Hallo, ich habe seit einiger Zeit das "Spartan 3 Starter Kit" Board. War früher nur in der Software tätig, und nun wird es Zeit etwas meine Hardwarekenntnisse zu erweitern. Nach 20 verschiedenen Versuchen und 500 Fehlschlägen, soll sich das Resultat nicht mehr auf eine blinkede LED auf dem Board oder die Ausgabe per serielle Schnittstelle beschränken. Ich möchte mit Hilfe der IO Pins Geräte ansteuern. Habe schon etliches gegoogelt, aber noch nichts gefunden, dass jemand mal sowas gemacht hat. Da ich kein Physik mehr haben durfte, bin ich Elektrortechnisch nicht so bewandert, aber generell habe ich mir das so vorgestellt: An die IOs hängt ich einfach ein Relais, welches ja durch den FPGA gesteuert werden kann und somit auch den Arbeitsstromkreis steuert. Ich möchte normale Haushaltsgeräte betreiben also (~230 V). Deswegen auch das Relais. Probiert habe ich das nicht, da ich vor folgendem Angst habe: Ein relai ist ja eine Spule, also ist der Widerstand nicht besonders hoch. Das bedeutet, dass ein "relativ großer" Strom im Steuerstromkreis fließt. Mein bedenken ist nun, das der FPGA nicht so einen großen Strom verkraftet und kaputt geht. Kann das passieren? Ab welchen Strömen ist das der Fall? Oder ist das unwichtig, da die Spannungen so gering sind (3,3 im FPGA, 5 V Output) Habe auch schon überlegungen bzgl. des Relais angstellt ... Wenn das Relais schalten gibt es doch Induktionsströme ... können die dem FPGA schaden? Muss ich da eine Schutzsdiode einbauen? Wie ihr seht habe ich Fragen über Fragen ... und weiß nicht so richtig wo ich anfangen soll. Nochmal zusammengefasst das wichtigste: 1. Ist es möglich normale Haushaltsgeräte (Glühlampe, Kaffeemaschiene, Verstärker...) über dieses Board zu steuern (steuern im Sinne von Gerät bekommt Strom oder nicht) 2. Ist ein relais die richtige Wahl (da im Steuerstromkreis ja viel geringere Spannungen herschen) 3. Was mucc ich dabei beachten? Kann ich das relais einfach an das Board schließen oder fließen dann zu große ströme? Habe bereits mal in die DOKU geschaut, da wird aber nichts über Ströme beschrieben. vielen Dank für eure Hilfe, Marc
Nein, auch 1,1 Vo können Ampere treiben! Was der Ausgang kann, steht im Datenblatt. Dicke Spulen - womöglich noch ohne Spannungsbegrenzung - kann er definitv NICHT! Du kannst, wenn du Basteln willst, einige CMOS-GAtter dranhängen. Die können ordentlich treiben und kosten 0,50, wenn sie abrauchen. Ich würde an einen FPGA-pin alle Eingänge eines Und dranhängen und die Ausgänge über kleine R parallel schalten. Steuern kannst du das Kit über die serielle Schnittstelle. Brauchts halt noch einen CORE, der das kann und dein individuelles Protokoll.
Hallo, vielen Dank für deine Antwort. Datenblatt ist prima. Da habe ich auch schon reingeschaut. Da finden sich Werrte von 5 mA bis 12 mA. Ich denke mal bis 10 mA sollte nichts passieren? Wo schaust du denn speziell nach? Also das steuern per UART und so, funktioniert alles. Das ganze läuft über den PicoBlaze. Es geht wirklich nur darum, dass anstatt den LEDS auf dem Board eben Lampen an der Decke blinken sollen :-) Ich merke schon, die Sache mit den Relais sollte man verwerfen, auch schon wegen dem Verschleiß. Du hast CMOS angesprochen. Das hatte ich vor 1 Jahr in der Uni behandelt. Mir ist hängengeblieben, dass das CMOS in den stabilen Zuständen Stromlos funktioniert, dank der MOSFETS. Also es fließt kein Strom, sondern die Spannungen reichen aus. Da stellt sich für mich sofort eine Frage: Wenn die Schaltung wechselt, fließt ja trotzdem Stromvom gate zum Source. Wie groß ist der? Zerstört der bereits den FPGA? Ich denke mal du willst nicht über den MOSFET den Strom zur Arbeit jagen, soll ich hinter die MOSFETS dann das relai hängen? Oder gibts dan andere Möglichkeiten zwecks verschleiß. Vielen Dank nochmals. ich merke praktis ist 10000 x besser als das theoretische UNI gelabere.
@marc prinzipiell kann man natürlich verbraucher mit einem fpga schalten. >Ich merke schon, die Sache mit den Relais sollte man verwerfen, also wenn du 230v Verbraucher schalten willst würde ich es NUR über relais machen. (egal ob solid-state oder die mechanischen) Mit einem CMOS Gatter kannst du dann die Ströme die das relais braucht schalten. Es ist schon (fast) zwingend notwendig einen solchen Gatter (oder aber auch Relais-Treiber wie der ULN einer ist). Das Thema spannungsspitzen, hervorgerrufen durch spulen, darf man nicht unter den tisch kehren. Vergess blos nicht die freilaufdioden, denn sonst kann es dir dein CMOS-Gatter bzw. Treiber plätten. Und wenn du großes Pech hast auch deinen FPGA (wenn die Spannungsspitze so groß ist das diese durch deinen Gatter durchschlägt. Denk daran, CMOS ist was das angeht weitaus empfindlicher als ttl). so gesehen gelten für das steuern von verbrauchern die selben regeln wie für einen Mikrocontroller. da kann man sich dann auch einige schaltungsbeispiele abkupfern. aber in sofern mal ne frage : warum willst du mit einem fpga so langsame sachen machen ? ist das eine übung für dich ? dann ist ok. wenn du mit dem spartan3 richtig was machen willst, versuche doch mal eine ausgabe per vga-schnittstelle zu machen. ab da wirds interessant, und es ist auch gar nicht soo schwierig. schau auch mal auf die seite fpga4fun.com da stehen schon einige lustige (aber kleine) projekte drin, die allesamt gut beschrieben sind (z.b. Servo Steuern, Töne erzeugen, Schnittstellen und noch div. andere kleinigkeiten. allerdings ist das meiste in verilog geschrieben. gruß rene
>also wenn du 230v Verbraucher schalten willst würde ich es NUR über
relais machen.
Man sollte generell wieder mehr mit Relais machen. Auch Computer z.B:,
dann hört man , wenn im Hintergrund das Windows wieder unerlbaut Daten
funkt.
Nee im Ernst: Nimm Dir eine alte Lichtorgel und steuere das ganze
indirekt an: Du brauchst einen schnellen Optokoppler wegen der
Potenzialtrennung.
Hallo, ich habe die letzten Tage rumprobiert und leider doch zu viele Fehler gemacht und mir so mein Spartan 3 Board kaputt gemacht. Aber dank Nebenjob konnte ich mir grade so Ersatz ranschaufeln. Also jetzt bin ich erstmal aufgeklärt warum es wahrscheinlich kaputt gegangen ist. Ich war im Elektroladen und habe so eine Art Relais, also kein direktes aber so ne Minivariante. Habs nicht genau verstanden. Der Elektrofreak meinte, das köännte man bedenkenlos mit Logik schalten. Habs rangehangen und ab dem Zeitpunkt konnte ich den FPGA nicht mehr konfigurieren und jetzt geht garnichts mehr am Board. Habe dann nochmals nachgemessen, den widerstand und kam nach einer Berechnung auf einen Strom von 40 mA der geflossen sein muss. Das war wohl zu viel. Okay, so viel zur vergangenheit. Alle machen fehler und da ich nicht so ein Theorie Uni Mensch sein will, wie die meisten meiner Professoren, habe ich mir halt zwei neue Boards bestellt. Ein sehr Logik optimiertes für den Test eines eigenen Prozessors (Spartan 3E Starter Board mit dem XC3S500E-4FG320C Chipsatz, also mit 500 k Gatter). Und eins für Minisachen zum testen: das basys von http://digilentinc.com/. Hat einen Spartan 3e 100 Chip. Der vorteil hier ist, das es günstige Platinen hierfür gibt, die man ranstecken kann, die genau diese hier theoretisch diskutiere Transistorschaltung beinhalten. Ich wills aber nicht nur anwenden sondern auch verstehen. Also habe ich mir die datenblätte mal von Spartan 3 reingezogen. Das Problem ist, hier finden sich zwar einige milli Ampere Angaben, aber ich konnte diese nicht 100 % zuordnen, welche sich nun auf welche Pins beziehen. Vielleicht könnte einer von euch mir mal auf die sprünge helfen. Hier: http://www.xilinx.com/xlnx/xweb/xil_publications_d... ist die Adresse des Datenblatts des alten Spartan 3, welches ja nun kaputt ist. Vielleicht könnte mir hier jemand mal zeigen, wo die mA Angabe steht, welche ich an die normalen USERPins anlegen kann. Wie gesagt, ich will ja aus meinen Fehlern lernen. Ich möchte zwar hauptsächlich in der Informatik tätig bleiben (da ich das ja auch studiere), aber so etwas Elektrotechnik kann nicht schaden. Für das oben stehende Problem haben wir uns ja nun schon geeinigt an einen FPGA eine CMOS schaltung ranzuhängen und an die dann das Relais. Habe mich letztens nochmal mit MOSFETs beschäftigt ... Theoretisch würde sich ja mein Problem schon lösen, wenn ich 2 Inverter hinternanderschalte. Einzelne Mosfets sind ja viel zu sensibel, also müsste mans chon einen fertigen baustein nehmen. Wo finde ich handelsnamen und schaltpläne? Hatte bei Conrad mal geschaut, da stehen aber nur die namen und weder irgendwelche PIN belegungen noch irgendwelche einsatzgebiete. Außerdem hätte ich noch ein verständnisproblem. Also zwei inverter hintereinander würden ja funktionieren. Wie gehen ja jetzt mal von einzelnen MOSFETs aus. Bestehend aus gate, Drain und Source. Diese werden eben zu Invertern zusammen geschalten. Also muss der Inverter 3 Eingänge und 1 Ausgang haben. Zu den Eingängen: Das was aus dem FPGA rauskommt (worauf keine last liegen darf). Dann einmal +5V (die dann aich hinten rauskommen die das Relais schalten sollen) und einmal die Masse. Meine Frage ist jetzt: Die externe Spannungsquelle, die die +5 V liefert, hat ja auch eine Masse. Muss diese Masse mit der Masse des FPGA Boards zusammengeschlossen werden? Und dieser Zusammenschluss dann in den inverter geführt werden? Theoretisch ja, nur so würde es ja sinn machen, da der Eingang ja gegenüber der Masse die Mosfets schalten muss: Dann habe ich aber bedenken: Der doppelte Inverter gibt ja dann den Ausgang gegenüber der Masse aus. Im "Aus" fall ist Masse und Ausgang zusammengeschlossen, d.h. alles ist Okay. Was ist aber im "ein" fall wenn das Relai geschalten wird. Dann fließt über die externe Spannungsquelle +5V über die Mosfets (ich hoffe die können die Stromstärke ab) über das relais und zurück zur masse. Also in diesem Stromkeis fließen dann die, sagen wir rund 50 mA. Da ja aber die masse auch verbunden mit dem FPGA Board ist, kann es nicht passieren, dass auch strom dort zurückfließen kann? Das macht zwar theoretisch keinen sinn, da ja die Spannung von der externen spannungsquelle ausgeglichen wird, aber wär es da sicherer vielleicht eine diode ranzuhängen zwische boardmasse und externer masse? Vielen dank für eure Hilfe und eure Bemühungen. Ihr seid wenigst kompetent. Von meinen Profs höre ich meistens nur, dass sie nur theoretisch tätig sind .... Marc
Am Besten, du besorgst Dir mal ein Grundlagen- und ein Schalttungsbuch. Was Du alles wissen musst, ist nicht verbal in zwei/drei Themn zu kommunizieren,
Hast du irgendwelche speziellen Buch Empfehlungen? Wie gesagt bin nicht dumm in der Uni und in dem Fachgebiet, hatte eben nur kein Physik mehr. Vielleicht könnte mir auch speziell mal jemand diese Schaltung aufmalen? Marc
>Dann fließt über die externe Spannungsquelle +5V über die Mosfets >(ich hoffe die können die Stromstärke ab) über das relais und >zurück zur masse. Spannung fliesst nicht ab. Strom fliesst. Die Massen müssenverbunden sein, es sei denn Du nutzt Potenzialtrennung über Optokoppler. Deine Bedenken bez des Rückflusses in das Board sind ungebegründet. Nur, wenn Du von dort aus treibts, liegt dort ein Stromkreis vor.
Marc wrote: > Hast du irgendwelche speziellen Buch Empfehlungen? Wie gesagt bin nicht > dumm in der Uni und in dem Fachgebiet, hatte eben nur kein Physik mehr. > Vielleicht könnte mir auch speziell mal jemand diese Schaltung aufmalen? > > Marc Sorry, wenn ich das jetzt hier sage, aber wie du selbst zugibst hast du von Physik und Elektrotechnik nicht viel Ahnung. Deshalb: Lass die Finger weg von 230 Volt! 230 Volt ist Lebensgefährlich! Probier es erst mal mit kleineren Spannungen (24 V oder so). Den Relais ist nacher dann egal ob du 24V oder 230 Volt schaltest. Vorrausgesetzt du verwendest Relais die beide Spannungen am Kontakt schalten können. Gruß Ralf
> ich habe die letzten Tage rumprobiert und leider doch zu viele Fehler > gemacht und mir so mein Spartan 3 Board kaputt gemacht. Argh! > Also jetzt bin ich erstmal aufgeklärt warum es wahrscheinlich kaputt > gegangen ist. Ich war im Elektroladen und habe so eine Art Relais, also > kein direktes aber so ne Minivariante. Habs nicht genau verstanden. Ich hoffe der Typ im Elektroladen hat etwas mehr Ahnung als deine Erzählung befürchten lässt. Damit du zumindest die armen FPGAs nicht weiter hinwegmordest, schließe irgendwelche Relais-Sachen am besten nur optisch getrennt an das Board, dann können irgendwelche Kurzschlüsse/Überspannungen etc. zumindest nicht das Board töten, höchstens den Experimentator. Machs wie in der Zeichnung: An das Board kommt nur die linke Seite des Optokopplers. Der Ausgangspin des FPGAs geht per Vorwiderstand (ca. 1000-2200 Ohm) an die LED des Optokopplers, damit ist der Strom begrenzt und er FPGA brennt nicht durch. Zu der rechten Seite des Optokopplers gibt es keinerlei Verbindungen per Draht. Die rechte Seite wird mit einem extra (Stecker-)Netzteil versorgt, das eine zu deinem Relais passende Spannung hat. Die in der Spannung umschaltbaren Teile bieten sich an. Als Optokoppler kannst du nehmen was dein Eletronikfuzzi da hat, z.B. den CNY 17 http://www.vishay.com/docs/83606/83606.pdf Oder was ähnliches, die 4N26,4N27, etc. Reihe z.B. Transistor genauso, einen BC548 hat er wahrscheinlich, der kann einen Strom bis 100mA ab, das sollte für die Relaisspule reichen. Andere Ähnliche tun es auch. Pinbelegung (Emitter, Kollekort, Basis)-> siehe Internet. Wenn du an das Relais (nimm ein echtes, mechanisches) tatsächlich 230V dranhängst, dann sei vorsichtig. Wenn du helle Lampen Schalten willst versuch es evtl. erstmal mit 12V Halogen, bei denen du mit dem Relais nach dem Trafo auf der 12V Seite schaltest. Wenns unbedingt 230V sein müssen: Es gibt Funksteckdosen, da muß man nur die Fernsteuerung schlachten und die Taster per Elektronik (z.B. Optokoppler) überbrücken. Sehr bastlerfreundlich. Und bevor du noch ein Board killst, frag lieber nochmal nach. Ich weiß nicht ob du schon löten kannst, und wie du den mechanischen Aufbau geplant hast. Am einfachsten sollte das mit einer Lochrasterplatine gehen, in die du die Bauteile steckst und auf der anderen Seite verlötest, so ähnlich wie auf dieser Webseite (ist eine komplett andere Schaltung, geht nur um den mechanischen Aufbau): http://www.ocinside.de/go_d.html?http://www.ocinside.de/html/modding/ultra_ir_receiver/ultra_ir_empfaenger_loeten_d.html HTH Randy
Vielen Dank für eure Hilfe. Hab das mittlerweile soweit hinbekommen. Kann jetzt ströme von max. 200 mA fließen lassen. Aber nun stellt sich schon wieder ein neues Problem: Die Relais unterliegen zu starker mechanischer abnutzung ... Der Typ aus dem Elektroladen hat mir da ein Buch empfolen: 306 Schaltungen. Da soll sowas drin sein, wie man das ganze ohne Relais realisieren kann. Nochmals Danke. Besonders für die Zeichnung. Sehr nett und hilfsbereit :-) Marc
Wieso unterliegt das Relais zu hohem mechanischen Verschleiß ? Versuchst Du damit eine Glühlampe zu dimmen ?
Hmm, versuch nie wieder mich summ zu machen! Da ich als erste Anwendung von externen Geräten eine Art Lichtorgel bauen wollte, musste ich wohl oder übel merken, dass bei schnellen Schaltvorgängen die Relais keine 30 Minuten mitmachen.
@Marc >Da ich als erste Anwendung von externen Geräten eine Art Lichtorgel >bauen wollte, musste ich wohl oder übel merken, dass bei schnellen >Schaltvorgängen die Relais keine 30 Minuten mitmachen. Naja, die richtige Beschaltung vorausgesetzt, halten Relais auch bei schnellen Schaltungen im Sub-Sekundenbereich schon länger als 30 min. Stichwort Snubber. Für ne Lichtorgel ist ein Photorelais/Phototriac das Mittel der Wahl. z.B. http://www.reichelt.de/?SID=200QtHpqwQARQAABN5QxM9af3ed24651c9786d702bc3a6edfd1f8;ACTION=4 MFg Falk
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