ich komme mit einer wahrscheinlich ungewöhnlicher Frage.
Ich bin kurz vor Rente und möchte diese, solange es noch Geld gibt, ausnützen, daher habe ich mich entschieden, dass ich gerne in die Welt der Elektronik begeben möchte, da dies mich schon immer interessiert hat.
Mein erstes Projekt, da dies auf meiner Arbeit auch benötigt würde, wäre Folgendes.
Projekt:
-Signal Geber: 0 - 25 Millivolt -> Anzeige 0-100 (sprich x4)
-Handgerät mit Batterie betrieben Mignon oder 9 Volt Block
-kompakt
wird in eine Plastikbox gebaut mit Batteriefach
ca. 20-30 werden gebaut
Ich habe mich schon mit Arduino beschäftigt und auch ein Programm gemacht, aber ich bin da auf einige Fragen gestoßen.
A: Eine 9-Volt-Batterie hält gerade mal 2 Tage (langsam getaktet)
B: Ist Arduino überhaupt ein zuverlässiges Programm? Abstürze, verliert Programm oder sonstiges?
C: Was würdet ihr vorschlagen mit welchem Programm dies am besten zu machen ist oder wie geht man das Professionell an?
Ich weiß Anfänger Fragen, aber wäre gut, wenn ich eine Richtung bekomme mit welchem Programm man anfängt. Dann kann ich mich reinarbeiten.
Vielen Dank für euere Antworten positive oder negative.
Zu A: Du musst dir Gedanken (und Messungen) machen zum Thema Energieverbrauch. Also Fragen wie: Muss die Anzeige immer laufen, oder nur auf Knopfdruck? Ist der Displaytyp geeignet für Dauerbatteriebetrieb (LEDs brauchen Strom, LCD weniger). Ein Arduino pro mini läuft monatelang aus einem 18650 LiIon-Akku, wenn er meistens schläft, man kann ihn zB alle 8s wecken lassen.
Zu B: Die AVR-Arduinos (zB pro mini) laufen zuverlässig. Mit ESP32 hab ich durchwachsene Erfahrungen.
Du solltest Dir Gedanken machen, wie Du das Eingangssignal (0 - 25mV) verstaerkst (z.B. 0 - 2500mV, also 2.5V), Faktor 100x. Stabilitaet, Aufloesung, Langzeit-Stabiliaet.
-Handgerät mit Batterie betrieben Mignon oder 9 Volt Block
Der 9V-Block ist (in meinen Augen) die schlechteste Loesung: Die Kapazitaet der Dinge ist gering, die Kosten pro Zelle sind sehr hoch. Da Du die longevity im Auge halten willst, eventuell ESP32 (ohne WLAN, natuerlich) oder den RP2040 (oder Nachfolger). Gibts auch im Arduino-Framework.
B: Ist Arduino überhaupt ein zuverlässiges Programm? Abstürze, verliert
Programm oder sonstiges?
Das liegt an Deinen Faehigkeiten. Es gibt den dummen Spruch "Du kannst Fortran in allen Sprachen schreiben" und genau so liegt es an Dir, ein zuverlaessiges Programm zu schreiben. Hinweis: Das Elend liegt leider meisten im Detail.
vorab: deine Ruhestandspläne find' ich gut, allemal besser als im Ohrensessel die Dias der letzten 60 Jahre durchzuschauen... ;-)
Zunächst mal ist - und für diese Aussage werde ich schon bald heftigen Widerspruch ernten - ist Arduino eigentlich genau das Richtige für Dich: es liefert eine HW- und SW-Infrastruktur, die zwar vieles an Details vor dem Anwender verbirgt, aber gerade dadurch schnelle Erfolge verspricht. Wir lernen: Arduino ist kein Programm - es ist eine komplette Anwendungsplattform, bestehend aus einer definierten Hardware, und der passenden Entwicklungsumgebung (das "Programm", was Du nutzt, um Deinen Code für die HW zu schreiben und zu downloaden).
Solltest Du ernsthaft in die Arbeit mit Micros eintauchen wollen, wirst Du unweigerlich irgendwann an den Punkt kommen, wo Du über die vielen Dinge stolperst, die Dir Arduino zunächst verbirgt, aber bis dahin werde einfach glücklich damit!
Zu Deinem Projekt: wie soll denn die Anzeige "0-100" genau funktionieren? Ein LC-Display, ein analoges Zeigerinstrument, 100 Zaunpfähle, die sich nacheinander aufstellen? ;-)
Die 25 mV wirst Du auch nicht ohne Vorverarbeitung (=heftige Verstärkung) in den Micro kriegen. Das ist nun ein zweifaches Problem: zum Einen willst den Einstieg schaffen, zum Anderen hast Du Dir aber gleich ein nichttriviales Projekt rausgesucht.
Trotzdem, bleib' dran, Deine momentane Entwicklungsumgebung passt schon. Für die Entwicklung eines kleinen Vorverstärkers brauchst Du evtl. noch etwas an Meßgeräten, frag halt, wenn Du in das nächste Problem fällst.
Und noch was: das hier ist kein Platz für Feiglinge. Wenn Du enormes Glück hast, kriegst Du einen netten, symphatischen Typen wie mich, der Dir antwortet, aber es kann sehr schnell in wüste Beschimpfungen, Beleidgungen, Belehrungen ausarten!! Sei gewarnt...
Viele Wege führen nach Rom...
Ich würde für diese einfache Aufgabe gar keinen µC, sondern ein LCD-Panelmeter (Klassiker mit ICL7109) verwenden. Diese gibt es fertig mit 9V-Anschluss.
Du brauchst nur die Referenzspannung auf 250 (Auflösung 1mV) oder 25mV (Auflösung 0,1mV) einstellen, fertig ist die Kiste.
Natürlich ist die Frage: wie hoch soll die Auflösung sein und die Messrate?
Sollen später mehr Funktionen hinzukommen, z.B. Schwellwert-Schalter?
Dann ist ein µC schon besser. Wenn eine geringe Auflösung ausreicht, genügt eine Referenzspannung von ca. 1 Volt, dann hast Du ohne Verstärker bei 10 Bit-ADCs eine Auflösung von etwa 1mV, d.h. bei 25 mV ergeben sich dann 4-er Schritte. Evtl. reicht das ja. Es gibt aber auch µC mit internem 12-24 Bit ADC, z.B. von Texas Instruments. Oder Du schließe einen externen ADC an.
Hallo, Rolf
Wenn ich das so lese, dann brauchtst du doch nur einen Verstärker und ein Zeiginstrument. Wozu einen Microcontroller?
Bitte beschreibe das Projekt besser.
B: Ist Arduino überhaupt ein zuverlässiges Programm? Abstürze, verliert
Programm oder sonstiges?
Arduino ist kein Programm sondern eine Entwicklungsumgebung. Wenn du so willst ein Editor in dem man Programme schreibt welche dann fuer dich im Hintergrund versteckt einen C++ Compiler aufruft und die auch in der Lage ist die uebersetzten Programme in einen Controller zu schreiben wenn sich auf diesem bereits ein spezielles Arduino-Boot-Programm befindet. Letzteres macht man gerne weil dann Benni-bastler nicht noch einen Debugger kaufen muss.
Darin programmierte Programme sind also erstmal genauso gut und zuverlaessig wie jedes andere in C++ geschriebene Programm. Soll heissen es haengt von den Faehigkeiten des Programmiers ab. Jetzt ist es aber so das die meisten Leute die Arduino benutzen dies machen weil die Umgebung eine Menge fertige Libaries mitbringt die es Anfaengern erlaubt faul zu sein. Du hast dann also schnell 5-10Libaries in deinem Programm von unterschiedlichen Leuten geschrieben mit unterschiedlich grossen Faehigkeiten, zusammengestoepselt von jemanden der oft auch nicht genau weiss, gerne auch niemals selber in eine Libarie reinschaut. Dazu kommt noch das die Libaries wenig voneinander wissen und dies auch schonmal zu Problemen fuehren kann.
Also ja, Arduinoprogramme sind oft sehr schlecht. Aber es liegt an dir es besser zu machen. :)
A: Eine 9-Volt-Batterie hält gerade mal 2 Tage (langsam getaktet)
Das ist keine Frage sondern eine Feststellung. Natuerlich lassen sich auch in der Arduinoumgebung Programme schreiben die so lange funktionieren bis deine 9V Batterie von selber auslaeuft. :-) Gute LowPower-Entwicklung braucht aber Erfahrung auf Hardware und auf Softwareseite. Das ist nix was ein Anfaenger in den ersten Jahren schaffen wird.
Ich bin kurz vor Rente und möchte diese, solange es noch Geld gibt,
ausnützen, daher habe ich mich entschieden, dass ich gerne in die Welt
der Elektronik begeben möchte, da dies mich schon immer interessiert
hat.
Irrelevante Informationen.
Mein erstes Projekt, da dies auf meiner Arbeit auch benötigt würde, wäre
Folgendes.
Projekt:
-Signal Geber: 0 - 25 Millivolt -> Anzeige 0-100 (sprich x4)
-Handgerät mit Batterie betrieben Mignon oder 9 Volt Block
Irrelevante Informationen.
-kompakt
wird in eine Plastikbox gebaut mit Batteriefach
Irrelevante Informationen.
ca. 20-30 werden gebaut
Irrelevante Informationen (oder suchst du eine Firma, die dir das Ding baut?)
Was soll das werden?
Techniker verwenden Zeichnungen / (Block-)Schaltbilder etc. statt Prosa.
Wenn keine Antworten von dir kommen (präzisiere deine Anforderungen!),
wirst du als Troll markiert werden. Gehe auf die Fragen bzw.
Bemerkungen der Beitragenden ein, oder du gehst unter.
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Der TO hat geschrieben "bin kurz vor der Rente", und nicht "beziehe schon Rente". Also wird er heute Morgen noch arbeiten, und nicht jeder darf/kann während der Arbeitszeit private Dinge erledigen.
Man teilt das Problem in kleine Teilprobleme auf. In deinem Fall wirst du mit Analogtechnik und mit Digitaltechnik zu tun haben.
Du solltest erst mal mit einer blinkenden LED auf einem Arduino anfangen. Mein Tipp: mach das selber, denn nur so verstehst du, was du da gemacht hast. Wenn du nur KI-Vorschläge verwendest, dann hast du keinen Plan, was schiefgeht, wenn es schiefgeht.
dass ich gerne in die Welt der Elektronik begeben möchte, da dies mich
schon immer interessiert hat.
Du fängst also überall von vorne an?
Dann wirst du wirst jämmerlich scheitern, wenn du dein Projekt einfach "direkt so" durchziehen willst. Denn dir fehlen grundlegende Grundlagen.
Da ist nichts mit x4, denn der ADC des µC kann mit 100mV gar nichts anfangen. Du musst das Signal auf 0..5V verstärken, dann kommt aus dem ADC ein Wert von 0..255 (oder 0..511 bzw. 0..1023) Inkrementen, die du dann wieder in den Anzeigewert 0..100 umrechnen kannst.
Mit geschickter Wahl der Verstärkung vor dem ADC kann man den Messbereich auch auf 0..1000 oder besser 0..800 Inkremente abbilden, dann ist für den µC die Rechnung einfacher.
-Handgerät mit Batterie betrieben Mignon oder 9 Volt Block
9V Batteriene haben eine schrecklich geringe Energiedichte. Oder andersrum: die Kilowattstunde ist da extrem teuer.
-kompakt, wird in eine Plastikbox gebaut mit Batteriefach
Wird schon noch werden.
ca. 20-30 werden gebaut
Bau erst mal gar nichts, sondern löse die Aufgabe mit der Signalkonditionierung: bastle einen Verstärker, der die 0..25mV in 0..5V wandelt, damit du mit dem ADC des µC überhaupt was anfangen kannst. Du wirst sehen: bereist diese Aufgabe wird dich einiges lehren. Denn 1 mV ist nicht viel, wenn dicht nebendran z.B. ein Schaltnetzteil läuft...
BTW: wie schnell ändert sich der Rohwert zwischen 0..25mV?
Und noch ein Tipp: du könntest beschreiben, was du machen willst, nicht nur, wie du es machen willst. Denn es ist für die Lösung durchaus interessant, woher das 0..25mV Signal kommt.
Projekt:
-Signal Geber: 0 - 25 Millivolt -> Anzeige 0-100 (sprich x4)
-Handgerät mit Batterie betrieben Mignon oder 9 Volt Block
-kompakt
Ich würde für diese Aufgabe gar keinen µC nehmen, sondern ein fertiges LCD-Multimeter-Modul. Dann reicht ein simpler Verstärker mit kleiner Verstärkung davor:
Bei Stromsparen lieber einen Arduino ohne Spannungsregler
verwenden (--> z.B. Arduino Micro).
Die auf vielen Arduinos vorhandene LED trägt auch nicht zum Stromsparen bei.
Statt 9V-Batterie würde man heutzutage vielleicht lieber eine LiIon-Zelle nehmen, über die der µC direkt betrieben wird - ganz ohne Spannungsregler.
Es wurde jetzt schon so viel gesagt, wartet doch mal mit neuen Beiträgen bis der TO das gelesen, verdaut und darauf geantwortet hat.
Wie oben schon erwähnt, vielleicht kann er erst heute abend antworten.
Ein Arduino ist ungeeignet als Batteriegerät. Er wurde dafür nicht gebaut und sollte nicht dahin vergewaltigt werden. Er hat einen stromhungrigen Spannungsregler und USB Host.
Die Frage ist natürlich auch wie viel Strom aus den 25mV gezogen werden. Nehmen wir mal an fast nichts, also nur ein paar Mikroampere. Dann ist die Frage, wie genau die Spannung sein muss, sagen wir mal besser als 1%.
Ein STM32 enthält einen 12 bit DAC und eine Referenz die zwar nicht 1% genau, aber 1% stabil ist, so dass es nicht auf die Genauigkeit der Versorgungsspannung ankommt, es könnte ein LFP Akku direkt sein.
Man bräuchte kein weiteres Bauteil ausser der Akku-Ladeschaltung.
Wie zeigt man die 100 an, auf 2 1/2 stelliger LED Anzeige ? Die frisst zu viel Strom, auch dein Batteriewecker nutzt keine LED, nimm ein LCD Glas.
Dafür braucht der STM32 nur genug Ausgangspins, für 2 1/2 genutzte Stellen 16 pins (+Stromversorgung, Tasten zum Einstellen und DAC Ausgang)
Der Stromverbrauch so einer Schaltung liegt im 100uA Bereich, per standby bei 5uA, da hält sogar ein 9V Block (am MC78FC03) 1 Jahr durch, oder ohne Spannungsregler eine Lithium-Knopfzelle.
Wenn natürlich dein Ausgang mit 1A belastbar sein muss...
Der Stromverbrauch so einer Schaltung liegt im 100uA Bereich, per
standby bei 5uA, da hält sogar ein 9V Block (am MC78FC03) 1 Jahr durch,
Wie der zufall so will hab ich am Wochenende erst einen STM32L451 vermessen. Controller war in DeepSleep, wacht nur alle 10s einmal auf um was zu machen.
Stromaufnahme erst 0.7uA. Nachdem ich die Platine noch ordentlich in Kontakt LR und Isoprop gebadet habe, waren es 0.6uA. Gemessen mit Agilent U1253, also vielleicht ein paar Messungenauigkeiten dabei. .-)
Moeglich ist heute also schon ertaunlich viel.
Oh..und noch ein Geheimtip. Richtek RT6160. Buck/Boost, Iq=3uA(!), kommt aber Freude auf beim anloeten. Aber danach geniales Teil! Man kann dann sogar die Vcc seiner Spannung je nach Bedarf umschalten und da weitere uWs rausquetschen. Das ist mein neuer Lieblingswandler...
Da ist nichts mit x4, denn der ADC des µC kann mit 100mV gar nichts
anfangen. Du musst das Signal auf 0..5V verstärken, dann kommt aus dem
ADC ein Wert von 0..255 (oder 0..511 bzw. 0..1023) Inkrementen, die du
dann wieder in den Anzeigewert 0..100 umrechnen kannst.
Mit geschickter Wahl der Verstärkung vor dem ADC kann man den
Messbereich auch auf 0..1000 oder besser 0..800 Inkremente abbilden,
dann ist für den µC die Rechnung einfacher.
Für eine grobe Abschätzung reicht die interne Spannungsreferenz (1.1V), dann hat man aber nur 25 Schritte und die rauschen.
Auf 5V verstärken würde ich das Signal aber trotzdem nicht, da braucht man (je nach Signal) wieder teure Opamps. Die 40-Fache Verstärkung, um auf 1V zu kommen, sollte ausreichen, dafür dürfte man auch sowas wie den MCP6001 nutzen können. Aber natürlich hat man dann einen Opamp mit all seinen Problemen an der Backe. Für Anzeigezwecke sollte das aber trotzdem ausreichen.
Und noch ein Tipp: du könntest beschreiben, was du machen willst, nicht
nur, wie du es machen willst. Denn es ist für die Lösung durchaus
interessant, woher das 0..25mV Signal kommt.
Natürlich muss man sich fragen, warum man nicht einfach kleine Module zum Messen von Spannungen nimmt, die man entsprechend verschaltet. Aber ich sehe das als Projekt zum Lernen, nicht unbedingt als was, das unbedingt benötigt wird. Wenn man 30 Stück braucht, lohnt es sich natürlich, das erstmal prototypisch zu entwickeln und dann eine eigene Platine zu entwerfen, die das alles integriert, aber ich glaube, davon sind wir noch ein ganzes Stück entfernt.
Der Stromverbrauch ist ganz wesentlich davon abhängig, wie lange das Gerät betrieben wird und was für ein Display genutzt wird. Kleiner Tipp: Heutzutage würde ich, gerade für einen MCU, der mit 5V betrieben werden kann, einfach einen Lithium-Polymer-Akku mit entsprechender Ladeschaltung vorsehen.
a) Ein Gerät, bei dem man "0-100" einstellen kann und da kommen an 2 Klemmen 0-25mV raus.
oder
b) Ein Gerät, das man an 2 Klemmen an eine Strippe ansteckt und das die dort anliegenden 0-25mV als "0-100" anzeigt.
Wenn a): da reicht ein wenig Analogelektronik mit einem Poti mit einer Skala.
Wenn man da Batterien sparen will, reicht evtl. auch was ohne Mikrocontroller, das als "Treppenlichtzeitschalter" die Kiste nach Tastendruck 5 Minuten laufen lässt.
Wenn b): da reicht evtl. ein passendes Zeigermessgerät, das kommt völlig ohne Batterien aus.
Auch hier muss es nicht unbedingt ein Controller sein, auch einfache 3,5-Stellige LCD-Multimetermodule tun's gut und saufen keine 9V-Blocks.
EA gibt für sein 4035 einen Strom von 350µA an, plus bis zu 80mA für das Licht, aber bei 5V Versorgung.
Irgendwo findet man bestimmt noch ICL7106-Module, die gehen auf 9V und laufen auch lange...
Heutzutage würde ich, gerade für einen MCU, der mit 5V betrieben werden
kann, einfach einen Lithium-Polymer-Akku mit entsprechender
Ladeschaltung vorsehen.
Ohne step up wird das nichts und wenn der dauerhaft 5V erzeugt ist dein Akku schnell leer.
Nimm einen uC der mit 3V läuft und eine Knopfzelle ohne Regler.
Heutzutage würde ich, gerade für einen MCU, der mit 5V betrieben werden
kann, einfach einen Lithium-Polymer-Akku mit entsprechender
Ladeschaltung vorsehen.
Ohne step up wird das nichts und wenn der dauerhaft 5V erzeugt ist dein
Akku schnell leer.
Nimm einen uC der mit 3V läuft und eine Knopfzelle ohne Regler.
Das musst du mir jetzt aber erklären.
Der Atmega328PB läuft mit 1.8 bis 5.5V. Auf 8 MHz läuft er ab 2.7V. Das ist bequem im Bereich einer Lithium-Polymer-Zelle: Als Entladeschlussspannung nehmen wir mal 3.2V an, aber da der Atmega bis 5.5V funktioniert, ist auch das kein Problem, selbst wenn die Ladeschaltung dann am Ende 4.2V reindrückt.
Der ATtiny841 ist für deinen Fall geeignet. Kaufe dir dazu einen ISP Programmieradapter und einen USB-UART Adapter.
Zur Versorgung eignen sich drei AA oder AAA Zellen (2,7 - 4,8 Volt) oder eine Lithium Zelle.
Der ADC des ATtiny841 hat einen eingebauten Verstärker mit Faktor 20. In Kombination mit der internen 1,1V Referenz kommst du auf eine Messung mit etwa 500 Stufen.
Hi
Vorerst, ich finde es gut, wenn man sich im Berufsleben immer weiterbildet und die eigenen Fähigkeiten ungeachtet seines Alters ausbaut. Auch wenn da ein konkreter Bedarf Grundlage zur Erweiterung eigener Fähigkeiten vorliegt, hat man einen Ansporn, Probleme anzugehen, zu lernen und umzusetzen. Es macht aber nicht unbedingt Sinn, in einem Forum um Hilfe zu bitten, ohne konkrete Angaben zu machen. So nach dem Motto, ich will was erfinden, aber ich sag euch nicht was. Ich bin jetzt 10 Jahre in Rente und auch heute noch hab ich Ideen, die mich herausfordern. Aber, wenn ich Hilfe brauche, sage ich konkret was ich machen will, damit nicht hunderte von Antworten keine Lösung bringen. Ein Signalverstärker samt Anzeige lässt sich auch ganz einfach mit einem Operationsverstärker analog lösen. Ein Einstieg in die Elektronik mit µC setzt auch voraus, das man wenn nicht schon vorhanden, Kenntnisse in der Programmierung erlernen muss. Ein µC funktioniert nicht mal einfach so. Dem muss erst mal erzählt werden, was er ist, was er machen soll und das ist einfach mit EVA beschrieben, Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Eingabe und Ausgabe ist wohl Elektronik, aber Verarbeitung ist nun mal Programm. Wenn du Neueinsteiger bist, dann wird das wohl nix mehr in deiner beruflichen Zeit, wenn du kurz vor der Rente stehst. Das aber soll dir nicht die Lust auf dein Projekt nehmen, nur, wenn du Hilfe zum Vorgehen und Anwendung welcher Technik brauchst, dann musst du beschreiben, was es werden soll. Z.B. ein Rundenzähler für eine Rennbahn, eine Laufschrift für Werbetexte, ein Windmesser oder einfach nur ein Blinklicht. Signalform und Spannung sowie die Angabe "Anzeige" lässt einfach zu viele verschiedene Ausführung zu und ist nicht zielführend. Besser ist es, wenn du dein Projekt beschreibst mit "was soll es werden, wofür wird es eingesetzt, was darf es kosten" und dann kommt "was könnt ihr mir da empfehlen, was brauche ich dafür an knowhow".
So könntest du gezielt Hilfe abfragen. Aber auch hier gibt es Leute, die einfach nur ohne Inhalt antworten. Das ist halt so.
Ich wünsch dir viel Erfolg und auch auch Spaß an deinem Projekt und das du die nötige Hilfe bekommst.
