu diesem Thema, aber der nutzt mir> praktisch nichts, weil ich die Kapazitäten der Leitungen auf dem Board> nicht einschätzen kann und auch zum Quarz keinerlei technische Daten> habe.
Wer sich diesen ganzen Stress sparen will, aber die interne RTC nutzen
muss (freiwillig macht es wohl niemand): es gibt einen kompletten
32kHz-Oszillator im SOT-23 Gehäuse -- kein Quarz, keine Kondensatoren,
keine Tränen. Wer mag, darf sogar das VDD-Abblock-C weglassen. Taugt
auch für Batteriebetrieb, ist etwas genauer als ein normaler Quarz und
altert weniger.
https://www.digikey.de/product-detail/de/sitime/SIT1630AI-S4-DCC-32.768E/1473-31301-1-ND
Stefanus F. schrieb:> Bauform B. schrieb:>> es gibt einen kompletten>> 32kHz-Oszillator im SOT-23 Gehäuse>> Der ist aber schon ziemlich teuer und ungenau (100ppm).
Die 100ppm sind aber inklusive allen Fehlern und von -40 bis +85°C. Ein
einzelner 32kHz Quarz ist alleine von der Temperatur her schlechter. Und
bis du die passenden Kondensatoren gefunden hast...
Jedenfalls ist das ein durchaus sensibles Thema.
Zwar anderer Oszillator (separate RTC, M41T81), da soll ein 12,5pF-Quarz
ran, Leitungslänge war nur wenige mm. Die ersten 2000 Stk liefen
jahrelang problemlos. Nachfertigung weitere 1000 Stk, nicht genau
aufgepasst und 9pF-Quarze bestellt und bestückt, lief auch erstmal.
Allerdings blieb ein Grossteil der Gerätchen im Lauf der Zeit (noch
Wochen und Monaten) einfach stehen. Alle zurückgeholt und ausgetauscht
:-(
