Hallo, Auf vielen arduino promini Boards wird ein resonator genutzt. Meinen Recherchen nach sollte dies ein solcher sein: https://www.reichelt.de/smd-resonator-8-00-mhz-cstcc-8-00-p42491.html Der Resonator hat drei pins: In, Out und GND. Die ersten beiden sind mit XTAL1 und XTAL2 des MC zu verbinden. Nur wie rum? Oder ist das egal? Wenn es relevant ist, ich verbaue eben atmega328p Vielen Dank Markus
Markus R. schrieb: > Auf vielen arduino promini Boards wird ein resonator genutzt. Als Nebenbemerkung sei erwähnt dass ein Resonator nicht die gleiche hohe Frequenzgenauigkeit bietet wie ein Quarz. Das wird dann ein Thema wenn man hohe Baudraten bei der seriellen Kommunikation nutzt. Die Baudrate ist dann eventuell nicht ausreichend eng toleriert. Spielt auch eine Rolle beim Bootloaden da hier mit hohen Baudraten gearbeitet wird und da oft "unerklärliche" Probleme beim Flashen auftreten. Ich habe das bei mehreren Arduino UNO erfahren. Wenn man also die Chance hat einen Quarz statt eines keramischen Resonators zu benutzen sollte man sie nutzen.
weiter weg schrieb: > Die Baudrate ist dann eventuell nicht > ausreichend eng toleriert. Wie darf ich mir das technisch vorstellen?
(prx) A. K. schrieb: > Wie darf ich mir das technisch vorstellen? Die erzielte Frequenz im Betrieb entspricht nicht genau genug der Frequenz die auf dem Resonator aufgedruckt ist.
Diese Resonatoren haben üblicherweise eine Toleranz von 0,5%, was für serielle Schnittstellen mehr als ausreichend ist. Eine genaue Uhr wird man damit allerdings nicht aufbauen können.
Mario M. schrieb: > Diese Resonatoren haben üblicherweise eine Toleranz von 0,5%, was für > serielle Schnittstellen mehr als ausreichend ist. weiter weg schrieb: > Ich habe das bei mehreren Arduino UNO erfahren. ---> YMMV
weiter weg schrieb: > Markus R. schrieb: >... und da oft "unerklärliche" Probleme beim Flashen auftreten. > > Ich habe das bei mehreren Arduino UNO erfahren. > > Wenn man also die Chance hat einen Quarz statt eines > keramischen Resonators zu benutzen sollte man sie nutzen. Hallo, as ist mir bewusst. Da aber alle tests mit einem ProMini zufriedenstellend laufen, sollte es eigentlich auch auf meinem PCB klappen. Mario M. schrieb: > Datenblatt lesen bildet! GND ist in der Mitte. Hallo Mario, danke für Deine Antwort, aber meine Frage bezog sich nicht auf GND in der Mitte, sondern die beiden Pins "Input" und "Output". Wenn ich sowas lese, frage ich mich halt schon ob man diese beiden beim anschließen vertauschen kann.
weiter weg schrieb: >> Wie darf ich mir das technisch vorstellen? > > Die erzielte Frequenz im Betrieb entspricht nicht genau genug > der Frequenz die auf dem Resonator aufgedruckt ist. Die Toleranz des Resonators wird in Prozent vom Sollwert angegeben. Die zulässige Toleranz der Bitrate einer seriellen Schnittstelle wird in Prozent vom Sollwert angegeben. Ein Resonator mit 0,5% Taktabweichung liefert eine um 0,5% falsche Bitrate. Das ist bei hohen Bitraten nicht anders als bei niedrigen.
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Markus R. schrieb: > Da aber alle tests mit einem ProMini > zufriedenstellend laufen, sollte es eigentlich auch auf meinem PCB > klappen. Ja, du hattest mit einem ProMini keine Probleme. Die Testbreite bei dir ist also genau Null. Schon mal was von Toleranzen und Streubreiten bei den Nominalwerten eines Bauelementes gehört?
Mal wieder ein Dutzend Beiträge aber keine Antwort auf die Frage, weil es keiner der Beitragenden weiss. Ja, man sollte Input und Output beachten und passend mit XOUT und XIN verbinden, denn der Hersteller sagt: By connecting input and output terminals in reverse, the oscillating characteristics are not affected except that the frequency has a slight lag. Slight heisst aber unter 0.5%,
MaWin schrieb: > except that the frequency has a slight lag Also wie bei einem Widerstand, bei einer Spule, oder einem Kondensator. Je nachdem wie man die Teile anschliesst fliesst ein bisschen mehr oder weniger Strom. Besonders kritisch bei Fädeldraht oder Leiterbahnen, da sollte man sich auch die optimale Anschlussbelegung überlegen. ROFL
Markus R. schrieb: > aber meine Frage bezog sich nicht auf GND in > der Mitte, sondern die beiden Pins "Input" und "Output". Wenn ich sowas > lese, frage ich mich halt schon ob man diese beiden beim anschließen > vertauschen kann. Ah sorry, hab ich falsch verstanden. MaWin schrieb: > Slight heisst aber unter 0.5%, Andererseits schreibt der Hersteller: "If connected with incorrect orientation, the above specification may not be guaranteed."
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Angehängte Dateien:
Detailliertes Ersatzschaltbild eines Resonators aus: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/quartz-crystal-xtal/ceramic-if-rf-bandpass-filter.php
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Genau genommen ist das die Ersatzschaltung eines keramischen Bandpassfilters.
MaWin schrieb: > Mal wieder ein Dutzend Beiträge aber keine Antwort auf die Frage, weil > es keiner der Beitragenden weiss. > > Ja, man sollte Input und Output beachten und passend mit XOUT und XIN > verbinden, denn der Hersteller sagt: > > By connecting input and output terminals in reverse, the oscillating > characteristics are > not affected except that the frequency has a slight lag. > > > Slight heisst aber unter 0.5%, Hallo MaWin, vielen Dank! Du sprichst mir aus der "Seele". Aber im Datenblatt des 328p wird nur von XTAL1 und XTAL2 gesprochen - XIN und XOUT findet sich da nicht. Wobei meine Vermutung wäre, dass XTAL1 der "eigentliche" Eingang für das clock signal wäre. Vermutung... Auf welche Quelle beziehst Du dich bei "der Hersteller sagt"
Markus R. schrieb: > alle tests mit einem ProMini zufriedenstellend laufen Wisst du auch nur diesen einen ProMini zum Laufen bekommen? Bedeutet "zufriedenstellend" das selbe wie "fehlerfrei"? Ich würde wenigstens die Temperatur dieses einen ProMini mal deutlich ändern mit Föhn und Kältespray.
Mario M. schrieb: > Genau genommen ist das die Ersatzschaltung eines keramischen > Bandpassfilters. Leider. Was die Frage offen lässt, wie sich die vom Hersteller dokumentierte mögliche Asymmetrie erklärt?
weiter weg schrieb: > Ja, du hattest mit einem ProMini keine Probleme. Die Testbreite > bei dir ist also genau Null. Schon mal was von Toleranzen und > Streubreiten bei den Nominalwerten eines Bauelementes gehört? Auch wenn es mit der urspünglichen Frage nicht viel zu tun hat, ist Dein Einwand schon berechtigt. Ich verstehe es aber so, dass der Quarz das ganze doch nur dann wirklich besser macht, wenn ich die beiden erforderlichen Kondensatoren korrekt abstimme. Nehme ich z.B. diesen Quarz hier (https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/DS_HC-49US-SMD.pdf) wird die Load Cpacitance mit "Found 10pF to ~ O.T.:5pf to ~" angegeben. Nehme ich nun 10pF für CL? Cstray: hier kann ich nur annahmen machen. Nehme ich mal 5pF aber das ist auch nur geraten (bzw. https://blog.adafruit.com/2012/01/24/choosing-the-right-crystal-and-caps-for-your-design/) Cl = 10pF Cstray = 5pF CL = (C1*C2)/(C1+C2)+Cstray => C1=C2=10pF Ist das jetzt korrekt und tatsächlich besser als der Resonator?
Ein Quarz hat immer eine viel höhere Grundgenauigkeit als ein Resonator. Die Kondensatoren sind für zuverlässigen Betrieb nötig und können bei Uhrenbetrieb für weitere Frequenzabstimmung genutzt werden.
Markus R. schrieb: > Ich verstehe es aber so, dass der Quarz das > ganze doch nur dann wirklich besser macht, wenn ich die beiden > erforderlichen Kondensatoren korrekt abstimme. Die zusätzlich erforderlichen Kondensatoren gehen weit weniger in die Frequenzabweichung ein als es der keramische Resonator ohnehin hat. Ich frage mich was einem heutzutage antreibt in einer Kleinserie einen keramischen Resonator statt einem Quarz zu verwenden. Platzprobleme oder Geldprobleme können es nicht sein, allenfalls zwei zusätzliche Kondensatoren die Platz brauchen. Kann man aber mit einem Quarzoszillator umgehen der auch nur 2x3 mm Fläche braucht. Aber man gewinnt mit einem Quarz die "unbezahlbare" Sicherheit auf der richtigen (richtigeren) Frequenz zu arbeiten.
Lothar M. schrieb: > Ich würde wenigstens die Temperatur dieses einen ProMini mal deutlich > ändern mit Föhn und Kältespray. Guter Vorschlag, werde ich machen. Zur Anwendung: der pro Mini kommuniziert bewusst nur bei geringen Baudraten (9600) und damit ist auch die präzise Taktuung nicht so problematisch. Zumindest habe ich das so verstanden. Präziese Zeit ist bei der Anwendung nicht relevant. Für mich war die Wahl des Resonators - in einer "kopie" des originalen proMini designs - eine bequeme Lösung. Absoult in dem Bewusstsein, dass es präzieser geht.
weiter weg schrieb: > Ich frage mich was einem heutzutage antreibt in einer Kleinserie > einen keramischen Resonator statt einem Quarz zu verwenden. Man spart sich das Einlöten der Kondensatoren. ;-) Resonatoren haben einen technischen Vorteil, der bei Strom sparendem Betrieb eine Rolle spielen kann: Sie schwingen wesentlich schneller an, weshalb der Oszillator mit einer viel kürzeren Startzeit konfiguriert werden darf.
Markus R. schrieb: > Aber im Datenblatt des 328p wird nur von XTAL1 und XTAL2 gesprochen - > XIN und XOUT findet sich da nicht. Doch: Pins XTAL1 and XTAL2 are input and output, respectively, Man kann auch gucken, wo das Taktsignal rein gehen soll, wenn man externen Takt einspeist: External Clock To drive the device from an external clock source, XTAL1 should be driven as shown in Figure 9-4. To run the device on an external clock Deine Vermutung war also richtig. Markus R. schrieb: > Auf welche Quelle beziehst Du dich bei "der Hersteller sagt" Auf das was der Hersteller schreibt: https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/timingdevice/ceralock/p17e.ashx
Stimmt, das Datenblatt versteckt die Angabe welcher Pin XTAL1 oder XTAL2 Ausgang bzw. Eingang sind. Aber hier steht in der Pinbeshhreibung: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48A-PA-88A-PA-168A-PA-328-P-DS-DS40002061B.pdf Seite 91: XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1 or External clock input) ...becomes the input of the inverting Oscillator amplifier XTAL2:...becomes the inverting output of the Oscillator amplifier damit sollte das klar sein.
(prx) A. K. schrieb: > Ein Resonator mit 0,5% Taktabweichung liefert eine um 0,5% falsche > Bitrate. Das ist bei hohen Bitraten nicht anders als bei niedrigen. Das ist natürlich richtig, aber das Gerücht von den hohen Bitraten hat einen wahren Kern. Sobald irgendwelche Treiber ins Spiel kommen, sind 0 und 1 Bits nicht mehr gleich lang. Die internen Verzögerungen und die Ausgangsströme für Hi und Lo sind nicht symmetrisch. Das ergibt einen kleinen zusätzlichen Fehler. Der ist unabhängig von der Bitrate und wirkt sich deshalb bei hohen Bitraten stärker aus. Alte RS-232 Chips sind überhaupt nur für 115200 spezifiziert, jede Form von Open Collector, z.B. Optokoppler, sind von Natur aus sehr unsymmetrisch. Bei entsprechend hohen Baudraten funktionieren die auch mit Quarz nicht mehr und mit Resonatoren ist eben noch ein wenig weniger Luft drin. Die 0.5% gelten auch nur bei Zimmertemperatur, ansonsten kommen nochmal 0.3 bis 0.4% dazu. Dieses gesagt habend würde ich für UARTs immer Resonatoren bevorzugen; die sind eben viel pflegeleichter als Quarze; alleine die internen Kondensatoren verkleinern die Antennen auf der Platine deutlich.
(prx) A. K. schrieb: > Ein Quarz hat immer eine viel höhere Grundgenauigkeit als ein Resonator. > Die Kondensatoren sind für zuverlässigen Betrieb nötig und können bei > Uhrenbetrieb für weitere Frequenzabstimmung genutzt werden. Nachdem du dich mit einem deutlich besseren Wissens-Stand geoutet hast, warum stellst du dann Eingangs eine solch dümmliche Frage? (prx) A. K. schrieb: > Wie darf ich mir das technisch vorstellen? Einfach erst mal blöd daherreden und/oder labern?
Bauform B. schrieb: > Das ist natürlich richtig, aber das Gerücht von den hohen Bitraten hat > einen wahren Kern. Yep. Bei Optokopplern zur galvanischen Trennung kann dieser Effekt mörderisch sein.
weiter weg schrieb: > Einfach erst mal blöd daherreden und/oder labern? Im Unterschied zu manchen Forinten gehe ich nicht implizit davon aus, klüger zu sein als jeder andere. Ich kannte keine Begründung, jenseits des eben erwähnten Treiber-Effekts. Also frage ich lieber, statt das gerne genutzte "Schwachsinn" in den Ring zu werfen.
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Bauform B. schrieb: > alleine die internen > Kondensatoren verkleinern die Antennen auf der Platine deutlich. Das gilt aber nur für Layouts wo die Lastkapazitäten gegenüber dem Quarz auf dem anderen Ende der Leiterplatte platziert wurden. Ansonsten hätte ich gerne - wenn man ein korrektes Layout gemacht hat - den "Antennen"-Effekt mal nachgewiesen bekommen. Da kann man viel reden wenn der Tag lang ist.
weiter weg schrieb: > Nachdem du dich mit einem deutlich besseren Wissens-Stand geoutet > hast, warum stellst du dann Eingangs eine solch dümmliche Frage? Was ist daran so schlimm eine simple Frage zu Stellen, wenn ich die Antwort schlicht nicht gefunden habe? Christoph und MaWin haben es ja schön beschrieben, was IN und OUT bei XTAL1 und XTAL2 ist, ist im Datenblatt etwas "versteckt". Von meiner Seite bedarf das Thema keiner weiteren Diskussion, die Antworten von MaWin und Christoph beantworten meine Frage abschließend und geben auch die Quelle an und sind damit nachvollziehbar. Vielen Dank!
Summary: PB6 / XTAL1 (Input) / External Clock PB7 / XTAL2 (Output)
Markus R. schrieb: > Was ist daran so schlimm eine simple Frage zu Stellen, wenn ich die > Antwort schlicht nicht gefunden habe? Du bist mit dem Text den du zitiert hast nicht angesprochen worden.
Stimmt, Tut mir leid, jetzt bin ich derjenige gewesen der nur flüchtig gelesen hat.
(prx) A. K. schrieb: > Stimmt... ...nicht. Miß das mal mit Gleichstrom. Da merkst du den Quirk im Ersatzschaltbild. W.S.
W.S. schrieb: > ...nicht. Meine Antwort bezog sich auf den Beitrag unmittelbar davor, nicht auf das Bild.
Markus R. schrieb: > Auf vielen arduino promini Boards wird ein resonator genutzt. Meinen > Recherchen nach sollte dies ein solcher sein: > https://www.reichelt.de/smd-resonator-8-00-mhz-cstcc-8-00-p42491.html Die Resonatoren haben innen drin zwei Kondensatoren, daher der Ground-Pin. Diese Kondensatoren müssen zur Oszillatorzelle im Controller und zum Layout der Leiterplatte passen. Bei Großserie passt die der Hersteller an, für den Hausgebrauch gibt es Standardteile wie die bei Reichelt. Die funktionieren oft gut genug. > Der Resonator hat drei pins: In, Out und GND. Die ersten beiden sind mit > XTAL1 und XTAL2 des MC zu verbinden. Nur wie rum? Oder ist das egal? Die Katalogteile sind symmetrisch (z.B. 2x 33 pF), da ist das egal. Bei angepassten Teilen ist es meist nicht egal, da unterscheiden sich die Werte. Daher sollte man sich von Anfang an angewöhnen, auf die Einbaulage zu achten. Wenn man einen unsymmetrischen Resonator verdreht einbaut verschiebt sich die Resonanzfrequenz und das Anschwingverhalten verschlechtert sich. Letzteres merkt man vor allem am unteren Rand des Temperaturbereiches (-40°C).
Soul E. schrieb: > Letzteres merkt man vor allem am unteren Rand des > Temperaturbereiches (-40°C). Schon wieder einer, der sein Ferienhaus auf dem Mars plant ;-) weiter weg schrieb: > Ich habe das bei mehreren Arduino UNO erfahren. Das ist doch keine Aussage. Wer weiß, was Du sonst noch falsch gemacht hast. Die Toleranz und Drift eines kerm. Resonators reichen jedenfalls für einen reibungslosen USART-Betrieb aus. Ohne USART-Verwendung liefert auch der int. RC-Oszillator 8 MHz mit kurzer Anschwingzeit; wieder ein paar Cent und Lötstellen gespaart.
näher dran schrieb: > Schon wieder einer, der sein Ferienhaus auf dem Mars plant ;-) Oder in Edmonton, Kanada, wie der hier gelegentlich postende Gerhard O. "Die kälteste Temperatur war −49,4 °C" (Wikipedia)
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