Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Überfordert mit Datenblatt Microcontroller


von Klaus J. (Firma: Iveco) (topol-m)


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Hallo Forum,

(VORGESCHICHTE)
Ich bin neu hier und kurz zu mir, ich bin mitte 20, habe LKW_Mechaniker 
gelernt und bin das (leider) heute noch. Zudem mache ich beruflich 
begleitend den Elektrotechniker an der HF in der Schweiz.

(...schon fast da)
Wir haben in der Schule die Aufgabe bekommen einen Mikrocontroller zu 
programmieren und eine x Beliebige Steuerung zu bauen, die dann auch 
funktionieren muss.
Ich für meinen Teil möchte eine Belüftungsanlage als Modell bauen. Das 
heisst ein Sensor misst die Abgaswerte im Tunnel und je nach Belastung 
steuert der Lüfter stufenweise durch,..usw.

(Jetzt zur Frage)
Wir haben den Mikrcontroller  PIC16F886 auf der Platine bekommen und 
müssen mit diesem Arbeiten.
Der Mikrocontroller soll Eingangswerte aus und einlesen können und ein 
Signal ausgeben für STEUERE DEN PC-LÜFTER 1 ODER 2 AN Diese sollen 
dann über MOS-Fet und Transiostor geschaltet werden. Doch ich weiss 
partu nicht, wie hoch das ausgegebene Signal ist und ob das reicht um 
die Aktoren anzusteueren. Datenblätter von MOSFet oder Transistor 
verstehe ich schon...aber bei dem Mikrocontroller sind das 339 Seiten 
PDF-File!!!!!!

Worauf muss ich da bei meiner Hardwarezusammensetzung achten??? Ich 
glaub ich könnt da alles am Wochenende lesen und wäre immer noch gleich 
schlau!


Bitte versteht mich nicht falsch, ist nicht so, dass ich faul 
bin,....aber als NICHT_Elektriker brauche ich eben etwas Hilfe....Uns 
wurde zwar in der Schule etwas mitgegeben, betreffend DC/AC Eingänge 
Ausgänge...aber das sagt ja noch nichts aus, wie hoch ich die Signale 
verstärken muss!?!?


Bordspannung auf der platine für den Mikrocontroller: 5V
Ansteuerung aller sonstigen Komponenten mache ich separat 9-12 V. PC 
Lüfter drehen mit 9V...trotzdem alles so ausgelegt, dass auch 12 geht.


vielen Dank für die Hilfe!
Grüsse Klaus

von bitman (Gast)


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schau dir doch mal dieses Video an:
http://youtu.be/8DMZSxS-xVc

darin wird die Problemlösung ganz gut erklärt.

von Max H. (hartl192)


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Klaus Juhoz schrieb:
> Doch ich weiss
> partu nicht, wie hoch das ausgegebene Signal ist und ob das reicht um
> die Aktoren anzusteueren.
Der PIC gibt ein 5V CMOS (bei Vdd = 5V) aus, das max. mit +-25mA 
belastet werden darf.

Den Lüfter würde ich so ansteuern: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Relais_npn.png (an 
Steller der Relaisspule den Lüfter). Als Mosfet würde ich einen 
Logic-Level verwenden.

von Kaj G. (Firma: RUB) (bloody)


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Klaus Juhoz schrieb:
> Doch ich weiss
> partu nicht, wie hoch das ausgegebene Signal ist und ob das reicht um
> die Aktoren anzusteueren. Datenblätter von MOSFet oder Transistor
> verstehe ich schon...aber bei dem Mikrocontroller sind das 339 Seiten
> PDF-File!!!!!!
Solche Angaben findest du in der Regel unter "Electrical Specifications"
Ich hab hier grad mal ein Datenblatt (PIC61F882/883/884/886/887) offen, 
und da steht in Kapitel 17: Eletrical Specifications
1
17.0 ELECTRICAL SPECIFICATIONS
2
Absolute Maximum Ratings(†)
3
Ambient temperature under bias                    -40° to +125°C
4
Storage temperature                               -65°C to +150°C
5
Voltage on VDDwith respect to VSS                 -0.3V to +6.5V
6
Voltage on MCLRwith respect to Vss                -0.3V to +13.5V
7
Voltage on all other pins with respect to VSS     -0.3V to (VDD+ 0.3V)
8
Total power dissipation(1)                         800 mW
9
Maximum current out of VSSpin                      95 mA
10
Maximum current into VDDpin                        95 mA
11
Input clamp current, IIK(VI< 0 or VI> VDD)       ± 20 mA
12
Output clamp current, IOK(Vo < 0 or Vo >VDD)     ± 20 mA
13
Maximum output current sunk by any I/O pin         25 mA
14
Maximum output current sourced by any I/O pin      25 mA
15
Maximum current sunk by all ports (combined)(2)    90 mA
16
Maximum current sourced by all ports (combined)(2) 90 mA

Wenn ich nicht ganz falsch liege, sollte "Voltage on all other pins with 
respect to VSS" sein, was du suchst. Das sollte sowohl fuer In- als auch 
Output gelten.

von Max H. (hartl192)


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Welche Spannung ausgegeben wird findet man nicht in den "Absolute 
Maximum Ratings(†)", dort steht nur welche Spannung maximal anliegen 
darf ohne den µC zu zerstören. Die Ein- und Ausgangspegel findet man bei 
den DC CHARACTERISTIC auf Seite 247:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41291D.pdf

von Sven S. (boldie)


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Datenblätter können schnell überfordern, da gebe ich dir recht. Sie sind 
jedoch oftmals gut strukturiert. Wenn ich dich verstanden habe, suchst 
du, welche Spannungslevel und Ströme du von einem Ausgangspin erwarten 
kannst. Ich persönlich kenne den PIC nicht, aber sowas steht oftmals in 
der Sektion "Electrical Specifications" und/oder wo die IO-Ports 
beschrieben werden. Im Datnblatt ist die Spannung auf S. 245 Sektion 
17.5 beschrieben: Output High/Low Voltage. Den Strom habe ich nicht 
direkt gefunden, ich denke aber der steht unter den "Absolute Maximum 
Ratings" S.239 Sektion 17.0.

Lass dich nicht durch die ganzen Informationen abschrecken, du brauchst 
immer nur einen kleinen Teil daraus du musst dir nur anlesen, wo in etwa 
was steht.

PS: Da waren wohl andere schneller, wie ich :)

: Bearbeitet durch User
von Walter (Gast)


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Kaj G. schrieb:
> Wenn ich nicht ganz falsch liege

liegst Du ...
das sind maximal Werte, z.B. welche Spannung maximal angelegt werden 
kann kurz bevor der mc kaputt geht

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


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Klaus Juhoz schrieb:
> LKW_Mechaniker gelernt ...
Merkt man daran:
> Bordspannung auf der platine
Eine Platine hat eine Versorgungsspannung. Man könnte aber nach 
Entlehnung eines Anglizismus sogar "Board-Spannung" dazu sagen... ;-)

Sven S. schrieb:
> Den Strom habe ich nicht direkt gefunden, ich denke aber der steht unter
> den "Absolute Maximum Ratings" S.239 Sektion 17.0.
Es ist eigentlich ganz einfach: das was da steht, darf niemals erreicht 
werden. Denn gleich danach wird der Controller ausserhalb seiner 
Spezifikation betrieben und es kann alles passeren. Und vieles davon 
merkt man erst viel später und an unerwarteter Stelle... :-o

Kaj G. schrieb:
1
Absolute Maximum Ratings(†)
Ich finde da den Verweis zur Fußnote sehr gelungen...  ;-)

Max H. schrieb:
> Die Ein- und Ausgangspegel findet man bei den DC CHARACTERISTIC auf
> Seite 247:
Und dort findet man sicher auch den Strom, der zum jeweiligen 
Ausgangspegel gehört.
Aber man kann vereinfacht mal davon ausgehen, dass ein "normaler" 
uC-Ausgang die Versorgungsspannung mit ca. 10mA ausgibt. In dem Fall 
hier mit 5V Vcc gibt der uC-Pin also auch 5V aus. Und bei vernünftiger 
Auslegung der daran angeschlossenen Treiberstufe reicht das auch aus...

von Klaus J. (Firma: Iveco) (topol-m)


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Hallo alle Zusammen,

erstmal: Grosses Lob für die Schnellen Antworten,...das freut und macht 
Laune, das Zeug doch nicht so schnell in die Ecke zu werfen.

Ich werde die betreffenden Seiten des Datenblatts mal genauer studieren 
und dann sehn, ob die Ausgänge Stromtechnisch reichen um Mos-FET oder 
Transistor anzusteuern.

Es wurde schon erwähnt und es stimmt, ich brauche mindestens follgende 
Infos:

- Ausgangsströme/Spannung für Aktoren
- Eingangsströme/Spannung für Sensoren (LUX-Sensor/ Lüfterdrehzahl)
- Taktfrequenz (wie oft erhält der Microkontroller die Daten der 
obengenannten Sensoren fürs Steuerprogramm (welches im C geschrieben 
wird)
- Genauigkeit und Abweichung der Signale (Toleranzbereich)..


...Ich mach mich mal etwas schlau, mit den Infos, die ich bereits von 
euch habe!
Danke.

(Fragen erben sich sicher später!)

grüsse
Klaus

von Max H. (hartl192)


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Klaus Juhoz schrieb:
> - Eingangsströme/Spannung für Sensoren (LUX-Sensor/ Lüfterdrehzahl)
Digitale Eingänge:
 Ströme: Annähend null, wenn du dich innerhalb der Spezifikationen 
bewegst
 Spannungen: Datenblatt S. 247
Analoge Eingänge:
 Ströme: Bei jeder Messung muss der Sample&Hold Kondensator (10pF) 
geladen werden
Spannung: 0V - 5V (@Vdd = 5V)
> - Taktfrequenz (wie oft erhält der Microkontroller die Daten der
> obengenannten Sensoren fürs Steuerprogramm (welches im C geschrieben
> wird)
0 - 20MHz, wie oft du damit die Daten einlesen/verarbeiten kannst hängt 
von deinen Programm ab.
> - Genauigkeit und Abweichung der Signale (Toleranzbereich)..
Datenblatt S. 247

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Klaus Juhoz schrieb:
> Bordspannung auf der platine für den Mikrocontroller: 5V

Dafür nimmt man logic-level FETs (Gate-Schwellspannung 1..2V).
Für High-Side Schalter nehme ich auch gerne Opto-MOS (AQY212).

von Differenzknilch (Gast)


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Das Wichtigste an solchen schulen ist mit Kollegen zusammenzuarbeiten. 
Dabei lernt man sogar noch viel mahr als im Unterricht. Also los mal.

Ich war auch da.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Fortgeschrittener schrieb im Beitrag #3949234:
> Es ist wie immer im Leben: Der Weg ist das Ziel. Du liest das Datenblatt
> einfach von vorne bis hinten. Und das mehrmals. Bis Du immer mehr
> verstehst. Nach dem fünften mal Lesen, weist Du, in welchen Kapitel Du
> was findest, und kannst bei Bedarf dann diese Stellen nochmals genau
> nachlesen.

Man könnte auch ins Inhaltsverzeichnis gucken ;) So mache ich es 
jedenfalls. Ich nehme ja nicht immer den gleichen PIC und ich werde mir 
sicher nicht alle Datenblätter mehrmals komplett durchlesen ;)


Klaus Juhoz schrieb:
> Ich werde die betreffenden Seiten des Datenblatts mal genauer studieren
> und dann sehn, ob die Ausgänge Stromtechnisch reichen um Mos-FET oder
> Transistor anzusteuern.

Das Gate am MOSFET ist quasi/verhält sich wie ein Kondensator. Am Anfang 
ist er nicht geladen und du hast quasi einen Kurzschluss -> unendlich 
hoher Strom. Wenn er voll geladen ist, ist die Spannung am MOSFET so 
groß wie am Ausgang vom uC, es fließt also kein Strom mehr. Du 
bräuchtest also einen Widerstand, der den Strom begrenzt, sodass er am 
Anfang nicht unendlich groß wird. Meist reicht aber der, der sowieso 
schon im uC drin ist.


Max H. schrieb:
> Der PIC gibt ein 5V CMOS (bei Vdd = 5V) aus, das max. mit +-25mA
> belastet werden darf.

Man darf bloß nicht vergessen, dass alle Ströme, die aus den Ausgängen 
fließen, durch den Vdd Pin rein fließen. Und dieser ist auch beschränkt. 
Man kann also aus einem Pin 25mA ziehen, aber nicht aus allen 
gleichzeitig.


Walter schrieb:
> liegst Du ...
> das sind maximal Werte, z.B. welche Spannung maximal angelegt werden
> kann kurz bevor der mc kaputt geht

... bevor der uC kaputt gehen darf. Bis zu diesen Größen sollte er 
normal funktionieren, darüber hinaus kann er funktionieren. Vielleicht 
aber auch nur für eine Zeit. Ich denke, wenn man aus einem Ausgang 
25,5mA zieht, wird der PIC nicht kaputt gehen  (aber er dürfte). 
Vielleicht kann man auch einmal pro Sekunde für 10us 50mA ziehen....

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