Peripherie anschließen Im Unterforum Microcontroller - Beschreibung: Hardware - Software - Ideen - Projekte
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BID = 347854
Lupin III. Schriftsteller
     Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Hallo!
Dieses Thema würde auch zum Teil in die Grundlagen passen. Da mich aber vor allem der Anschluss an Logik-ICs und µC interessiert, stelle ich das mal hier hinein. Es geht mir darum, zu wissen, wie µCs mit der "Welt" verbindet.
LEDs sind klar, Taster müssen wegen des Prell-Problems schon ein bisschen mehr beachtet werden, aber darüber findet man noch genug. Was man sich nicht mehr so ohne weiteres aus den Fingern saugen kann sind z. B. Motoren, (Ultraschall-)Lautsprecher (Höhe der Spannung, symmetrische Spannungsversorgung nötig, Sinus oder Rechteck-Signal). Am kniffligsten wird es aber bei Sensoren wie Temperatursensoren, Fotodioden oder Ultraschall-Empfängern (beides im gepulsten Betrieb) ein sinnvolles, auswertbares Signal am µC anliegen zu haben.
So ohne spezifische Frage ist das hier natürlich schwer zu beantworten. Deswegen habe ich auch schon vorher danach gesucht und durchaus auch schon Schaltungen gefunden. Leider ist da aber nirgends erklärt, was wichtig ist. Kennt jemand so eine Seite des "gesammelten Wissens"? (Auch Buchform wäre möglich, solange sich der Preis in Grenzen hält) |
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BID = 347899
Dombrowski Stammposter
   
Beiträge: 450
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Moin.
Naja, anscheinend ist es aber vielen Leuten doch nicht so klar. Bip.Transistor als Stromverstärker; und die LED dort in die Kollektorleitung, solange die LED nur geschaltet wird - nicht an den Emitter. Bei höheren Strömen MOSFET als Treiber. Und wenn man es sich rein gar nicht verkneifen kann, die LED direkt an den µC zu hängen, dann mit Serienwiderstand nach Plus - und nicht nach Masse.
Zitat :
| | Taster müssen wegen des Prell-Problems schon ein bisschen mehr beachtet werden, |
Entprellung über RC-Glied, RS-Flipflop oder per Software.
Je nach Anwendung und Leistung: Direkt per Bip.Transi od. MOSFET, per Relais, per Schütz,... Optokoppler zur zusätzlichen galvanischen Trennung..., je nachdem.
Zitat :
| | (Ultraschall-)Lautsprecher (Höhe der Spannung, symmetrische Spannungsversorgung nötig, Sinus oder Rechteck-Signal). |
µC als Tongenerator? Rechteck am Port erzeugen oder interne PWM nutzen, oder D/A-Wandler nachschalten. Sonst externen steuerbaren Oszillator. Danach Endstufe je nach Leistung.
Zitat :
| | Am kniffligsten wird es aber bei Sensoren wie Temperatursensoren, |
Da gibt es recht viele Varianten. Angefangen mit den einfachsten Thermistoren sind z.B. eine ganze Reihe von Bausteinen zu bekommen, die bereits von sich aus ein µC-kompatibles Interface haben. Dagegen z.B. bei Hochtemperaturmessungen kommen (nur) Pt-Fühler in Frage. Usw. Dazu müsste mehr über die Anwendung bekannt sein.
Zitat :
| | Fotodioden oder Ultraschall-Empfängern (beides im gepulsten Betrieb) |
Analoge Auswertung oder Gewinnung eines Schaltsignals? Moduliertes Licht? Modulierter Schall? Beispiele:
- Verstärker + Komparator -> Schalt,
- Verstärker + Gleichrichter + Komparator -> Schalt,
- Verstärker + Tondecoder (NE567) -> Schalt,
- Verstärker + (µC-interner) A/D-Wandler -> Analog,
- Verstärker + FM-Demodulator + (µC-interner) A/D-Wandler -> Analog.
D. |
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BID = 347900
DonComi Inventar
     
Beiträge: 8604 Wohnort: Amerika
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Es wird wohl von Eingabe/Ausgabegerät unterschiedlich sein, wie man die Signale vorher aufbereitet. Zum Pulsen sollte man einen starken MOSFET nehmen, wenn sich die Frequenz in Grenzen hält. Ansonsten einen Bipolartransistor als Treiber für den FET einsetzten (wg. höherem Gatestrom).
Für Taster reicht prinzipiell ein Pull-UP/-DOWN-Widerstand.
Man kann speziell bei AVRs auch einen internen Pullup-Widerstand aktivieren. Dadurch reduziert sich die Hardware auf den Taster.
Im Programm muss man dann ein paar Zeilen zur Entprellung schreiben, mehr nicht.
Für Motoren kann man FETs nehmen, oder spezielle Motortreiber. Für andere Ausgabegeräte wie LEDs und Relais (, ...) gibt es auch Triberbausteine, welche Logikeingänge haben.
Einen Sinuston wirst du so erstmal ohne externe Hardware nicht mit einem AVR erzeugen können, dazu gibt es spezielle Chips die das können. Wahlweise lassen sich diese Sinusspannungen aber mit digitalansteuerbaren Analogschaltern auf eine Endstufe schalten, z.b. für Lautsprecher.
Ansonsten stelle mal lieber konkrete Fragen, da kann man besser drauf eingehen.
Grüße aus dem Praktikum
_________________
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BID = 348132
Lupin III. Schriftsteller
     Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Schon mal vielen Dank für die Antworten!
Am konkretesten ist das mit Ultraschallsender und -empfänger (oder Lautsprecher und Mikrofon?), da ich damit bald mal etwas ausprobieren möchte (ich habe da jeweils zwei dieser Teile für 40kHz). Im Endeffekt möchte ich Entfernungen messen. Ich weiß zwar, dass es fertige Messmodule gibt, aber ich möchte ja was lernen auch.
Also einen Pin des µC mit 40kHz schwingen zu lassen bekomme ich auf alle Fälle mal hin. Aber dann gibt es schon die erste Frage: Lautsprecher in Serie mit Schalt-Transistor zwischen Plus und Masse ist wahrscheinlich nicht ideal. Wie wird der beschalten? Brauche ich da eine symmetrische Spannungsversorgung? Wenn das Ding 20Vrms aushält, wie hoch darf die Spannung dann sein? Wäre ein Sinus besser als der Rechteck-Betrieb?
Während ich beim Sender zumindest einen Ton raus bekommen würde (den keiner hört, und den ich nicht aufnehmen kann  ), habe ich beim Empfänger gar keine Ahnung, was da rauskommen könnte und wie ich etwas sinnvolles mache. Zur Zeit fällt mir nur ein das Oszi direkt dran zu schließen und zu schauen, ob ich etwas "höre".
PS: Falls jemand zu den anderen Fragen ein gute Seite kennt immer noch her damit (braucht jetzt aber keiner extra danach zu suchen).
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BID = 348192
stephan84 Stammposter
   
Beiträge: 350
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Zur Ultraschall-Entfernungsmessung:
Ich würde den Oszillator getrennt aufbauen und vom µC nur ein/ausschalten lassen.
Für höhere Leistungen wirst du einen Treiber brauchen, evtl. FETs.
Es scheint üblich zu sein, die Sender in einer Art Brücke umzupolen, vermutlich ist die Wirkung die selbe wie bei doppelter Spannung.
Wir haben in einem Projekt die Schaltung von
http://www.roboterwelt.de/info/schalt/usmodul/
nachgebaut, die auch recht gut funktioniert.
Auch wenn ich es nicht ganz so prickelnd finde den Sender direkt aus der Logik zu versorgen.
Am Empfänger kriegst du das reflektierte Ultraschallsignal, allerdings sehr(!) schwach. Zur Entfernungsmessung ist dir ja eine Phasenverschiebung etc. egal, also kann man es direkt verstärken,gleichrichten und glätten.
Ergebnis ist eine von der Empfansstärke abhängige Spannung.
Zwecks Entfernungsmessung kannst du die dann entweder A/D-wandeln und den Verlauf auswerten, oder nur ab einer bestimmten Höhe per Komparator einen Timer stoppen( wie wir es gemacht haben).
Letzteres ist natürlich ungenauer, für grobe Auflösung aber ausreichend.
Eine Oszi-Blende(Reflektor) konnten wir bis in 2m recht gut erfassen.
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