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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Uhrenquarz frequenz?


Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo! ich habe hier ein Uhrenquarz liegen, das ich auch verwenden 
möchte.
sin bei allen U.Quarzen die Freguenz gleich? 32...Khz?
Gruß Thorsten

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Thorsten wrote:
> sin bei allen U.Quarzen die Freguenz gleich? 32...Khz?

Nein, ist sie nicht. Die Schwingfrequenz müsste aufgedruckt sein.

Autor: Thorsten (Gast)
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ist bei mir aber nicht.
was könnte man noch nehmen, wenn man eine Uhr bastelt wollte?
also ich meine die Frequenz.
4Mhz - gut?

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Grundsätzlich kannst du jede Schwingfrequenz einsetzen, die dein 
Kontroller "verarbeiten" kann. Du musst nur die Kondensatoren und die 
Fuses der Schwingfrequenz anpassen.

32,768KHz sind halt gebräuchlich, weil sich die Frequenz besser teilen 
lässt, um auf 1Hz runter zu kommen.

Autor: Thorsten (Gast)
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>32,768KHz sind halt gebräuchlich, weil sich die Frequenz besser teilen
>lässt, um auf 1Hz runter zu kommen.
achsoooo
habe aber nur 4, 8 und 16Mhz da. welche passt nun am Besten? ;)

Autor: Thorsten (Gast)
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die lassen sich alle schlecht teilen, glaube ich. oder?

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Kommt auf den Kontroller an den du verwendest.

Die meisten Kontroller haben Frequenzteiler von 8, 64, 256 und 1024 
hardwaremässig eingebaut.

Bei 32768Hz nimmt man beispielsweise den 256er vorteiler (prescaler) und 
zählt die restlichen 128 Takte mit einem Timer im CTC-Modus 
runterbrechen.

Bei 8Mhz könnte man mit 256 vorteilen und die restlichen 31250 Takte 
ebenfalls mit 16-bitTimer im CTC-Modus herrunter teilen.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Thorsten wrote:
> die lassen sich alle schlecht teilen, glaube ich. oder?
Genau! Aber je nachdem, womit Du die Frequenz teilen willst, ist das 
kein großartiges Problem. Mit nem Timer von nem µC ist es i.d.R. 
überhaupt kein Problem, einen Sekundentakt auch aus 4, 8 oder 16 MHz zu 
erzeugen...

Autor: Thorsten (Gast)
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und noch eine Frage:
auf dem Quarz steht 4.000Mhz
mein Frequenzzähler sagt aber 3.999808Mhz.
was soll ich im Programm angeben, 4000000 oder 3999808 Mhz?

Autor: Sebastian (Gast)
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Nebenbei gesagt, unbeschriftete Uhrenquarze (in der üblichen, kleinen 
Gehäuseform) haben meistens 32,786 kHz. Nicht zwangsläufig eben, aber 
doch häufig,

Autor: Sebastian (Gast)
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3.999808, wenn der Frequenzzähler präzise ist.

Autor: Thorsten (Gast)
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>haben meistens 32,786 kHz.

ich habe ihn mal kurz reingelötet, aber er schwingt nicht, bzw nicht 
gut.
Der Frequenzzähler kann sich nicht entscheiden, also der wert ändert 
sich immer.
ich habe 22p gegen GND.

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Thorsten wrote:
> mein Frequenzzähler sagt aber 3.999808Mhz.
> was soll ich im Programm angeben, 4000000 oder 3999808 Mhz?

Du rechnest auf jeden Fall mit 4Mhz, da es sich entweder um 
Messtolleranzen, temperatur-, oder sonstigen Umweltbedingten 
abweichungen handelt.

Am bestern verbaust du einen Drehko im Schwingkreis, damit du 
gegebenfalls die Schwingfrequenz des Quarzes ziehen kannst. Wenn der 
Code einmal steht, kannst du die Schwingfrequenz mit dem Frequenzzähler 
immernoch justieren.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Auweia. Runde doch bitte mal die 3,9998 auf die auf dem Quarz 
angegebenen 3 Nachkommastellen. Und vergiss nicht wieder das Komma (bzw. 
den Punkt, je nach Schreibweise). 3999808 MHz sind nämlich 3,999808 
Tera-Hertz, und mit denen willst Du Deinen Timer sicher nicht 
betreiben...

Ach ja, wenn Dein Frequenzzähler natürlich genau genug ist, kannst Du 
selbstverständlich 3999808 in Dein Programm schreiben, aber immer dran 
denken, dass das Hz sind und keine MHz. Dann kannst Du auch den Timer so 
anpassen, dass die Abweichung minimal ist.

Autor: Thorsten (Gast)
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>Am bestern verbaust du einen Drehko im Schwingkreis, damit du
>gegebenfalls die Schwingfrequenz des Quarzes ziehen kannst.
Gefällt mir!
aber wohin mit dem drehkondensator? nur an ein Beinchen, oder beide C´s 
als drehkond. nehmen?

Autor: Sebastian (Gast)
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Uhrenquarze brauchen eine andere Beschaltung, daher ist es kein Wunder, 
daß keine stabile Schwingung zustande kommt.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Sebastian wrote:
> Uhrenquarze brauchen eine andere Beschaltung, daher ist es kein Wunder,
> daß keine stabile Schwingung zustande kommt.
Wenn er Quarze mit 4, 8 und 16 MHz hat, dann sind das keine 
Uhrenquarze und sollten mit der "Standard-Beschaltung" funktionieren.

Autor: Thorsten (Gast)
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>Uhrenquarze brauchen eine andere Beschaltung...
ist die bekannt? ;)

Autor: Thorsten (Gast)
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>Wenn er Quarze mit 4, 8 und 16 MHz hat, dann sind das keine Uhrenquarze...

Richtig!
aber ich habe noch ein UhrenQuarz da. So ein kleinen runden, wo nichts 
draufsteht.
Wie ist die Beschaltung?

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Thorsten wrote:
> Gefällt mir!
> aber wohin mit dem drehkondensator? nur an ein Beinchen, oder beide C´s
> als drehkond. nehmen?

Du dimensionierst einen der beiden Schwingkondensatoren im Schingkreis 
im die hälfte kleiner von der Kapazität und schaltest diesem Kondensator 
einen Drehko mit selber Kapazität paralell.

Autor: Thorsten (Gast)
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>Du dimensionierst einen der beiden Schwingkondensatoren im Schingkreis..

alles klar, danke!

Autor: Thorsten (Gast)
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und wie ist das mit der "besonderen" beschaltung des UhrenQuarzes?

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Thorsten wrote:

> und wie ist das mit der "besonderen" beschaltung des UhrenQuarzes?

Ist meiner Meinung nach nicht korrekt. Ein 32,768Khz-Quarz beschaltet 
man genauso, wie jedes andere Quarz auch.

siehe z.B.

http://www.schoeppl.info/de/elektronik/atmel-avr-m...

Soweit ich weiss, gibt es jedoch Kontroller, die die Schwingkapazitäten 
an bestimmten ports eingebaut haben; diese muss man aber dann per 
Software aktivieren.

Autor: Thorsten (Gast)
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ich habe gerade das hier gefunden!


"Aber auch diesmal mußte ich feststellen, das die Uhr viel zu langsam 
war. Man konnte am Trimmer machen was man wollte, die Uhr war schlicht 
total ungenau. Diesmal wollte ich es aber nicht wahrhaben und nach 
genauer Lecktüre der Mega Dokumentation fand ich schließlich die 
U(h)rsache.

Die Fuse CKOPT war standardmäßig programmiert, dass heißt das interne 
36pF Kapazitäten eingeschalten werden. Dadurch war natürlich die 
Spezifikation des Uhrenquarzes weit überschritten - deswegen auch die 
Ungenauigkeit in der Laufzeit."


dann ist das ja bei mir auch der Fall, oder? ;)

Autor: Thorsten (Gast)
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>dann ist das ja bei mir auch der Fall, oder? ;)
Ich habe einen AtTiny2313

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Thorsten wrote:
> ich habe gerade das hier gefunden!
Wo hast Du das gefunden?

> "Aber auch diesmal mußte ich feststellen, das die Uhr viel zu langsam
> war. Man konnte am Trimmer machen was man wollte, die Uhr war schlicht
> total ungenau. Diesmal wollte ich es aber nicht wahrhaben und nach
> genauer Lecktüre der Mega Dokumentation fand ich schließlich die
> U(h)rsache.
>
> Die Fuse CKOPT war standardmäßig programmiert, dass heißt das interne
> 36pF Kapazitäten eingeschalten werden. Dadurch war natürlich die
> Spezifikation des Uhrenquarzes weit überschritten - deswegen auch die
> Ungenauigkeit in der Laufzeit."
Die CKOPT-Fuse hat ausschließlich mit dem Hauptoszillator zu tun, und 
der hat bei den AVRs (auf die sich das Geschreibsel offensichtlich 
bezieht) keine integrierten Kapazitäten! CKOPT erhöht lediglich die 
Kreisverstärkung des Oszillators, sonst nichts.

Lecktüre ist übrigens ein sehr schönes Wort...

Autor: Thorsten (Gast)
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>Wo hast Du das gefunden?

http://www.schoeppl.info/de/elektronik/atmel-avr-m...

also ist das auch nicht die Lösung? ich habe mich schon soo gefreut.

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Was genau CKOPT macht, ist von Kontroller zu kontroller unterschiedlich. 
Meistens verstärkt es nur die Resonator-amplitude. Dann ist der 
Resonator zwar stabiler aber braucht mehr strom.

Bitte sieh in der Doku des AtTiny2313 nach, ob Atmel dir empfiehlt, 
CKOPT ein- oder auszuschalten. Das ist auch Frequenz abhängig.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Thorsten wrote:
>>dann ist das ja bei mir auch der Fall, oder? ;)
> Ich habe einen AtTiny2313
Der Tiny2313 hat schon mal keinen asynchron verwendbaren Timer. Da musst 
Du sowieso entweder den CPU-Takt nehmen und runterteilen (den kannste 
natürlich theoretisch auch mit einem 32,768 kHz-Quarz erzeugen, dann 
wird aber der Rest u.U. ziemlich lahm und Du musst bei der 
ISP-Programmierung aufpassen) oder einen externen Oszillator an den 
Takteingang vom Timer hängen.

Autor: Thorsten (Gast)
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alles klar!
Danke euch!!!!!

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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So, ich hab mal das Datenblatt konsultiert: Bei der Einstellung "Low 
Frequency Crystal Oscillator" (CKSEL3...0 = 1001), und nur da, können 
tatsächlich über CKOPT interne 36-pF-Kapazitäten zugeschaltet werden. 
Beim Tiny2313 geht das aber offensichtlich nicht!

Autor: Niels Hüsken (monarch35)
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Thorsten wrote:

> "Die Fuse CKOPT war standardmäßig programmiert, dass heißt das interne
> 36pF Kapazitäten eingeschalten werden. Dadurch war natürlich die
> Spezifikation des Uhrenquarzes weit überschritten - deswegen auch die
> Ungenauigkeit in der Laufzeit."
>
>
> dann ist das ja bei mir auch der Fall, oder? ;)

Nein, die ungenauigkeiten dieses Autors rührten meines Erachtens daher, 
das er keine feste Kapazität sondern NUR einen Drehko eingesetzt hat.

Dieses Konstrukt macht in meinen Augen keinen sonderlich stabilen 
Eindruck, sodaß mich die ungenauigkeit überhaupt nicht wundert. Durch 
CKOPT dürfte zwar einiges Ausbügeln, aber nicht beheben.

Sorry, für das schelchte Beispiel....

Autor: Michael D. (mike0815)
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hmm,
hatte gerade die Suchfunktion hier benutzt und bin gerade auf diesen 
Thread gestossen, falls noch Jemand hier das liest, sollte vor 
Fusefehler bewahrt werden, denke ich...

> "Die Fuse CKOPT war standardmäßig programmiert, dass heißt das interne
> 36pF Kapazitäten eingeschalten werden.
richtig.

> Durch
> CKOPT dürfte zwar einiges Ausbügeln, aber nicht beheben.

CKOPT schaltet 36pF Kapazitäten gegen GND, wenn diese µC am XTAL1 u. 
XTAL2 die zusätzliche Bezeichnung TOSC haben. Der Timer/Counter ist 
optimiert für die Uhrenquarze!
Hier der originale Auszug aus dem Datenblatt von Atmel:
------------------------------------------------------------------------ 
---
Timer/Counter Oscillator For AVR microcontrollers with Timer/Counter 
Oscillator pins (TOSC1 and TOSC2), the crystal is connected directly 
between the pins. By programming the CKOPT Fuse, the user can enable 
internal capacitors on XTAL1 and XTAL2, thereby removing the need
for external capacitors. The Oscillator is optimized for use with a 
32.768 kHz watch crystal.
Applying an external clock source to TOSC1 is not recommended.

Gruß Michael

Autor: faustian (Gast)
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IIRC sind die echten Uhrenquarze (Stimmgabelquarze) sehr leicht zu 
uebersteuern und koennen in normalen Oszillatorschaltungen Schaden 
nehmen.

Uebrigens, jeder analoge Quarzwecker aus dem Euroshop hat sehr 
wahrscheinlich nen 32,768kHz Quarz drin :) Was billiger sein kann als 
extra einen solchen Quarz zu bestellen.

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