Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kleines Projekt einer universellen Steuereinheit+Bedienteil, Bitte um Feedback ;-)


von Matthias B. (matzeb)


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Hallo zusammen,

ich habe im letzten Jahr 2 kleine Platinen entworfen, welche allein oder 
zusammen für verschiedene Steuerungszewcke universell einsetzbar sein 
sollten. Beide hatten noch verschiedene Fehler, welche vor monaten 
korrigiert wurden. Nun möchte ich beide nochmal ohne Fädeldrähte, 
abgehobene Pin's , ect neu machen... wenn jemand einen Fehler entdeckt 
wäre es prima.

Es gibt es ein Bedienteil (HMI) mit 7Tastern + LED's + Summer und 
beleuchtetem 4x20LCD. Es hat einen RTC sowie RS232, zur Kommunikation 
mit der Steuerplatine. Zusätzlich ist auch I2C herausgeführt.

Die Steuerung kann einiges, z.b. USB-FT232, RTC, RS232 (zum Bedienteil), 
Digitalausgänge, Leistungsausgänge für kleine + große Leistungen 
(High+Low-Side), Analog ein + Ausgänge. Stromversorgung über USB.

Ein feedback wäre gut,
Schöne Grüße,
Matthias

von Walter T. (nicolas)


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Matthias B. schrieb:
> ich habe im letzten Jahr 2 kleine Platinen entworfen, welche allein oder
> zusammen für verschiedene Steuerungszewcke universell einsetzbar sein
> sollten.

Also eine Art Familienbenutzer?

Matthias B. schrieb:
> Ein feedback wäre gut,

Hast Du mal ausprobiert, ob man den kleinen Piezo an 5V Vss für Deine 
Zwecke laut genug hört? Du hast noch zwei Pins am MAX232 frei - die kann 
man gut nutzen, um etwas mehr Spannungshub zu erreichen.

Ansonsten fällt mir nichts auf, was aber zum Teil auch daran liegt, dass 
der Plan nicht einfach zu lesen ist, wenn alles in einen Bus läuft.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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100nF am Quarz Q1 wird sicher nicht funktionieren

von Stefan F. (Gast)


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300µF an der USB Buchse sind nicht erlaubt, sondern maximal 10µF.

Je nach PC/Laptop riskierst du, dass er beim Einstecken des Kabels den 
Port deaktiviert oder wegen Spannungseinbruch einen kompletten Reset 
macht.

Neben LED 8 und 9 steht "5mA", das werden aber wohl eher 3mA sein.

von Spess53 (Gast)


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Hi

Die Datenleitungen des Displays hat interne PullUp-Widerstände. Da ist 
Masse kontraproduktiv.

MfG Spess

von Stefan F. (Gast)


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Ich würde den DS3231 mit 3,3V versorgen und dementsprechend die SCL und 
SDA Leitungen mit nur 2,7kΩ auf 3,3V hoch ziehen. Dadurch bekommst du 
die Möglichkeit, externe IC's anzuschließen, die keine 5V vertragen. 
Umgekehrt sind die meistens 5V IC's zu 3,3V Bus kompatibel (nur der 
DS3231 leider nicht).

von Wolfgang (Gast)


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Was sollen U$9, U$21 und U$22 für Kunstwerke sein?

von Stefan F. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Was sollen U$9, U$21 und U$22 für Kunstwerke sein?

https://de.wikipedia.org/wiki/Suppressordiode

von H. (Gast)


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Walter T. schrieb:
> Du hast noch zwei Pins am MAX232 frei - die kann
> man gut nutzen, um etwas mehr Spannungshub zu erreichen.

Habe ich auch schon mal gemacht. Das Problem war, dass man den 
Datenverkehr auf RX/TX im Piezo relativ deutlich hören kann (Überkoppeln 
bzw. V+/- Variation).

von klaus (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> 300µF an der USB Buchse sind nicht erlaubt, sondern maximal 10µF.

Das sind sogar 400 uF. Aber: Es sieht für mich so aus, dass an X7 nur 
ein USB Netzteil hängt und X9 zur Kommunikation mit einem PC verwendet 
wird.

von mitlesa (Gast)


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Matthias B. schrieb:
> Ein feedback wäre gut,

Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.
Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> 300µF an der USB Buchse sind nicht erlaubt, sondern maximal 10µF.

Bei Bedarf hilft dagegen ein P-Kanal-FET als Softstart/Strombegrenzung:
Monotonic, Inrush Current Limited Start-Up for Linear Regulators
https://www.ti.com/lit/an/slva156/slva156.pdf

Man muss dabei aufpassen, ob der interne Reset des Mega16 dann noch 
richtig funktioniert. Der MCP23S17 schafft es jedenfalls nicht, bei dem 
ist ein sauberer Reset ja schon ohne die Elkos Glückssache. Der DS3231S 
macht es allerdings richtig und steuert unter ca. 2.5V seinen 
RST-Ausgang an. Damit sollte man den MCP resetten. Und vielleicht auch 
den Mega16.

Dem DAC würde ich noch ein 5V-Filter spendieren, so ähnlich wie für 
AVCC.

von mitlesa (Gast)


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Ich sehe dass Abblock-Cs vorhanden sind aber es ist nicht
erkennbar wo sie hin sollen, also kann es sein dass sie
wahllos auf der Platine verstreut werden.

von Stefan F. (Gast)


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Für die USB Steck-Kontakte dürfte es auch "schmerzhaft" sein, wenn 
jemand das Netzteil zuerst in die Steckdose und dann in die Buchse 
steckt.

von klaus (Gast)


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mitlesa schrieb:
> Ich muss bei jedem Vcc Pin ein Abblock-C von VCC nach GND anschliessen.

Schön, dass du das Schreiben kannst. Ich habe jetzt das .brd File nicht 
aufgemacht (bzw. kann am Tablet nicht) aber im Schema sind zumindest 
einige 100nF (am Rand) platziert. Möglicherweise reichen die nicht oder 
sind zuweit von den Vcc weg (der Atmega hat ja schon drei…)

von Bauform B. (bauformb)


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Das Layout ist ein einmalig schönes Beispiel dafür, warum man 
GND-Polygonen niemals vertrauen darf. Mit echten Leiterbahnen wäre das 
nicht passiert.

Wahrscheinlich war die Lücke in diesem Fall anfangs, mit den 
Default-Einstellungen, sogar aufgefüllt. Dann wurde die 
"Isolate"-Einstellung des Polygons vergrößert. Das ist für die Platine 
durchaus angenehm, aber daraufhin fehlt die direkte GND-Verbindung zum 
Oszillator.

Wenn man Polygon-Einstellungen ändert, denkt man meistens dran, das 
Polygon nochmal zu kontrollieren. Eagle ist aber heimtückischer. Ob die 
Lücke aufgefüllt wird, hängt auch von den DRC-Einstellungen ab.

Ob der Oszillator in diesem Fall trotzdem funktioniert, ist egal. 
Sowas ist einfach nur unnötig. Womit wir bei den Abblock-Cs wären. Auf 
der Platine ist so viel Platz, da kann man die 100n geradezu vorbildlich 
platzieren. Oder die Signalleitungen und Vias direkt neben dem Quarz. 
Warum soll man solche Verbesserungen ohne Not verschenken?

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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Ich habe so ein ähnliches Projekt vor ein paar Jahren mit NRF Bluetooth 
Modul als Controller gemacht. (Steuert meine Bewässerung)

Der IRLML6401 wäre mir mit seinen max 12V VDS zu knapp. Welche Spannung 
willst Du denn schalten? An X6-2 dürfen keinesfalls mehr als 8V angelegt 
werden, denn die VGS ist mit max 8V spezifiziert. An das Gate gehört 
eigentlich noch eine Z-Diode.

Der IRML2502 (IRLML?) hat eine VDS von 20V, das wäre mir bei 15V 
Spannung ebenfalls zu knapp. Ich würde da nicht so viel verschiedene 
Bauteiltypen einsetzen. Warum nicht 8xIRLR2905

Die Pull-Downs gehören vor die Serienwiderstände.

Ich würde Dir empfehlen, für die Ausgänge fertig integrierte 
Leistungsschalter zu verwenden. Auf den ersten Blick fehlt an den 
Ausgängen eine Strombegrenzung. Alleine schon wegen Brandschutz bei 
Kurzschluss oder hohen Strömen wäre das notwendig. Es scheinen auch die 
Freilaufdioden für die Ausgänge zu fehlen?

Ich verwende gerne welche von Infineon, hier würde evtl. ein BTS716G 
passen. (Highside) Der ist zwar nicht ganz billig, aber hat vier Kanäle 
und spart die vielen Einzel-Mosfets. Es gibt auch welche für Low-Side. 
Der Vorteil der Teile ist, dass die so ziemlich jede erdenkliche 
Schutzschaltung mit im Bauch haben.

Wo ist denn die Spannungsversorgung? (5V, 12V,15V) Da sollte dann auf 
jeden Fall nochmal eine Sicherung drinnen sein.

von Matthias (Gast)


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Danke für die vielen Tip's und Verbesserungsvorschläge.

Inzwischen habe ich das Bedienteil überarbeitet.

Walter T. schrieb:
> Hast Du mal ausprobiert, ob man den kleinen Piezo an 5V Vss für Deine
> Zwecke laut genug hört? Du hast noch zwei Pins am MAX232 frei - die kann
> man gut nutzen, um etwas mehr Spannungshub zu erreichen.

Der Piezo ist ausreichend laut, so habe ich ihn so gelassen wie er ist.
Die Spannungen am MAX232 sind ja beeits abgreifbar und so könnte es 
umgebaut werden.

Wolfgang schrieb:
> 100nF am Quarz Q1 wird sicher nicht funktionieren

Klar, nun sind es 22pf :)

Spess53 schrieb:
> Die Datenleitungen des Displays hat interne PullUp-Widerstände. Da ist
> Masse kontraproduktiv.

Wusste ich noch nicht, jetzt sind die ungenutzten nicht mehr 
angeschlossen.

Abblock C's mit 100nF sind bereits realisiert, den DS3231 lasse ich bei 
5V aber für die Steuerung könnte dass geändert werden.

Bauform B. schrieb:
> Das Layout ist ein einmalig schönes Beispiel dafür, warum man
> GND-Polygonen niemals vertrauen darf. Mit echten Leiterbahnen wäre das
> nicht passiert.

Stimmt, sowas kommt jetzt nicht mehr vor.

Außerdem habe ich noch einen FT232 zur Kommunikation über USB 
hinzugefügt. Damit kann das Teil z.b. an einem RPI genutzt werden.
Jumper ob es über USB oder RS232 mit Spannung versorgt wird sind auch 
vorhanden.

Zudem ist dass Poti zur Kontrasteinstellung einem MCP4018 gewichen, 
damit die RX/TX-LED's des FT232 noch Platz im sicht baren Bereich der 
Platine haben.

--> Damit mache ich dann eine neue Version ;)

von mitlesa (Gast)


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Matthias schrieb:
> Damit mache ich dann eine neue Version

Und nebenbei lernst du noch Deppenapostrophen zu vermeiden.
Bei solchen Texten wird es mir immer ganz schwindelig ....

Matthias schrieb:
> Tip's

Matthias schrieb:
> Abblock C's

Matthias schrieb:
> RX/TX-LED's

Bitte keine Deppenapostrophen!
http://www.deppenapostroph.info

von wendelsberg (Gast)


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Beim ersten Ueberfliegen:
Alle Signale des Displays sind am uC nicht an den Bus angeschlossen.

wendelsberg

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