Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Digitale Wasserwaage mit Arduino / Embedded


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von Mike L. (loug)


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Hallo zusammen,

ich würde gerne ein eigentlich simples Projekt umsetzen:

Eine digitale Wasserwaage, welche je nach Winkel LEDs in rot, gelb und 
grün ansteuert.

Es werden also nur drei Ausgänge benötigt + Neigungssensor.

Ich suche nach einem uC/Arduino welcher einerseits möglichst kompakt 
ist, alles benötigte an Board hat und für eine Embedded-Version leicht 
adaptierbar ist.
Mit leicht adaptierbar meine ich, dass Bauteile vorhanden sind, welche 
ich später bei einer Platinen-Eigenentwicklung übernehmen kann, oder das 
ganze Modul entsprechend schon so verwendbar ist.

Habt ihr da Empfehlungen für mich?

Vielen Dank!

: Bearbeitet durch User
von Helmut -. (dc3yc)


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Wie schaffst du so ein kompliziertes Projekt, wenn du nicht mal das 
Prozessorboard auswählen kannst? Welche Schnittstelle hat dein 
Neigungssensor? Die LEDs kann jeder ansteuern. Vielleicht reicht ja ein 
Pro Mini oder ein Nano?

von Monk (Gast)


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Digispark

von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
> Ich suche nach einem uC/Arduino welcher einerseits möglichst kompakt
> ist, alles benötigte an Board hat und für eine Embedded-Version leicht
> adaptierbar ist.

Du meinst einen uC/Arduino, der auf dem Board bereits über einen 
Neigungssensor verfügt?

von Mike L. (loug)


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Rainer W. schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> Ich suche nach einem uC/Arduino welcher einerseits möglichst kompakt
>> ist, alles benötigte an Board hat und für eine Embedded-Version leicht
>> adaptierbar ist.
>
> Du meinst einen uC/Arduino, der auf dem Board bereits über einen
> Neigungssensor verfügt?

Genau.

von Monk (Gast)


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Den Neigungssensor wirst du wohl selbst dran löten müssen.

von Mike L. (loug)


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Monk schrieb:
> Den Neigungssensor wirst du wohl selbst dran löten müssen.

Denke ich so langsam auch. Hab z.B. an einen MPU6050 gedacht - 
wahrscheinlich wird es dann wohl auf eine Eigenentwicklung 
hinauslaufen...

von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
> Hab z.B. an einen MPU6050 gedacht -

Für eine Wasserwaage brauchst du keine IMU. Da reicht ein ADXL345 o.ä.
Oder möchtest du mehr in die Klasse eines SCL3300 kommen?

von Mike L. (loug)


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Rainer W. schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> Hab z.B. an einen MPU6050 gedacht -
>
> Für eine Wasserwaage brauchst du keine IMU. Da reicht ein ADXL345 o.ä.
> Oder möchtest du mehr in die Klasse eines SCL3300 kommen?

Danke für den Tipp, ja, so ein ADXL345 sollte reichen. Es muss nur 
Grad-Genau für die x-Achse, ohne Nachkommastellen sein.

: Bearbeitet durch User
von Obelix X. (obelix)


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Schau mal ob hier :

https://de.aliexpress.com/item/1005007188964742.html

alle Sensoren drauf sind die du brauchst.

von Cyblord -. (cyblord)


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Mike L. schrieb:
> simples Projekt

Ach und das ist so simpel dass du nicht mal alleine starten kannst? Fang 
doch erst mal mit was an, was du kannst. Eine LED blinken lassen. Am 
besten ohne fertiges Board. Da lernst du die Grundlagen um später deinen 
Controller und deine Sensoren auf eine Platine zu bringen.

von Mike L. (loug)


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Rainer W. schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> Hab z.B. an einen MPU6050 gedacht -
>
> Für eine Wasserwaage brauchst du keine IMU. Da reicht ein ADXL345 o.ä.

Ich habe mal auf die Schnelle etwas in Eagle gezeichnet. Als uC ein 
Atmega 328P und als Beschleunigungssensor den ADXL345BCCZ, angebunden 
über I2C.

Die Versorgungsspannung soll 4,5V betragen (3 D Zellen).

Die Funktion soll (wenn der uC programmiert ist) recht simpel sein:

X-Achse wird über die ersten 5 LED-Strings angezeigt, Y-Achse über die 
letzten 5 LED-Strings. Je nach Winkel tendiert die Anzeige zu 
rot(jeweils links/rechts), gelb(jeweils links/rechts oder grün(mitte).

Könnte meine Schaltung so funktionieren, oder siehst du (ihr) da Fehler?

Bei der Berechnung der Basiswiderstände von Q5 und Q10 war ich mir etwas 
unsicher, weil bei den grünen LEDs die Durchlasspannung 2,2V beträgt, 
somit würden auf der E-C-Strecke nur ca. 100mV abfallen...

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
> Ich habe mal auf die Schnelle etwas in Eagle gezeichnet.

Das sieht man.
Um Schaltpläne nicht durch Versorgungs- und Groundgestrüpp bis zur 
Unlesbarkeit mit Leitungen zuzupflastern, verwendet man statt des 
Leitungsgewirrs gewöhnlich Symbole für VCC und Gnd.

p.s.
Wieso eigentlich "VCC" in einer Schaltung in MOS-Technologie?
Der Anschluss, von dem der Index abgeleitet ist, heißt "Drain".

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> siehst du (ihr) da Fehler?

Das übliche: Abblock-Kondensatoren an fehlen an allen 
Stronversorgungs-Pins.

Und: Die Versorgungsspannung ist für zwe LEDs in Reihe zu niedrig. Drei 
Primärzellen haben 2,7 bis 4,5 Volt.

Der ADXL verträgt keine 4,5 Volt.

AVCC vom Mikrocontroller muss versorgt werden.

Die Transistoren an den LEDs sind nicht nötig.

Beitrag #7755801 wurde vom Autor gelöscht.
von Rainer W. (rawi)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> AVCC vom Mikrocontroller muss versorgt werden.

So würde ich ein "should" nicht unbedingt übersetzen.

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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R3 und R4 sind zu hochohmig. Lasse da mindestens 1 mA fließen. 2,2 oder 
2,7 kOhm fände ich besser.

Beitrag #7755844 wurde vom Autor gelöscht.
von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> siehst du (ihr) da Fehler?
>
> Das übliche: Abblock-Kondensatoren an fehlen an allen
> Stronversorgungs-Pins.
>
> Und: Die Versorgungsspannung ist für zwe LEDs in Reihe zu niedrig. Drei
> Primärzellen haben 2,7 bis 4,5 Volt.
>
> Der ADXL verträgt keine 4,5 Volt.
>
> AVCC vom Mikrocontroller muss versorgt werden.
>
> Die Transistoren an den LEDs sind nicht nötig.

Dankeschön für die Hinweise - hab ich alles umgesetzt - sieht das so 
besser aus? Der ADXL wird nun mit 3.3V versorgt, wobei ich mir noch die 
Frage stelle:

Wenn der uC mit 4,5V versorgt wird und der ADXL mit 3,3V, passt das doch 
mit der I2C Schnittstelle nicht zusammen, oder?

von Helmut -. (dc3yc)


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Rainer W. schrieb:
> So würde ich ein "should" nicht unbedingt übersetzen.

Wie dann? Wenn es in einem Datenblatt steht, ist es ein guter Ratschlag, 
das zu machen.

von Helmut -. (dc3yc)


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Mike L. schrieb:
> Wenn der uC mit 4,5V versorgt wird und der ADXL mit 3,3V, passt das doch
> mit der I2C Schnittstelle nicht zusammen, oder?

Dafür gibt es Datenblätter, wo die genauen Pegel drinstehen. Da muss man 
halt drin lesen!

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> hab ich alles umgesetzt - sieht das so besser aus?

Besser, noch nicht gut.

Unterschiedliche Versorgungsspannungen sind am I2C Bus Ok. Die Pull-Up 
Widerstände R3 und R4 müssen aber an 3,3V!

Aber LEDs schaltet man nicht direkt parallel. Wenn sie nicht zufällig 
exakt die gleiche Flussspannung haben, leuchten sie ungleichmäßig hell. 
Jede LED braucht ihren eigenen Vorwiderstand. Wenn du dir nicht die 
Augen weg brennen willst, lass weniger Strom durch die LEDs fließen. 1-5 
mA sind inzwischen üblich.

Ein Abblock-Kondensator am AVR ist zu wenig. Jedes Versorgungspin-Paar 
braucht einen eigenen.

Da die Versorgungspins in deinem Plan zusammengefasst dargestellt sind 
würde ich entsprechend viele Kondensatoren nebeneinander zeichnen. Beim 
Erstellen des Layoutes muss man sie dann sinnvoll anordnen.

Dein 3,3V Spannungsregler wird so nicht funktionieren, da er eine höhere 
Eingangsspannung braucht. Schätzungsweise etwa 5,3 Volt. Nimm einen 
MCP1702 oder HT7333 oder XC6220B331 (der kommt mit weniger aus) und vier 
Batterien.

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Der Alt_Address Pin darf nicht in der Luft hängen. Schau ins Datenblatt, 
wie er für I2C beschaltet werden muss.

Ich habe vorhin 4 Batterien empfohlen. Der AVR muss dann mit den 3,3V 
versorgt werden, weil 6V ja zu viel wären.

Bei 3,3V sollte der Quarz besser langsamer sein, z.B 8 MHz. Brauchst du 
den Quarz überhaupt? Wenn ja, wozu? Der AVR und I2C funktionieren ohne 
ihn.

Am ISP Stecker ist Pin 2 nicht belegt. Der gehört an die 
Versorgungsspannung des AVR.

Über diesen Pin versorgt normalerweise die Zielschaltung den 
Programmieradapter, so dass er sich an die Spannung anpassen kann.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7755916 wurde vom Autor gelöscht.
von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Bei 3,3V sollte der Quarz besser langsamer sein, z.B 8 MHz. Brauchst du
> den Quarz überhaupt? Wenn ja, wozu? Der AVR und I2C funktionieren ohne
> ihn.

Ich möchte mir gerne die Möglichkeit offen lassen, später den Winkel bei 
welchem die LEDs angehen sollen, über USB ändern zu können. Daher will 
ich im Layout zumindest schonmal den Quarz einplanen - der Rest kommt 
irgendwann nach, wenn ich klüger bin...

4 Zellen bekomme ich in das Gehäuse leider nicht rein, da ich die 
Batterie-Halter auf der Platine haben möchte. Daher bin ich auf 9V Block 
umgeschwenkt und nun wird alles mit 3.3V versorgt.

Ich bin bei den LEDs mal auf 10mA runter gegangen, da die schon hell 
seien sollten - kann man dann ja ggfls. noch korrigieren.

Zum Thema Abblockkondensatoren - könnte man sich diese theoretisch nicht 
einsparen, wenn man die VCC/GND Leiterbahnen niederohmiger (breiter) 
plant, oder finden die Spannungseinbrüche dennoch statt?

Achso, es leuchten nur max. 4 LEDs (2 x-Achse, 2 Y-Achse) gleichzeitig. 
Damit sollte der Spannungsregler nicht überlastet werden - ist nur die 
Frage was das die Schaltung im Programmieradapter zieht...

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> Daher bin ich auf 9V Block umgeschwenkt
> LEDs mal auf 10mA runter gegangen

Ich bezweifle, dass durch deine LEDs tatsächlich 10 mA fließen. Rechne 
das nochmal nach.

Bedenke, dass 9V Blöcke nur wenig Strom liefern können. Vier LEDs zu 
jeweils 10mA gehen wohl noch. Alle gleichzeitig ein wäre sicher zu viel.

Ich würde einen Schaltwandler (Step-Down) verwenden, hat bei so hoher 
Spannungsdifferenz erheblich weniger Verluste als Linear Regler.

Ich kann nur davon abraten, an Abblock-Kondensatoren zu sparen. Damit 
provoziert man Probleme, die niemand haben will.

Da der Quarz für serielle Kommunikation da ist  nimm 7,3728 Mhz, denn 
damit kann man alle normalen Baudraten exakt erzeugen. Siehe die 
Baudraten Tabellen im Datenblatt des AVR.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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An Stelle des LED-Massgengrabs mit Widerständen oder gar Transistoren 
sollte man 5cm WS2812 verwenden ...

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Warum überhaupt die zwei LED pro Ausgang? Moderne LEDs brennen dir schon 
bei 5 mA so auf die Netzhaut dass du Sternchen siehst.

Noch dazu können die Pins von AVRs recht anständige Ströme treiben. Auch 
hier, schau ins Datenblatt wo die Grenzen pro Pin, Port und gesamter 
Stromversorgung des AVR liegen. Das müsste (ich habe lange nichts mehr 
mit AVRs gemacht) bei 5 mA pro LED ohne externe Treibertransistoren 
gehen.

: Bearbeitet durch User
von Spess53 .. (hardygroeger)


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Hi

>An Stelle des LED-Massgengrabs mit Widerständen oder gar Transistoren
>sollte man 5cm WS2812 verwenden ...

>...bei 5 mA pro LED ohne externe Treibertransistoren

Und ich würde mit einem EA DOGS102N-6 eine Dosenlibelle statt diesem 
LED-Gedödel programmieren.

MfG Spess

von Peter (pittyj)


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Ich habe schon diverse Accelerometer Chips angesteuert. Jede unserer 
Maschinen enthält einen.
Aber die Gradgenauigkeit wird du nicht hinbekommen. Dazu sind die Dinger 
nicht genau genug. Auch schwanken die Messwerte, so dass da auch noch 
drauf gefiltert werden muss.
Probiere das mit einen Brettaufbau aus, (z.B. ADCL345 Platine (Reichelt 
3.30€) und Raspi) bevor an ein Gerät gedacht wird, was zu ungenau ist.

von Frank K. (fchk)


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Mike L. schrieb:

> Wenn der uC mit 4,5V versorgt wird und der ADXL mit 3,3V, passt das doch
> mit der I2C Schnittstelle nicht zusammen, oder?

Warum nimmst Du denn auch so einen alten Typ? Die neueren Microchip AVRs 
können auch bei 1.8V noch mit ihrem vollen Takt laufen, und Dein ADXL 
geht bis 2.0V runter.

https://www.microchip.com/en-us/product/avr128db28

fchk

von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> Daher bin ich auf 9V Block umgeschwenkt
>> LEDs mal auf 10mA runter gegangen
>
> Ich bezweifle, dass durch deine LEDs tatsächlich 10 mA fließen. Rechne
> das nochmal nach.
Ja, die VCC ist ja jetzt niedriger...ich dummbatz.

> Ich würde einen Schaltwandler (Step-Down) verwenden, hat bei so hoher
> Spannungsdifferenz erheblich weniger Verluste als Linear Regler.
Ich probiere es dann lieber mit 4 AA Zellen. Schaltwandler ist für 
meinen Wissensstand noch zu kompliziert in der Umsetzung.

> Ich kann nur davon abraten, an Abblock-Kondensatoren zu sparen. Damit
> provoziert man Probleme, die niemand haben will.
OK.

> Da der Quarz für serielle Kommunikation da ist  nimm 7,3728 Mhz, denn
> damit kann man alle normalen Baudraten exakt erzeugen. Siehe die
> Baudraten Tabellen im Datenblatt des AVR.
OK, ist geändert.

Frank E. schrieb:
> An Stelle des LED-Massgengrabs mit Widerständen oder gar Transistoren
> sollte man 5cm WS2812 verwenden ...
Das wäre wirklich die feinere Variante - ich les mich dazu mal ein und 
versuche es umzusetzen. Wobei ich dann ja wieder 6V VCC brauche.

Die vielen LEDs sind wegen dem Anzeigefenster - eine reicht zur 
ausleuchtung nicht. Von den WS2812 sollten jedoch eine pro Fenster 
reichen.

Sorry Leute für mein Leienwissen, ich habe bisher nur auf Fertigboards 
programmiert und kenne daher nur die Software-Seite besser...

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7756906 wurde vom Autor gelöscht.
von Mike L. (loug)


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Ich hab mir das jetzt folgendermaßen gedacht:

4 x AA = ca. 5-6V

uC, ADXL mit 3,3V. Die WSW2812B direkt an die 5-6V. Wegen den 0,7xVCC 
für die Daten habe ich mir aus einem anderen Beitrag einen Pegelwandler 
rein kopiert.

Was sagt ihr?

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> 4 x AA = ca. 5-6V

Nicht richtig. Vier Zellen liefern 3,6 bis 6,4 Volt.

Der 78M33 braucht am Eingang 2 Volt mehr als am Ausgang, also 5,3 Volt. 
Deine 4 Batterien kannst du somit nur zu kleinen einem Bruchteil 
ausnutzen.

Ein Step-Up Spannungswandler könnte dir aus zwei Batterien (1,8 bis 
3,2V) die gewünschten 5V erzeugen. Oder 3,3V wenn du doch lose LEDs 
nimmst.

> Die WSW2812B direkt an die 5-6V

Das kannst du knicken. Bei der maximalen Spannung gehen sie kaputt und 
unterhalb von 4 Volt Batteriespannung zeigen sie falsche Farben.

> habe ich mir aus einem anderen Beitrag einen Pegelwandler rein kopiert

Der Pegelwandler wurde hier umfassend diskutiert und für nur knapp 
funktionsfähig befunden. Keine gute Idee für ein neues Design. Als 
Alternative wurde der 74LVC1G17 empfohlen.

Die WS2812 brauchen ab Version 5 keinen Pegelwandler, da sie mit 2,7 bis 
5V ansteuerbar sind. Außerdem kannst du den AVR mit 4 bis 5V betreiben, 
wozu dann der Pegelwandler?

von Cyblord -. (cyblord)


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Mike L. schrieb:
> Ich hab mir das jetzt folgendermaßen gedacht:
>
> 4 x AA = ca. 5-6V
>
> uC, ADXL mit 3,3V. Die WSW2812B direkt an die 5-6V. Wegen den 0,7xVCC
> für die Daten habe ich mir aus einem anderen Beitrag einen Pegelwandler
> rein kopiert.
>
> Was sagt ihr?

Lass doch einfach mal die endgültige Spannungsversorgung außen vor.

Du machst jetzt deine Schaltung und dein Programm fertig, versorgt über 
Labornetzgerät wie es gerade passt.
Wenn das alles läuft, machst du dir Gedanken um Batterien und 
Spannungswandler.

von Flöte (nsolo)


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https://shop.m5stack.com/products/m5stickc-plus2-esp32-mini-iot-development-kit

Alles drin, Akku, Display, Neigungssensor, Beispielprogramm vorhanden.

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Frank K. schrieb:
> Die neueren Microchip AVRs können auch bei 1.8V noch
> mit ihrem vollen Takt laufen, und Dein ADXL geht bis
> 2.0V runter.

Nur machen da die LEDs leider nicht mit.

Stell dir mal vor, die nächste Evolutionsstufe brächte uns LEDs in allen 
Farben mit weniger als 1,8 Volt. Das wäre super!

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> Die neueren Microchip AVRs können auch bei 1.8V noch
>> mit ihrem vollen Takt laufen, und Dein ADXL geht bis
>> 2.0V runter.
>
> Nur machen da die LEDs leider nicht mit.
>
> Stell dir mal vor, die nächste Evolutionsstufe brächte uns LEDs in allen
> Farben mit weniger als 1,8 Volt. Das wäre super!

Standard Rot geht mit 1.6V. Reicht doch.

https://docs.broadcom.com/doc/AV02-3609EN

fchk

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Frank K. schrieb:
> Standard Rot geht mit 1.6V. Reicht doch.

Ist knapp, aber ja. Er will aber auch grüne LEDs einbauen. Deswegen 
schrieb ich "in allen Farben".

: Bearbeitet durch User
von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> 4 x AA = ca. 5-6V
>
> Nicht richtig. Vier Zellen liefern 3,6 bis 6,4 Volt.
>
> Der 78M33 braucht am Eingang 2 Volt mehr als am Ausgang, also 5,3 Volt.
> Deine 4 Batterien kannst du somit nur zu kleinen einem Bruchteil
> ausnutzen.
>
> Ein Step-Up Spannungswandler könnte dir aus zwei Batterien (1,8 bis
> 3,2V) die gewünschten 5V erzeugen. Oder 3,3V wenn du doch lose LEDs
> nimmst.
>
>> Die WSW2812B direkt an die 5-6V
>
> Das kannst du knicken. Bei der maximalen Spannung gehen sie kaputt und
> unterhalb von 4 Volt Batteriespannung zeigen sie falsche Farben.
Ok, überzeugt. Den uC und die WS2812 mit 5V versorgen, dann fällt der 
Pegelwandler weg.

Als Boost-Converter habe ich mir den MAX1674 ausgeguckt. Also einen für 
die 3,3V und einen weiteren für die 5V. Oder reicht für die 3.3V auch 
der Linearregler? Gibts da Einwände oder andere Vorschläge?

: Bearbeitet durch User
von Mike L. (loug)


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Cyblord -. schrieb:
> Lass doch einfach mal die endgültige Spannungsversorgung außen vor.
>
> Du machst jetzt deine Schaltung und dein Programm fertig, versorgt über
> Labornetzgerät wie es gerade passt.
> Wenn das alles läuft, machst du dir Gedanken um Batterien und
> Spannungswandler.

Mit einem Arduino Uno, ADXL345 Board und WS2812 LEDs funktioniert der 
Aufbau (softwaretechnisch) schonmal so, wie ich es mir vorstelle.

Da ich das Gehäuse nicht größer bauen kann und keine Akku-Lösung will, 
muss ich auch hin und wieder an die Versorgung denken...

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> Als Boost-Converter habe ich mir den MAX1674 ausgeguckt.
> Gibts da Einwände oder andere Vorschläge?

Der Chip alleine kostet ein vielfaches von fertigen Modulen. 
Schaltregler sind schwierig, was die Auswahl der Bauteile drumherum und 
das Layout angeht. Kaufe lieber ein fertiges Modul und packe das auf 
deine Platine.

Andernfalls lies wenigstens das dazu: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html
Und wenn du danach immer noch deinen eigenen Schaltregler gestalten 
willst, dann präsentiere hier dein Layout zur Prüfung. Typischerweise 
geht das dann (aus gutem Grund) noch 50x hin und her, bis es fertig ist.

Mike L. schrieb:
> Oder reicht für die 3.3V auch der Linearregler?

Nochmal: Der 78M33 braucht am Eingang mindestens 5,3 Volt. Er reicht 
also nicht. Ich hatte dir bereits andere Regler vorgeschlagen, die an 
der Stelle besser passen.

Mike L. schrieb:
> Den uC und die WS2812 mit 5V versorgen, dann fällt der
> Pegelwandler weg.

Kannst du keine WS2812 in Version 5 (oder neuer) bekommen? Die sind doch 
schon seit Jahren auf dem Markt!

: Bearbeitet durch User
von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Der Chip alleine kostet ein vielfaches von fertigen Modulen.
> Schaltregler sind schwierig, was die Auswahl der Bauteile drumherum und
> das Layout angeht. Kaufe lieber ein fertiges Modul und packe das auf
> deine Platine.
Dann lasse ich das lieber. Wenn dann möchte ich es selbst designen und 
keine huckepack-Lösung.

> Ich hatte dir bereits andere Regler vorgeschlagen, die an
> der Stelle besser passen.
Sorry, habe ich überlesen - ok, anbei mit MCP1702 für 3,3V und 5V.

> Kannst du keine WS2812 in Version 5 (oder neuer) bekommen? Die sind doch
> schon seit Jahren auf dem Markt!
Doch, mache ich auch so - auf den Experimentierboards mit denen ich 
getestet habe, sind z.B. auch solche verbaut.

Für mich stellt sich aktuell noch die Frage (falls der Rest der 
Schaltung ok seien sollte), ob es sinnvoll ist die ISP Schnittstelle 
gegen USB auszutauschen?

Da ja alles in SMD gebaut wird, möchte ich den AVR ungerne vorher in 
einem Programmieradapter programmieren, sondern einfach nur USB/ISP 
anstecken und das Programm drauf laden.

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> Für mich stellt sich aktuell noch die Frage (falls der Rest der
> Schaltung ok seien sollte), ob es sinnvoll ist die ISP Schnittstelle
> gegen USB auszutauschen?

Das musst du dir selbst überlegen.

Wenn man das zu Ende denkt, landet man bei Mikrocontrollern, die den USB 
Bootloader bereits integriert haben.

von Rahul D. (rahul)


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Alles drauf:
https://www.st.com/en/evaluation-tools/stm32f4discovery.html
Sollte vermutlich sogar von stmDuino unterstützt werden.

von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
> Dann lasse ich das lieber. Wenn dann möchte ich es selbst designen und
> keine huckepack-Lösung.

Den Chip vom Schaltregler oder den µC designst du doch auch nicht 
selbst. Nur weil nicht alles auf einem Stück Silizium, sondern auf FR4 
aufgebaut ist, muss das doch die Verwendung nicht ausschließen.

von Mike L. (loug)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Wenn man das zu Ende denkt, landet man bei Mikrocontrollern, die den USB
> Bootloader bereits integriert haben.

Im Moment stört mich nur der Gedanke, dass fürs draufladen vom 
Bootloader auf z.B. den ATmega32U4 i.d.R. noch fuses gesetzt werden 
müssen, wofür ich dann trotzdem ISP brauche und ein Kunde o.ä. soll 
Firmwareupdates hierbei nicht selbst durchführen.

Mal ganz blöd gefragt (hab bisher nur Boards mit Bootloader und USB 
gehabt) - kann man mit der Arduino IDE und einem ISP Programmer auf z.B. 
einen neuen, jungfräulichen Mega328P den Code draufladen? Dann bleibe 
ich bei ISP.

Rainer W. schrieb:
> Den Chip vom Schaltregler oder den µC designst du doch auch nicht
> selbst. Nur weil nicht alles auf einem Stück Silizium, sondern auf FR4
> aufgebaut ist, muss das doch die Verwendung nicht ausschließen.

Natürlich designe ich den uC nicht selber. Ich finde es aber nicht 
schön, auf mein Board ein fertiges, zugekauftes Board zu setzen - ist 
für mich einfach einfach eine Prinzipsache. Ich möchte ja auch lernen 
wie etwas funktioniert und soweit es möglich ist, die Schaltung selbst 
erstellen.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
> Ich möchte ja auch lernen wie etwas funktioniert und soweit es möglich
> ist, die Schaltung selbst erstellen.

Von

Mike L. schrieb:
> Dann lasse ich das lieber.

lernst du es bestimmt nicht.
🤔

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> kann man mit der Arduino IDE und einem ISP Programmer auf z.B. einen
> neuen, jungfräulichen Mega328P den Code draufladen? Dann bleibe ich bei
> ISP.

Ja

von Mike L. (loug)


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So, die erste Version vom Board ist fertig. Mir gefällt es zwar nicht 
ganz, dass auch Bahnen auf dem Bootom Layer sind, hab aber noch keine 
passende Anordnung gefunden...

Gibt es Verbesserungsvorschläge, Fehler? Hab mal gelesen, dass alles an 
Fläche was nicht genutzt wird, als GND dienen soll?

Der Batteriehalter ist auf Bottom und wird geklebt - also nicht wundern 
wegen den sichtbaren Bohrlöchern im Halter.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> Gibt es Verbesserungsvorschläge, Fehler?

Ich habe mal den langen Weg von Pontius nach Pilatus hervorgehoben, den 
die Schwingung vom Quarz-Oszillator nimmt. Die relativ große Fläche 
innerhalb der Markierung strahlt Funkstörungen ab, falls der Quarz so 
überhaupt schwingt.

Die Kondensatoren am Quarz gehören an den GND Pin, der direkt neben den 
Quarz-Anschlüssen liegt. Mit möglichst kurzen Leitungen.

Lies dazu mal Lothars Artikel:
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html

Schau dir auch mal die anderen Leitungen zur Stromversorgung an. Sie 
sollten sich sternförmig am Spannungsregler treffen. Deine lange 
Bus-Linie die einmal im Zickzack durch das ganze Dorf fährt und an jeder 
Milchkanne hält, ist exakt das Gegenteil von richtig.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Die Kondensatoren am Quarz gehören an den GND Pin, der direkt neben den
> Quarz-Anschlüssen liegt. Mit möglichst kurzen Leitungen.

Von Atmel gibt es dazu eine Layout-Empfehlung in der AVR042 "AVR 
Hardware Design Considerations" (Fig.6-1 (B) am Beispiel 
ATxmega32A4/ATmega324PB )
https://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/atmel-2521-avr-hardware-design-considerations_applicationnote_avr042.pdf

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von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Schau dir auch mal die anderen Leitungen zur Stromversorgung an. Sie
> sollten sich sternförmig am Spannungsregler treffen. Deine lange
> Bus-Linie die einmal im Zickzack durch das ganze Dorf fährt und an jeder
> Milchkanne hält, ist exakt das Gegenteil von richtig.

Ich will noch was ergänzen:

Bei dieser wenig komplexen Schaltung ist das wahrscheinlich noch kein 
Problem. Konzentriere dich lieber auf den Quarz.

von Mike L. (loug)



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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> Gibt es Verbesserungsvorschläge, Fehler?

> Schau dir auch mal die anderen Leitungen zur Stromversorgung an. Sie
> sollten sich sternförmig am Spannungsregler treffen. Deine lange
> Bus-Linie die einmal im Zickzack durch das ganze Dorf fährt und an jeder
> Milchkanne hält, ist exakt das Gegenteil von richtig.

Sorry für die späte Antwort, ich musste das Board-Layout aber nochmal 
ändern.

Der Quarz und Kondis sind raus gekommen.

Hab versucht alles etwas sternförmiger auf die Sannungswandler zu führen 
- was meinst du?

Ich könnte den R4 noch etwas hoch packen, damit er näher am Bus ist...

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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mike L. schrieb:
> ich musste das Board-Layout aber nochmal ändern.
Du hast im obigen Schaltplan hübsch an jede LED einen Blockkondensator 
gemalt. Abertausendmal wichtiger für die Funktion wäre, wenn du den 
Blockkondensator im Layout (und damit in der kupfernen Realität) 
möglichst dicht an die LEDs "malen" würdest.

> was meinst du?
Der Schaltplan zum Layout fehlt.

Beitrag #7763967 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #7763970 wurde vom Autor gelöscht.
von Mike L. (loug)



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Lothar M. schrieb:
> Mike L. schrieb:
>> ich musste das Board-Layout aber nochmal ändern.
> Du hast im obigen Schaltplan hübsch an jede LED einen Blockkondensator
> gemalt. Abertausendmal wichtiger für die Funktion wäre, wenn du den
> Blockkondensator im Layout (und damit in der kupfernen Realität)
> möglichst dicht an die LEDs "malen" würdest.
>
>> was meinst du?
> Der Schaltplan zum Layout fehlt.

Ups, sorry habe ich vergessen. Anbei der Plan.

Die WS2812B in V5 benötigen angeblich keinen Kondensator mehr. Den 
Schalter hab ich von der Platine genommen, da der an andere Stelle 
kommt.

Bei der D1 bin ich mir allerdings nicht sicher, ob diese mit 8,1V zu 
hoch ist...

Beitrag #7764040 wurde vom Autor gelöscht.
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Die Kondensatoren an den Spannungsreglern sollen (wie alle 
Abblock-Kondensatoren) mit möglichst kurzen Leitungen an das IC 
angebunden werden, das damit abgeblockt wird.

Der GND Anschluss von C14 ist nicht direkt mit dem GND Anschluss des IC 
verbunden, das muss auf jeden Fall korrigiert werden.

Mir gefällt nicht, wie GND zu C4 kommt. Von rechts oben kommt eine 
andere blaue GND Leitung, die wäre viel direkter.

Wenn du C15 direkt links neben das IC verschiebst (und dabei um 180° 
drehst), hat er viel kürzere Leitungen. Ebenso kannst du C5 etwas weiter 
unten platzieren und um 180° drehen, damit er näher am Spannungsregler 
sitzt. Da ist ja genug Platz.

Mike L. schrieb:
> Bei der D1 bin ich mir allerdings nicht sicher, ob diese mit 8,1V zu
> hoch ist...

Schau im Datenblatt des Transistors, wie viel Spannung Vgs der 
Transistor verträgt. Die Diode muss darunter liegen.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7764678 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #7764682 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #7764685 wurde vom Autor gelöscht.
von Mike L. (loug)



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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Die Kondensatoren an den Spannungsreglern sollen (wie alle
> Abblock-Kondensatoren) mit möglichst kurzen Leitungen an das IC
> angebunden werden, das damit abgeblockt wird.
So besser? Habe C4, C14, C3, C7, C5 und C15 etwas näher gerückt.

> Schau im Datenblatt des Transistors, wie viel Spannung Vgs der
> Transistor verträgt. Die Diode muss darunter liegen.
Danke für den Tipp, da läge ich bei 8,0V mit der 8,1er schon drüber.
Würde jetzt eine 6,8V nehmen.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Mike L. schrieb:
> So besser?

Ja

Mir gefällt immer noch nicht  wie GND ab C4 kommt. Es ist schon besser 
als vorher, aber die Brücke auf der roten Platinenseite ist nicht nötig. 
Du kannst die von oben kommende blaue GND Leitung direkt an den 
Kondensator bringen. Zwischen Pins des Spannungsreglers genug Platz 
dafür, denke ich.

von Rainer W. (rawi)


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Mike L. schrieb:
>> Schau im Datenblatt des Transistors, wie viel Spannung Vgs der
>> Transistor verträgt. Die Diode muss darunter liegen.
> Danke für den Tipp, da läge ich bei 8,0V mit der 8,1er schon drüber.
> Würde jetzt eine 6,8V nehmen.

Lass dich nicht bange machen. Schau im Datenblatt der Z-Diode, wie deren 
Kennlinie und die Kenndaten dazu aussehen.
Bei Kleinleistungs-Z-Dioden ist als Nennspannung meist der Wert bei 
einem Strom von 5mA angegeben. In deiner Schaltung liegt der Strom 
dagegen bei weniger als 1/50 davon und entsprechend kleiner ist die 
Spannung über der Z-Diode. Allerdings solltest du im Datenblatt nach den 
Maximalwerten gucken.
Eine Z-Diode mit einem Nennwert von 8V1 hat allerdings schon einen 
gewissen Seltenheitswert.

: Bearbeitet durch User
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