Forum: Platinen Schaltplan für Projekt


von Johannes (Gast)


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Hallo,

bevor ich die Platine anfangen möchte zu layouten, wollte ich schonmal 
fragen, ob hier mal einer drüber gucken kann um eventuelle Fehler zu 
finden, oder was ich besser machen könnte (zweites wäre mir natürlich 
lieber).

Als Bauteile habe ich
USB -> spannunbsversorgung
ATMEGA328P -> uC
DCF-Emfpänger -> wird an pin-heaer DCF77 angeschlosse (bzw. soll der 
pin-header nur die vias erstellen.
WS2818 -> LED-Streifen
ISO7220A -> Signal-Pegelwandler von 3,3V auf 5V
Taster -> and INT0 und INT1
Taster -> um einen Reset auszuführen
IC2 -> Spannungsregler um von 5V auf 3,3V (für DCF-Empfänger und uC)
UART -> zwei pins für RX/TX
ISP -> Programmierschnittstelle

Dann hätte ich noch eine Frage zur Spannungsversorgung.
Ich habe 5V (von einem usb-netzteil). Diese regle ich runter auf 3,3V 
für den DCF-Empfänger und den uC. Da der WS2818-Streifen 5V braucht, 
habe ich den ISO7220A genommen um das Signal auf 5V zu bringen.
Oder sollte man den uC und den WS2818 LED-Streifen mit 5V machen und den 
Spannungsregler nur für den DCF-Empfänger?

Gibt es den ISO7220A auch noch irgendwo als DIL form?

von Johannes (Gast)


Angehängte Dateien:

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Natürlich auch mit Schaltplan

von Jens M. (schuchkleisser)


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USB, DCF & WS2812, völlig ohne Caps.
Wäre ein Wunder, wenn das mehr als eine WS-Demo mit 5 oder 10 LEDs 
schafft...

von Gabriel M. (gabse)


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Also Erstmal: Welchen DCF77 Empfänger willst du den genau verwenden? 
Kann der wirklich nur mit 3,3V versorgt werden, oder auch mit 5V. Dann 
wären die nächsten 3 punkte hinfällig.

?Dein Spannungsregler benötigt unbedingt Stützkondensatoren laut 
Datenblatt an Ein- und Ausgang.

?Den ISO7220A als Pegelwandler zu missbrauchen ist keine wirklich schöne 
Lösung. Stattdessen kannst du auch einfach einen Buffer mit TTL 
Eingängen verwenden. Die gibts wie Sand am Meer. Sicher auch in DIP bzw. 
in anderen  handlötbaren SMD packages.

?Ob du den ATMEGA mit 3,3V oder mit 5V versorgst ist im Grunde egal. Du 
solltest aber beachten, dass der ATmega328P für Taktfrequenzen über 8Mhz 
mit mindestens 4,5V versorgt werden muss. (siehe DaBla S.261)

?Vor in der Datenleitung des LED streifens solltest du unbedingt einen 
Serienwiderstand vorsehen, da es sonst zu Störungen und dem Defekt der 
ersten LED kommen kann.

?Ich rate dir für die serielle Schnittstelle auch einen GND Pin 
vorzusehen.

?Wenn du die Tasten zwischen MCU und GND schaltest statt zwischen MCU 
und 3,3V kannst du auf einen Widerstand verzichten indem du einfach den 
internen Pullup einschaltest.

?Ansonsten würde ich noch zusätzliche Kondensatoren für Levelshifter, 
DCF Modul... vorsehen.

?AVCC und AGND solltest du unbedingt mit VCC bzw. GND verbinden, auch 
wen du den ADC nicht verwendest.

Wie viele Meter LED Streifen willst du den anschliessen, bzw, wie viel 
Strom nimmt der Streifen maximal auf? Laut USB Spezifikation darf ein 
gerät ohne Freigabe durch den Host maximal 100mA aufnehmen. Das wird oft 
ignoriert, "weils ja trotzdem funktioniert..."

: Bearbeitet durch User
von Johannes (Gast)


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Hallo, erstmal danke für die Rückmeldung.
Krankheitsbedingt habe ich länger nicht mehr was gemacht. Jetzt gehts 
aber wieder los.

Gabriel M. schrieb:
> Welchen DCF77 Empfänger willst du den genau verwenden?
> Kann der wirklich nur mit 3,3V versorgt werden, oder auch mit 5V. Dann
> wären die nächsten 3 punkte hinfällig.

Ich verwende den von Pollin.
https://www.pollin.de/p/dcf-77-empfangsmodul-dcf1-810054?gclid=EAIaIQobChMI0aajio-S6QIVa4BQBh3OhgpMEAAYASAAEgJ0kvD_BwE
Der kann meiner Meinung nach nur 3,3V. Daher wollte ich den uC auch mit 
3,3V um etwas strom zu sparen, da es später dauerhaft an sein sollte.


Gabriel M. schrieb:
> ?Den ISO7220A als Pegelwandler zu missbrauchen ist keine wirklich
> schöne
> Lösung. Stattdessen kannst du auch einfach einen Buffer mit TTL
> Eingängen verwenden.

Hast du dafür ein Beispiel? Habe noch nie so etwas benutzt und weiß 
nicht, wonach ich genau suchen muss. Oder reicht auch ein Mosfet dafür 
aus?

Gabriel M. schrieb:
> ?Ob du den ATMEGA mit 3,3V oder mit 5V versorgst ist im Grunde egal. Du
> solltest aber beachten, dass der ATmega328P für Taktfrequenzen über 8Mhz
> mit mindestens 4,5V versorgt werden muss. (siehe DaBla S.261)

Der Atmega sollte dann später mit 8Mhz laufen. Das müsste eigentich mit 
3,3V gehen.

Gabriel M. schrieb:
> ?Vor in der Datenleitung des LED streifens solltest du unbedingt einen
> Serienwiderstand vorsehen, da es sonst zu Störungen und dem Defekt der
> ersten LED kommen kann.

Reichen da 330Ohm?

Gabriel M. schrieb:
> ?Ich rate dir für die serielle Schnittstelle auch einen GND Pin
> vorzusehen.

Habe ich mit drann gemacht

Gabriel M. schrieb:
> ?Dein Spannungsregler benötigt unbedingt Stützkondensatoren laut
> Datenblatt an Ein- und Ausgang.

Habe auf der 5V seite einen Elko mit 10uF und einen Kondensator mit 
100nF und auf der Rechten Seite einen Kondensator mit 100nF
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment#Spannungsversorgung

Gabriel M. schrieb:
> ?AVCC und AGND solltest du unbedingt mit VCC bzw. GND verbinden, auch
> wen du den ADC nicht verwendest.

Wie komme ich an Eagle denn an AGND? Vcc und Gnd habe ich mit invoke 
bekommen. AVCC ist ja am Controller selbst. Aber AGND habe ich nirgends 
gefunden (auch nicht im Datenblatt). Habe AVCC ebenfalls mit 3,3V 
angeschlossen

von Das Übliche (Gast)


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Johannes schrieb:
> Natürlich auch mit Schaltplan

Wer Mikrokontroller-Schaltungen ohne Abblock-Kondensatoren aufbaut,
nachmacht oder verfälscht, insbesondere bei existierenden
Schaltungen die Abblock-Kondensatoren weglässt oder falsch
verschaltet oder selbst solche Schaltungen entwirft, in Verkehr
bringt und/oder aufbaut ohne Abblock-Kondensatoren nach Hersteller-
Empfehlungen zu verwenden, wird mit Zugangs-Ausschluss vom
Mikrokontroller-Forum nicht unter zwei Jahren bestraft.

von Carl D. (jcw2)


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Das Übliche schrieb:
> Johannes schrieb:
>> Natürlich auch mit Schaltplan
>
> Wer Mikrokontroller-Schaltungen ohne Abblock-Kondensatoren aufbaut,
> nachmacht oder verfälscht, insbesondere bei existierenden
> Schaltungen die Abblock-Kondensatoren weglässt oder falsch
> verschaltet oder selbst solche Schaltungen entwirft, in Verkehr
> bringt und/oder aufbaut ohne Abblock-Kondensatoren nach Hersteller-
> Empfehlungen zu verwenden, wird mit Zugangs-Ausschluss vom
> Mikrokontroller-Forum nicht unter zwei Jahren bestraft.

Wer nachfragt um nur "best ever" zu hören, sollte über eine 
Präsidentschaftskandidatur nachdenken.

von MaWin (Gast)


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Johannes schrieb:
> ISO7220A -> Signal-Pegelwandler von 3,3V auf 5V

Falsche Bauteilwahl. 74HCT1G04 tut es schon.

> Taster -> and INT0 und INT1
> Taster -> um einen Reset auszuführen

Taster lösen besser keine Interrupts aus, weil sie prellen, statt einem 
Interupt kommen also dutzende, teils im Mikrosekundenabstand, und beim 
Loslassen kommen auch noch welche.

Taster fragt man durch pollen ab, also z.B. alle 10ms. Das geht aber 
auch an den INT Eingängen, deren INTerrupt muss man ja nicht 
einschalten.

Johannes schrieb:
> Oder sollte man den uC und den WS2818 LED-Streifen mit 5V machen

Klingt schlauer, wegen ISP und UART.

von Johannes (Gast)


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MaWin schrieb:
> Falsche Bauteilwahl. 74HCT1G04 tut es schon.

Ok, werde ich mir mal ansehen

MaWin schrieb:
> Taster lösen besser keine Interrupts aus, weil sie prellen, statt einem
> Interupt kommen also dutzende, teils im Mikrosekundenabstand, und beim
> Loslassen kommen auch noch welche.
>
> Taster fragt man durch pollen ab, also z.B. alle 10ms. Das geht aber
> auch an den INT Eingängen, deren INTerrupt muss man ja nicht
> einschalten.

Im Code werden diese auch gepollt.

MaWin schrieb:
>> Oder sollte man den uC und den WS2818 LED-Streifen mit 5V machen
>
> Klingt schlauer, wegen ISP und UART

Ich denke es ist auch einfacher. Habe gedacht, dass ich den Controller 
mit 3,3V mache um etwas strom zu sparen.

von Carl D. (jcw2)


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Johannes schrieb:
> Ich denke es ist auch einfacher. Habe gedacht, dass ich den Controller
> mit 3,3V mache um etwas strom zu sparen.

Was erwartest du, was dein Spannungsregler mit den 1,7V macht?
Da wird nichts gespart.

von MaWin (Gast)


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Johannes schrieb:
> Habe gedacht, dass ich den Controller mit 3,3V mache um etwas strom zu
> sparen

Den verbauchen ja wohl vor allem deine WS2818 LEDs.

von Johannes (Gast)


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Carl D. schrieb:
> Was erwartest du, was dein Spannungsregler mit den 1,7V macht?
> Da wird nichts gespart

Da haste recht. Da habe ich nicht drüber nachgedacht.

MaWin schrieb:
> Den verbauchen ja wohl vor allem deine WS2818 LEDs.

Das ja, war aber nach dem Motto 'Klein Vieh macht auch Mist'.
Aber wie Carl D. schon geschrieben hat, wird es eh verbraten.

von Gabriel M. (gabse)


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Johannes schrieb:
> Ich verwende den von Pollin.
Der hat wirklich nur 3.3V.

MaWin schrieb:
> 74HCT1G04 tut es schon.

74HCT1G04 ist ein Inverter. Du musst also entweder 2 in reihe schalten, 
oder das LED Signal invertiert ausgeben. Deshalb besser einen Buffer 
verwenden.

Johannes schrieb:
> Hast du dafür ein Beispiel? Habe noch nie so etwas benutzt und weiß
> nicht, wonach ich genau suchen muss. Oder reicht auch ein Mosfet dafür
> aus?

z.B. 74AHCT1G125D Sollte passen, wobei du den *OE Pin fix auf GND setzen 
musst. Mit einem Mosfet invertierst du das Signal nur.

MaWin schrieb:
> Klingt schlauer, wegen ISP und UART.

Dafür muss er aber 2 Signale levelshiften. ISP und UART funktionieren im 
Normalfall auch mit 3.3V.

Johannes schrieb:
> Ich denke es ist auch einfacher. Habe gedacht, dass ich den Controller
> mit 3,3V mache um etwas Strom zu sparen.

Viel Strom wirst du dadurch vermutlich nicht sparen. Zumal die Schaltung 
ja sowieso über USB versorgt wird. Besser die LEDs etwas dunkler machen, 
dadurch sparst du vermutlich mehr.

von Johannes (Gast)


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Gabriel M. schrieb:
> z.B. 74AHCT1G125D Sollte passen, wobei du den *OE Pin fix auf GND setzen
> musst. Mit einem Mosfet invertierst du das Signal nur.

Gibt es sowas auch in DIP-package?
Oder eine Möglichkeit diese Packages auf 2,54mm Lochrasterplatinen zu 
löten?
Da ich keine Ätzstation habe, ist es mir nicht möglich eigene Platinen 
zu löten. Und der Atmega wäre dann ja auch nochmal ne nummer.
Oder wäre es eine Möglichkeit zwei Mosfets zu nehemen? Also um das 
Invertierte Signal wieder zu invertieren?

Gabriel M. schrieb:
> Viel Strom wirst du dadurch vermutlich nicht sparen. Zumal die Schaltung
> ja sowieso über USB versorgt wird. Besser die LEDs etwas dunkler machen,
> dadurch sparst du vermutlich mehr.

USB hatte ich angedacht, da ich genügend Handy-Ladegeräte hier 
rumfliegen habe (bis 2A). Die LEDs habe ich auch schon um einiges 
Gedimmt. Kann es aber auch noch mit einem Steckernetzteil ersetzen.

Ich benutze ein WS2812-LED-Streifen, wo maximal 25 LEDs auf einmal an 
sind.
bei voller Leistung hätten die einen Wert von {255, 255, 255} rgb. Habe 
es auf {50, 50, 50} abgeändert. Es ist ja nicht linear, aber sollte um 
einiges Weniger sein.

Gabriel M. schrieb:
> Dafür muss er aber 2 Signale levelshiften. ISP und UART funktionieren im
> Normalfall auch mit 3.3V.

Hatte da aber auch noch einen Fehler. Beim ISP war auch noch 5V angelegt

von Gabriel M. (gabse)


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Johannes schrieb:
> Gibt es sowas auch in DIP-package?

Ja gibt es, aber leider nur in 4facher Ausführung. Nennt sich 74AHCT125.

Johannes schrieb:
> Oder eine Möglichkeit diese Packages auf 2,54mm Lochrasterplatinen zu
> löten?

SMD breakout board.

Johannes schrieb:
> Oder wäre es eine Möglichkeit zwei Mosfets zu nehemen? Also um das
> Invertierte Signal wieder zu invertieren?

sollte auch funktioniern.

Johannes schrieb:
> Da ich keine Ätzstation habe, ist es mir nicht möglich eigene Platinen
> zu löten.

Man kann sich ziemlich günstig Platinen fertigen lassen. 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Platinenhersteller
Bei den Preisen überlegt man sich, auch wenn man das nötige Equipment 
hat, 2 mal ob man es wirklich selbst machen will. Ist aber deine 
Entscheidung.

Johannes schrieb:
> Und der Atmega wäre dann ja auch nochmal ne nummer.
gibts auch als DIP

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