automatische Stoppuhr

[dino03]

Hi Rico,

- falls ich einen Multiplexer brauche, dann 3 bzw. 4 Transistoren (welche brauche ich da? BC328?)

schau dir mal die beiden Themen mit Kani an. Da sind die ICs ULN2803
und UDN2981 erwähnt. Bekommst Du beide bei Reichelt (auch die Datenblätter).
Jeweils 1 IC jeden Typs sollte deine Lötprobleme beseitigen.
Schau dir die Teile einfach mal an . In den beiden Themen (Anfänge mit C ...
und Multiplexen , ...) steht auch einiges über den Kram drin (Schaltungsbeispiele, ...).
Das sollte normalerweise weiterhelfen.


Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Ich habe mal eine Schlatung erstellt. Ist die so schon mal richtig oder brauche ich noch für jeden Pin der 7-Segmentanzeige einen Vorwiderstand?

 

[Dirk]

Hallo r-zimmi,

Ich habe mal eine Schlatung erstellt. Ist die so schon mal richtig oder brauche ich noch für jeden Pin der 7-Segmentanzeige einen Vorwiderstand?

du benötigst vor den Pins PB0 bis PB6 Vorwiderstände. Nach deiner Beschaltung mit dem ULN2803, müssen die 7Segment-LED-Anzeigen vom Typ gemeinsame Kathode sein.

Grüße
Dirk

 

[r-zimmi]

Hallo Dirk,

danke für die Info. Das ist schon mal gut, dass ich nicht für jeden Eingang der Anzeigen sondern nur für die 7 Ports einen Widerstand brauche. Ist die Art egal (Metall, Kohle, etc.) und welche Größe brauche ich am Besten? Ich weiß leider nicht die genauen Daten meiner Anzeigen. Sie sehen aus wie die Kingbright mit einer Größe von 57mm, aber es steht leider nichts drauf.

Die haben einen gemeinsamen Pluspol und die Segmente werden über Masse angesteuert. Dann brauche ich nicht den ULN2803, sondern den UDN2981, richtig? Und an Pin 10 kommt die Masse und an Pin 9 die +12V. Liege ich da richtig?

Vielen, vielen Dank für die Unterstützung!
Rico

 

[dino03]

Hi Rico.

Ist die Art egal (Metall, Kohle, etc.) und welche Größe brauche ich am Besten?

Kohleschicht reicht für sowas allemal. Metallfilm nimmt man eigentlich bei
Verstärkern, AD-Wandlern, ... wo es auf geringes Rauschen ankommt.
Kohleschicht sind die "Allwetter-Arbeitspferde"

Daten sammeln ...

1. Du betreibst den Prozzi mit 5V und die LEDs (Anzeigen) mit 12V.

2. Bei der Anzeige nehmen wir einfach mal eine ähnliche und schauen ins Datenblatt.

3. Die Pins des ATmega halten max 20mA nach GND und max 10mA nach +5V aus.
"Although each I/O port can sink more than the test conditions (20mA
at VCC = 5V, 10mA at VCC = 3V) under steady state conditions
(non-transient), the following must be observed: PDIP Package:
1] The sum of all IOL, for all ports, should not exceed 200 mA.
2] The sum of all IOL, for port A0 - A7, should not exceed 100 mA.
3] The sum of all IOL, for ports B0 - B7,C0 - C7, D0 - D7 and XTAL2, should
not exceed 100 mA."

Die haben einen gemeinsamen Pluspol und die Segmente werden über Masse angesteuert. Dann brauche ich nicht den ULN2803, sondern den UDN2981, richtig?

Jou! Richtig (Teilweise )
Damit entlastest Du auch die Pins, die nach +5V ja nur 10mA schalten können
wenn du die Anzeigen mit 5V betreiben würdest Da du sie mit 12V betreiben
möchtest, mußt du die Segmente über den ULN2803 betreiben. Sonst würden
bei High am Ausgang (+5V) immer noch ( 12V - 5V = ) 7V für die LEDs
anliegen. Also aufpassen

Analyse der vorhandenen Daten und Berechnung der Widerstände ...

Die Anzeigen liegen mit der gemeinsamen Anode über die UDN2981 an +12V
Die Segmente (Kathoden der LEDs in den Anzeigen) liegen dann über die
Widerstände an den Ausgangspins des ULN2803 an GND.

Bei Verwendung von beiden Treibern muß man auf die Strombelastbarkeit
der Prozessorports nicht achten. Also sehen wir mal was die Anzeige so
benötigt. 57mm hohe Anzeigen (SA 23-13 RT) dürfen laut Datenblatt
bei Reichelt maximal 30mA pro Segment haben. Bei 25mA Strom fällt an
den LEDs eines Segmentes ca. 7,42V ab. Die Werte bekommt man aus den
"Absolut Maximum Ratings - DC Forward Current" und aus dem Diagramm
"FORWARD CURRENT vs FORWARD VOLTAGE".

12V Betriebsspannung minus 7,42V Durchlaßspannung der LEDs = 4,58V
Wenn man jetzt noch ein paar Milivolt für die Transistoren der Ports
wegrechnet kommt man auf ca. 4,0-4,2V die über dem Widerstand jedes
Segmentes abfallen müssen.

Jetzt das Ohmsche Gesetz : 4,0V durch 25mA = 160 Ohm
Da wir bei der Spannung die unterste Grenze verwendet haben muß
der Widerstandwert bei der E12-Reihe der nächst höhere sein.
Also nehmen wir 180 Ohm pro Segment - dann fallen etwas mehr als
die 4,0V am Widerstand ab.

Konntest Du mir folgen ?

Du benötigst also 7 Stück 180 Ohm Kohlewiderstände für deine Segmente.

Und an Pin 10 kommt die Masse und an Pin 9 die +12V. Liege ich da richtig?

Genau ! So sieht es beim UDN2981 aus.
Und beim ULN2803 genau umgekehrt. +12V an Pin 10 und GND an Pin 9.

Ich hoffe, du konntest meinen Gedanken folgen und hast bei der nächsten
Entwicklung ein paar Erfolgserlebnisse beim selberrechnen

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Hallo Dino,

danke für die Hilfe. Ich habe jetzt mal den Schaltplan neu gezeichnet. Stimmt das jetzt soweit? Die Berechnung konnte ich nachvollziehen.

Wünsche noch einen schönen Restsonntag,
Rico

 

[dino03]

Hi Rico,

Ich habe jetzt mal den Schaltplan neu gezeichnet. Stimmt das jetzt soweit?

Sieht soweit plausibel aus Sollte funktionieren.

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Super, Danke! Dann werde ich mir jetzt die Teile bestellen. Dann hab ich nur noch eine Frage: Brauche ich eine stabilisierte Stromversorgung, oder reicht ein ganz normales (unstabilisiertes) Netzteil aus? Ich würde gerne mit nur einem 12V-Netzteil arbeiten und den Strom für den µC runterregeln. Hat der µC einen konstanten Stomverbrauch? Dann könnte ich ja einfach Widerstände zum runterregeln nehmen. Oder sollte ich besser so eine Schlatung hier nehmen: http://www.kreatives-chaos.com/artikel/schaltnetzteil-mit-l4960

Danke für die Hinweise!
Rico

 

[dino03]

Hi Rico,

Nimm einen 7805 mit nen paar Kondensatoren drum rum für die 5V vom
Controller. Der verbraucht so wenig, da kann man sich sogar die Kühlung
vom Regler sparen.
Wenn Du es mit der Schaltung gut meinst, dann nimm statt eines normalen
12V-Netzteils ein Stabilisiertes. Gibt es schon rech günstig bei Reichelt
oder natürlich auch hier im Shop (schleim )
Ich benutze eigentlich nur noch stabilisierte Netzteile, da die Billigdinger
mit Trafo, Brückengleichrichter und nem Elko ohne Last lässig bis 14V oder
mehr hochgehen.
Spendier der ganzen Schaltung für die 12V am besten ein/zwei dicke Elkos
mit 1000uF und zwei mit 22uF (die kleinen für die kurzen Impulse). Zusätzlich
noch die üblichen 100nF Keramiks gegen Hochfrequenz.

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Hallo Dino,
gut, dann spendiere ich meiner Schaltung noch ein stabilisiertes 12V-Netzteil. Bei denen hier im Shop steht nirgends ob sie stabilisiert sind?

Wie sollen die Kondensatoren geschaltet werden? Sollen die einfach parallel zum Netzteil eingebaut werden? Ist die Reihenfolge entscheidend? Ich weiß leider überhaupt nicht, wie das aussehen soll.

Viele Grüße,
RIco

 

[Dirk]

Hallo Rico,

...gut, dann spendiere ich meiner Schaltung noch ein stabilisiertes 12V-Netzteil. Bei denen hier im Shop steht nirgends ob sie stabilisiert sind?

sorry für das off topic ...
wir haben im Shop ausschließlich qualitativ hochwertige Stecker- und Tischnetzteile, die stabilisiert sind. Bei den Produktdetails findest du unter Eigenschaften detaillierte Informationen zu mechanischen und elektrischen Merkmalen.

Grüße,
Dirk

Zum Beispiel Stecker-Schaltnetzteil 5V 1A 5W von MeanWell

Elektrische Größen
Ausgangsspannung [V]: 5
Ausgangsspannungstoleranz [%]: 5
Restwelligkeit [mVp-p]: 50
Ausgangsstrom [A]: 1
Ausgangsnennstrombereich [A]: 0...1
Ausgangsleistung [W]: 5
Wirkungsgrad [%]: 70
Eingangsspannungsbereich [V]: 90...264V AC (47...63Hz)

 

[dino03]

Hi Rico,

Wie sollen die Kondensatoren geschaltet werden? Sollen die einfach parallel zum Netzteil eingebaut werden? Ist die Reihenfolge entscheidend? Ich weiß leider überhaupt nicht, wie das aussehen soll.

Die Dinger nennt man auch Siebkondensatoren oder Abblockkondensatoren,
da sie die Betriebsspannung sieben und HF und Impulse abblocken sollen.
Immer parallel an die Betriebsspannung. jeweils nen kleinen Elko und nen
Keramik an jeden der Treiber und an den Prozzi und die dicken Dinger an den
Eingang der Betriebsspannung. Die Keramiks dabei so nah wie möglich an
die Betriebsspannungsanschlüsse der ICs. Die kleinen Elkos können dann
schon wieder dahin, wo in der Nähe der Keramiks Platz ist (Mit
Betonung auf NÄHE ) Also keine 5cm weiter oder am anderen Ende .

Dicke Elkos können zwar viel Energie liefern, da sie aber intern hochohmiger
sind als kleine, geht ihnen bei Impulsen schnell die Puste aus. Darum findest
du in nem Schaltnetzteil auch immer viele kleine parallelgeschaltete statt
einen großen Elko. Und Keramik-Kondensatoren können noch kürzere Impulse
puffern.

Leiterbahnen wirken wie Spulen (spulen sind ja auch nur aufgewickelte Drähte).
Je länger die sind, desto mehr Induktivität und damit höherer Widerstand bei
hohen Frequenzen und Impulsen. Und um dann rechtzeitig genug Energie
nachliefern zu können braucht man die Kondensatoren.

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

@Dirk: Danke für den Hinweis. Das ist gut zu wissen!

@Dino:
Mit Hilfe deiner sehr guten und präzisen Hinweisen, sollte mein Schaltplan jetzt fertig sein (siehe Anhang). Kann ich für das Startsignal über die Slave-Steckdose einfach mit einem stabilisierten 5V Steckernetzteil an PA0 gehen oder muss ich da noch eine Schaltung mit Optokopplern aufbauen?

Sehr herzlichen Dank für die ausdauernde und ausführliche Hilfe ;-)
Rico

 

[dino03]

Hi Rico,

sollte mein Schaltplan jetzt fertig sein (siehe Anhang).

Ich will ja nicht mosern Schau dir mal deine Kondensatoren an ...
Sind die etwa kurzgeschlossen ?? Zwischen +5V bzw +12V und Masse sieht
bei mir etwas anders aus (Hinweis: Parallelschaltung )

Kann ich für das Startsignal über die Slave-Steckdose einfach mit einem stabilisierten 5V Steckernetzteil an PA0 gehen oder muss ich da noch eine Schaltung mit Optokopplern aufbauen?

Wenn das Netzteil vernünftige 5V anliefert und nicht verpolt werden kann ...
Warum soll man dann mit Kanonen (Optokoppler, usw) auf Spatzen schießen.
Ich würde aber nen 4,7k Widerstand von dem +5V-Ausgang des
"Steuernetzteil" in Reihe zu deinem PA0 legen (nur zur Sicherheit)
und evtl noch nen 1nF oder so parallel (Das Wort kommt mir bekannt vor )
vom PA0 zur Masse gegen Störungen, die evtl durch das Netzteil reinkommen
könnten. Also Quasi nen Tiefpaß wo der Widerstand nebenher noch
strombegrenzend wirkt. Das sollte dann reichen. (Verstanden ? oder hab ich
zuviel Kauderwelsch geredet ?)

Steuer +5V ----4k7-----PA0
Masse---------1nF-----auch PA0

Glatt vergessen Spendier dem 7805 direkt vor und hinter ihm (an den Anschlüssen)
parallel auch noch jeweils nen 100nF gegen Schwingneigung usw. Die kosten nicht
viel und sicher ist sicher

Noch was ... Miß die Durchlaßspannung der Anzeigen sicherheitshalber nochmal
nach. Wir haben damals nur das Datenblatt einer ähnlichen als Grundlage genommen.
Nicht das Du beim ersten Versuch die Anzeigen grillst.

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Au Backe.... Wie blöd bin ich denn? Das sieht ja echt nen Blinder mit Krückstock, dass da ein Kurzschluss ist Danke für den Hinweis
Jetzt ist es hoffentlich richtig.

Wie messe ich am Besten die Durchlassspannung der Anzeigen?

 

[dino03]

Durchlass-Spannung messen

Hi Rico,

Au Backe.... Wie blöd bin ich denn? Das sieht ja echt nen Blinder mit Krückstock, dass da ein Kurzschluss ist Danke für den Hinweis
Jetzt ist es hoffentlich richtig.

Überarbeitet ? Gestreßt ? Zugedröhnt ?
Jetzt siehts gut aus

Wie messe ich am Besten die Durchlassspannung der Anzeigen?

Ich hab meine erste EAGLE-Datei gebaut (grins) ...

Mehr macht nen Multimeter beim Diodentest auch nicht.
Nur das die Dinger meißt über 1V Durchlaßspannung abpfeifen
Darum LEDs besser so durchtesten.
Für die Batterie nimmst Du nen regelbares Netzteil und fährst die Spannung
so lange hoch, bis es leuchtet (mit 2V anfangen). Bis was leuchtet. Für die
Durchlaßspannung muß das nicht den Raum erhellen. Leuchten reicht.
Schau dir mal in einer Diodenkennlinie den Knick an. Der ist relativ scharf.
Ein paar Millivolt mehr oder weniger tun der Vorwiderstandsberechnung nicht
weh Kommt auf den genauen Strom durch die LED also nicht an.
Nur ohne Vorwiderstand sollte man das nicht machen. Dann kann man sich
zwar das Multimeter sparen, da ja das Netzteil ne Spannungsanzeige hat,
da der Strom aber ab einer gewissen Spannung steil ansteigt, kann man sich
den Einbau der LED danach meißt auch sparen

Gruß
Dino

 

[Dirk]

Hallo ihr beiden,

nur mal kurz zum Verständnis: Bei dem letzten Beitrag von Rico im angehängten Schaltbild, was soll denn R8 und C12 an PA0 bewirken (Achtung, die +5V sind sonst nirgends deklariert, auch nicht beim Ausgang des Linearreglers, R8 ist anscheinend kurzgeschlossen)? AGND des AVR sollte noch nach GND verbunden werden.

Grüße,
Dirk

 

[dino03]

Hi Dirk,

was soll denn R8 und C12 an PA0 bewirken (Achtung, die +5V sind sonst nirgends deklariert, auch nicht beim Ausgang des Linearreglers, R8 ist anscheinend kurzgeschlossen)? AGND des AVR sollte noch nach GND verbunden werden.

1. Die +5V die da stehen, da müßte eigentlich +5V Steuerspannung
stehen, da die ja von nem 2ten Netzteil kommen (jetzt Zeitnahme starten).
Der Widerstand ist aus Sicherheit und der Kondensator um Störungen weg
zu halten.

2. Stimmt. Die +5V Betriebsspannung hinter dem 7805 könnte man
noch angeben.

3. Stimmt auch. Die Linie bei R8 ist etwas lang geraten

4. Stimmt auch wieder. AGND sollte noch mit Masse verbunden werden.

Ich hab auch noch nen Fehler gefunden (freu ) Der AVCC muß auch noch
an +5V Betriebsspannung dran. Definierte Verhältnisse schaffen.

Und wenn man weiter definieren will ...
- Nen 100nF Keramik von VREF nach Masse
- Nen 100nF Keramik von Reset nach Masse
- Nen 10k von Reset an +5V Betriebsspannung

XTAL kann frei bleiben wenn man den internen Oszillator verwendet.

Das sollte es jetzt eigentlich gewesen sein. Hab ich doch etwas zu
schnell drübergeschaut.

Da hast Du aber gut aufgepaßt Dirk Gut der Mann !!
Ist manchmal doch recht praktisch wenn mehrere nen Schaltplan
kontrollieren.

Gruß
Dino

 

[r-zimmi]

Wow. Danke euch beiden. Wäre auch gar nicht auf die Idee gekommen, dass beim Mega16 noch weitere Anschlüsse ran müssen. Ist mein erster µC und bisher steckte der immer nur im STK500 ;-)

Die Durchlassspannung der Anzeigen liegt bei ca. 7-7,5 V kann ich leider mangels Technik nicht exakt bestimmen. Stimmt also mit deiner Vermutung durch die Vergleichsdaten überein.

Vielen, vielen Dank euch beiden!!!

Gruß und eine gute Nacht, Rico

 

[r-zimmi]

Ich habe die Schaltung zusammengelötet und habe leider ein Problem festgestellt. Ich habe angefangen das Programm zu schreiben und auf dem STK500 werden mir über PORTB bereits die verschiedenen Belegungen für die Zahlen von 0-9 ausgegeben. Nehme ich den Atmega16 aber raus und stecke ihn in meine Schaltung, dann kommt an allen Ports von PORTB (PB0-PB9) ein Signal, das bei allen gleichzeit im kurzen Abständen zwischen High und Low wechselt. Auf meiner 7-Segmentanzeige blinkt also die ganze Zeit eine 8. Stimmt da vielleicht etwas mit der Beschaltung des Atmega nicht? Ist es richtig, dass XTAL1/2 nicht beschaltet sind und RESET, AREF, AVCC, AGND, GND und VCC in der gezeigten Schaltung richtig beschaltet sind? Ich weiß leider nicht, wie der Atmega im STK500 beschaltet wird. Wo finde ich einen Plan dazu? Könnte es sein, dass mein Atmega ständig resettet wird?

Danke für eure Hilfe!!!