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Benutzer:Vish

2013-01-16T21:52:00Z

Vish: /* Steckbrief */

==Steckbrief==

==RN Community==
'''Nickname:''' vish

'''Profil:''' [http://www.roboternetz.de/phpBB2/profile.php?mode=viewprofile&u=5258 klick]

Diskussion:Wunschthemen

2005-12-30T20:56:40Z

Vish: /* SwitcherCAD-Tutorial */

Auf dieser Seite kann '''jeder''' Themen nennen, die er sich in diesem Wiki wünschen würde. Die Seite dient Usern die gerne was schreiben möchten als Anregung. Hat jemand ein entsprechendes Thema erstellt, kann er es auch aus dieser Liste wieder streichen.

==Meine Wunschthemen==

* C-Control 2 Tutorial
* Serielles AVR-ISP Programmierkabel
* PIC18F... Einführung
* RoboShark der faszinierende Roboter-Hai aus der BBC-Reportage
* GCC Einführung mit Beispielen
* JTAG
* [[Löt-Tutorial]] - Wie lötet man normale und SMD Bauteile richtig
* [[Schaltung Avr-Digitizer]] um Videobild mit Avr zu digitalisieren und auszuwerten oder per Funk zu übertragen

==Ich würde mir den weiteren Ausbau folgender Artikel wünschen==
* [[C-Tutorial]]
* [[Sourcevergleich|Bascom / C / Assembler Sourcevergleich]]
* [[Navigation]]
* [[Transistor]] (noch ein paar Bilder und vielleicht Grundschaltungen mit Beschreibung wären toll
* [[Roboterwettbewerbe]]
* [[Avr-gcc|Dokumentation zu avr-gcc]]
* [[Arm]] Microcontroller
* [[GPS]] - Aufbau und Anwendung
* [[SPI]] - Vielleicht noch Beispiele
* [[Manchester- Codierung]] - noch ein Programmbeispiel wäre toll

==Folgende erscheinen noch recht unvollständig und sollten von einem User der in dem Bereich kundig ist, ergänzt werden==
* [[CAN]]
:: Ich würde mir CAN Beispiel mit 2 AVR´s wünschen

* [[Solarzellen]]
:: Ein Schaltplan eines Ladereglers fehlt im Artikel noch

* [[GNU Assembler|AVR Assembler (GNU) Einführung]]

SwitcherCAD-Tutorial

2005-12-30T20:55:57Z

Vish: /* Bitte ergänzen */

Schaltungen simulieren mit LTSpice/SwitcherCAD am Beispiel von SwitcherCAD III

===Was ist LTSpice/SwitcherCAD?===
SwitcherCad ist eine Software um Schaltungen am PC zu simulieren. Die Software ist kostenlos über die Website von Linear Technologies (siehe Weblinks) zu bekommen und wird auch von dieser Firma produziert und weiterentwickelt.

Mit diesem Programm kann man Schaltungen am PC zusammenstellen und danach Spannungen, Ströme und vieles mehr in Diagrammen darstellen lassen.

So kann man eine Schaltung ausprobieren und Parameter variieren, ohne die Bauteile zu kaufen, und die Schaltung aufbauen zu müssen. Das spart natürlich Zeit und Geld, das wichtigste ist aber wohl, dass man so Fehler entdecken kann bevor man anfängt die Schaltung zu realisieren.

Gerade im Roboterbau mit Hobbymitteln ist das von großem Vorteil, da die Geldmittel begrenzt sind und man sich viele Dinge selbst bauen muss.

===Wo bekommt man das Programm?===
Die Software steht zum Download frei zur Verfügung (siehe Weblinks). Etliche Modelle von Bauteilen sind schon beinhaltet, aber es gibt auch noch zusätzliche Modelle zum downloaden. Natürlich sind die Modelle von Bauteilen der Herstellerfirma in der Überzahl. Für Modelle anderer Hersteller sollte man auf deren Websites schauen.

Nach dem Download muss die Software selbstverständlich installiert werden. Die Installation ist aber sehr einfach und bedarf eigentlich keiner Erklärung.

===Der erste Schaltplan===
Als allererste Simulation werde ich mich auf Gleichstrom beschränken und einen einfachen Spannungsteiler simulieren. Das reicht um die grundsätzlichen Schritte der Simulation einer Schaltung zur erklären.

Zuerst muss ein neuer Schaltplan erstellt werden dafür klickt man entweder im Menü auf „File -> New Schematic“ oder direkt auf dieses Symbol [[Bild:SWCadTutBilder1.png]]

Danach haben wir einen leeren Schaltplan vor uns den wir nun mit unseren Bauteilen füllen müssen.

Für einen Spannungsteiler brauchen wir zuerst natürlich 2 Widerstände. Um diese in den Schaltplan einzufügen, klicken wir auf das Symbol für einen Wiederstand [[Bild:SWCadTutBilder2.png]] (Achtung! SWCad verwendet das US-Symbol für Widerstände, die gezackte Linie, nicht wie bei uns in Europa ein längliches Kästchen) und ordnen 2 Widerstände übereinander im Schaltplan an, indem wir 2 mal nacheinander an die entsprechende Stelle im Schaltplan klicken.
Der Schaltplan sieht nun ungefähr so aus

[[Bild:SWCadTutBilder3.png|center]]

Jetzt fehlt natürlich noch die Spannungsquelle und (ganz wichtig) die GND-Symbole. Bei jeder Spicesimulation muss min. 1 GND-Symbol angeschlossen werden.

Zum Einfügen der Spannungsquelle klickt man auf das „Components“-Symbol [[Bild:SWCadTutBilder4.png]] und wählt das Bauteil „Voltage“ aus. Zum setzen der GND-Symbole klickt man auf [[Bild:SWCadTutBilder5.png]].

Die genannten Bauteile werden in der Schaltung platziert. Danach sollte der Schaltplan ungefähr so aussehen.

[[Bild:SWCadTutBilder6.png|center]]

Mit den „Move“ bzw. „Drag“ Werkzeugen können die Bauteile verschoben werden. In einem der beiden Modi lassen sich die Bauteile auch drehen und spiegeln indem man auf eines dieser Symbole klickt [[Bild:SWCadTutBilder7.png]]

Nachdem nun die Bauteile platziert sind müssen sie noch „verkabelt“ werden, das geschieht in dem man das „Wire“-Symbol [[Bild:SWCadTutBilder8.png]] anklickt und die Anschlusspunkte (markiert durch kleine Rechtecke) der Bauteile entsprechend miteinander verbindet.
Die fertige Schaltung sollte dann ungefähr so aussehen.

[[Bild:SWCadTutBilder9.png|center]]

Das war es jetzt auch schon fast. Was aber noch fehlt sind die Werte der verschiedenen Bauteile. Diese lassen sich einfach eingeben indem man mit der rechten Maustaste auf das Bauteil klickt, für welches man den Wert eingeben will. Für die Widerstände erscheint folgendes Menü:

[[Bild:SWCadTutBilder10.png|center]]

Der Einfachheit halber habe ich für beide Widerstände 100k Ohm eingegeben.
Das Menü der Spannungsquelle sieht folgendermaßen aus

[[Bild:SWCadTutBilder11.png|center]]

Ich habe 12V für die Spannung gewählt und einen Innenwiderstand von 0.01 Ohm eingegeben. Die Werte erscheinen direkt nach der Eingabe bei dem Entsprechenden Symbol.

[[Bild:SWCadTutBilder12.png|center]]

Damit ist die Eingabe des Schaltplans abgeschlossen und die Schaltung kann simuliert werden.

===Simulation der eingegebenen Schaltung===
Die Simulation der Schaltung ist eigentlich ganz einfach.
Zuerst klickt man auf das Symbol „Run“ [[Bild:SWCadTutBilder13.png]] . Danach erscheint das Menü in dem angeben kann welche Art von Simulation man durchführen möchte.

[[Bild:SWCadTutBilder14.png|center]]

Hier wählen wir zuerst den Simulationsmodus „Transient“ und geben in dessen Parametern eine Stop Time von 1s, und eine Start Time von 0 ein.
Das bedeutet das der Verlauf der Spannungen und Ströme vom Einschalten an über einen Zeitraum von 1s simuliert werden. Danach bestätigen wir mit „OK“.
Im Anschluss erscheint folgendes Fenster

[[Bild:SWCadTutBilder15.png|center]]

Hier kann man auswählen welches Diagramm zuerst dargestellt werden soll. Der Einfachheit halber wählen wir hier „V(n001)“ aus.
Zur Erklärung: Spice teilt den Schaltplan in Knoten auf (Nodes) V(n001) ist dann die Spannung am Knoten 001, I(R1) ist der Strom durch den Widerstand R1, usw.

Nach dem Bestätigen mit „OK“ läuft die Simulation und das erste Diagramm wird dargestellt.

[[Bild:SWCadTutBilder16.png|center]]

Dargestellt wird die Spannung am Knoten V(n001), der Versorgungsspannung an V1 (12V).

Jetzt kommt der spannende Teil der Simulation, das hinzufügen von weiteren Plots. Wenn man mit der Maus in den unten noch sichtbaren Schaltplan fährt, ändert sich der Mauszeiger, entweder in eine Prüfspitze oder eine Strommesszange wenn man über Leitungen bzw. Bauteile fährt.

Wir wollen jetzt die Spannung an R2 in das Diagramm einfügen, dazu fahren wir in der Schaltung mit der Maus auf die Leitung, welche R1 und R2 verbindet. Wenn sich der Mauszeiger in die Prüfspitze verwandelt hat, klickt man darauf und der Plot der Spannung wird in das Diagramm eingefügt.

[[Bild:SWCadTutBilder17.png|center]]

Als nächstes interessiert uns der Strom der durch die Widerstände fließt. Dazu geht man genauso vor wie bei den Spannung. Der Unterschied ist nur, daß man nicht auf die Leitung fährt sondern auf das Bauteil, und der Mauszeiger sich in eine Strommesszange verwandelt.
Da der Strom in einem Stromkreis (Masche) immer gleich ist, ist es in diesem Fall egal ob man den Strom durch R1 oder R2 wählt. Danach erscheint ein weitere Linie im oben dargestellten Diagramm.

[[Bild:SWCadTutBilder18.png|center]]

Interessant ist das eine weitere Skala im Diagramm dazu gekommen ist. Nämlich auf der rechten Seite die Skala für die Stromstärke. Das geschieht automatisch.

Jetzt haben wir alle Diagramme für Spannung und Stromstärke. Aber damit geben wir uns nicht zufrieden. Uns interessiert besonders die Verlustleistung des Spannungsteilers, also wie viel Watt unsere Schaltung und die einzelnen Widerstände verbrauchen.

Die Leistung berechnet sich zu P = U * I, also Leistung = Spannung * Strom.

Zuerst erstellen wir der Übersicht wegen ein neues Diagramm.
Dazu klickt man im Simulationsfenster mit der rechten Maustaste, und dann auf „add Plot Plane“. Danach erhält man ein neues Diagramm im Simulationsfenster. Das „alte“ bleibt dabei erhalten.
Zuerst lassen wir uns den gesamten Leistungsverbrauch der Schaltung aufzeichnen. Diese berechnet sich zu Versorgungsspannung * Gesamtstromstärke, in unserem Fall also V(n001) * I(R1).
Um uns diese Kurve plotten zu lassen klicken wir mit rechts auf das neue noch leere Diagramm, und dann auf „add Trace“. Folgendes Fenster erscheint:

[[Bild:SWCadTutBilder19.png|center]]

Ich habe die Zeile auf die es ankommt hervorgehoben. In diese Zeile kann man nämlich eine mathematische Beziehung zwischen den oben wählbaren Strömen/Knoten eingeben.
Für die Gesamtleistung der Schaltung, gibt man die oben genannte Formel ( V(n001 * I(R1) ) ein. Nach einem Klick auf Ok wird die Gesamtleistung der Schaltung im vorher leeren Diagramm eingetragen. Die Skala des Diagramms wird automatisch auf Watt eingestellt.

[[Bild:SWCadTutBilder20.png|center]]

Diagramme sind leider nicht absolut genau abzulesen, deswegen gibt es die Möglichkeit den Namen des entsprechenden Diagramms anzuklicken (oberhalb des Plots). Dadurch erscheint ein Fenster mit diversen Angaben zum Plott, unter anderem erfährt man dort, dass die gesamte Leistungsaufnahme der Schaltung 720uW beträgt.

Genauso verfährt man wenn man die Leistungsaufnahme eines Widerstandes plotten will. Allerdings ist die Formel der Verlustleistung eines Widerstands P = Spannungsabfall * Stromstärke. Die einzutragende Formel ist also (für R1)

(Versorgungsspannung – Spannung zwischen R1 und R2) * Strom durch R1.

Mit den Worten von LTSpice wäre das dann (V(n001)-V(n002)) * I(R1).
Gibt man das genauso wie beim ersten Plot ein, erhält man folgendes Bild

[[Bild:SWCadTutBilder21.png|center]]

Durch anklicken der Plottbezeichnung (oben) erfährt man, dass ein Widerstand eine Verlustleistung von 360uW verbraucht.
Die Verlustleistung der beiden Widerstände ist natürlich gleich, da sie beide gleich groß sind. Ich habe das mit Absicht so gemacht, jetzt ist es nämlich eure Aufgabe mit den Werten der Widerstände und der Spannungsquelle zu spielen um ein Gefühl für das Programm zu bekommen ;-)

Dazu braucht man nicht noch mal alles neu eingeben sondern kann im unteren Fenster der Schaltung einfach wieder mit rechts auf ein Bauteil klicken und die entsprechenden Werte verändern. Um die Änderung auch in den Diagrammen sichtbar zu machen muss man einfach noch einmal auf [[Bild:SWCadTutBilder13.png]] klicken und die neuen Werte werden berechnet und sofort dargestellt.

===Weitere Hinweise===

Die Diagramme und Einstellungen dafür lassen sich leider nicht speichern (keine Ahnung warum, vielleicht hab ich es einfach noch nicht gefunden), aber man kann die Werte in eine Textdatei speichern lassen (z.B. für Excel) oder als WMF-Datei exportieren.

Zum Exportieren in eine Textdatei klickt man auf „File -> Export“ und gibt dort an, welche Plots wo und wie gespeichert werden sollen.
Der WMF-Export funktioniert über „Tools -> Write Plot to .wmf File“
Andere Bauteile werden in gleicher Art und Weise in die Schaltung eingebaut. Das Verfahren ist das gleiche. Um Wechselspannungen zu simulieren klickt man in den Einstellungen der Spannungsquelle (Voltage) auf „Advanced“. So kommt man in ein weiteres Menü in dem man die nötigen Einstellungen vornehmen kann.

===Wie geht es weiter?===

Ich habe vor einen 2. Teil des Tutorials zu schreiben in dem es dann um die Simulation von Schaltungen mit Wechselspannung geht. Ich bin noch auf der Suche nach einer geeigneten einfachen Schaltung, die, auch für Anfänger, leicht verständlich ist, aber auch genug Möglichkeiten für interessante Plots bietet. Für Hinweise bin ich immer dankbar ;-)

===Codebeispiel===
Der Schaltplan des Spannungsteilers im SWCad-Format. Als Datei Spannungsteiler.asc abspeichern.
{| {{Blaueschmaltabelle}}
|Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -64 368 -64 256 WIRE -64 176 -64 48 WIRE -64 48 128 48 WIRE 128 48 128 80 WIRE 128 160 128 240 WIRE 128 320 128 368 FLAG 128 368 0 FLAG -64 368 0 SYMBOL res 112 64 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 100k SYMBOL res 112 224 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 100k SYMBOL voltage -64 160 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 24 132 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 12V SYMATTR SpiceLine Rser=0.01 TEXT -98 506 Left 0 !.tran 0 1 0
|}

==Autoren==
* Sonic
* Wiki konvertiert Frank
* Bilder Vish

==Weblinks==
* http://www.linear.com
* [http://www.linear.com/software/ Download LTSpice/SwitcherCAD]

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Grundlagen]]

SwitcherCAD-Tutorial

2005-12-30T20:55:08Z

Vish: /*Bilder*/

Schaltungen simulieren mit LTSpice/SwitcherCAD am Beispiel von SwitcherCAD III

===Was ist LTSpice/SwitcherCAD?===
SwitcherCad ist eine Software um Schaltungen am PC zu simulieren. Die Software ist kostenlos über die Website von Linear Technologies (siehe Weblinks) zu bekommen und wird auch von dieser Firma produziert und weiterentwickelt.

Mit diesem Programm kann man Schaltungen am PC zusammenstellen und danach Spannungen, Ströme und vieles mehr in Diagrammen darstellen lassen.

So kann man eine Schaltung ausprobieren und Parameter variieren, ohne die Bauteile zu kaufen, und die Schaltung aufbauen zu müssen. Das spart natürlich Zeit und Geld, das wichtigste ist aber wohl, dass man so Fehler entdecken kann bevor man anfängt die Schaltung zu realisieren.

Gerade im Roboterbau mit Hobbymitteln ist das von großem Vorteil, da die Geldmittel begrenzt sind und man sich viele Dinge selbst bauen muss.

===Wo bekommt man das Programm?===
Die Software steht zum Download frei zur Verfügung (siehe Weblinks). Etliche Modelle von Bauteilen sind schon beinhaltet, aber es gibt auch noch zusätzliche Modelle zum downloaden. Natürlich sind die Modelle von Bauteilen der Herstellerfirma in der Überzahl. Für Modelle anderer Hersteller sollte man auf deren Websites schauen.

Nach dem Download muss die Software selbstverständlich installiert werden. Die Installation ist aber sehr einfach und bedarf eigentlich keiner Erklärung.

===Der erste Schaltplan===
Als allererste Simulation werde ich mich auf Gleichstrom beschränken und einen einfachen Spannungsteiler simulieren. Das reicht um die grundsätzlichen Schritte der Simulation einer Schaltung zur erklären.

Zuerst muss ein neuer Schaltplan erstellt werden dafür klickt man entweder im Menü auf „File -> New Schematic“ oder direkt auf dieses Symbol [[Bild:SWCadTutBilder1.png]]

Danach haben wir einen leeren Schaltplan vor uns den wir nun mit unseren Bauteilen füllen müssen.

Für einen Spannungsteiler brauchen wir zuerst natürlich 2 Widerstände. Um diese in den Schaltplan einzufügen, klicken wir auf das Symbol für einen Wiederstand [[Bild:SWCadTutBilder2.png]] (Achtung! SWCad verwendet das US-Symbol für Widerstände, die gezackte Linie, nicht wie bei uns in Europa ein längliches Kästchen) und ordnen 2 Widerstände übereinander im Schaltplan an, indem wir 2 mal nacheinander an die entsprechende Stelle im Schaltplan klicken.
Der Schaltplan sieht nun ungefähr so aus

[[Bild:SWCadTutBilder3.png|center]]

Jetzt fehlt natürlich noch die Spannungsquelle und (ganz wichtig) die GND-Symbole. Bei jeder Spicesimulation muss min. 1 GND-Symbol angeschlossen werden.

Zum Einfügen der Spannungsquelle klickt man auf das „Components“-Symbol [[Bild:SWCadTutBilder4.png]] und wählt das Bauteil „Voltage“ aus. Zum setzen der GND-Symbole klickt man auf [[Bild:SWCadTutBilder5.png]].

Die genannten Bauteile werden in der Schaltung platziert. Danach sollte der Schaltplan ungefähr so aussehen.

[[Bild:SWCadTutBilder6.png|center]]

Mit den „Move“ bzw. „Drag“ Werkzeugen können die Bauteile verschoben werden. In einem der beiden Modi lassen sich die Bauteile auch drehen und spiegeln indem man auf eines dieser Symbole klickt [[Bild:SWCadTutBilder7.png]]

Nachdem nun die Bauteile platziert sind müssen sie noch „verkabelt“ werden, das geschieht in dem man das „Wire“-Symbol [[Bild:SWCadTutBilder8.png]] anklickt und die Anschlusspunkte (markiert durch kleine Rechtecke) der Bauteile entsprechend miteinander verbindet.
Die fertige Schaltung sollte dann ungefähr so aussehen.

[[Bild:SWCadTutBilder9.png|center]]

Das war es jetzt auch schon fast. Was aber noch fehlt sind die Werte der verschiedenen Bauteile. Diese lassen sich einfach eingeben indem man mit der rechten Maustaste auf das Bauteil klickt, für welches man den Wert eingeben will. Für die Widerstände erscheint folgendes Menü:

[[Bild:SWCadTutBilder10.png|center]]

Der Einfachheit halber habe ich für beide Widerstände 100k Ohm eingegeben.
Das Menü der Spannungsquelle sieht folgendermaßen aus

[[Bild:SWCadTutBilder11.png|center]]

Ich habe 12V für die Spannung gewählt und einen Innenwiderstand von 0.01 Ohm eingegeben. Die Werte erscheinen direkt nach der Eingabe bei dem Entsprechenden Symbol.

[[Bild:SWCadTutBilder12.png|center]]

Damit ist die Eingabe des Schaltplans abgeschlossen und die Schaltung kann simuliert werden.

===Simulation der eingegebenen Schaltung===
Die Simulation der Schaltung ist eigentlich ganz einfach.
Zuerst klickt man auf das Symbol „Run“ [[Bild:SWCadTutBilder13.png]] . Danach erscheint das Menü in dem angeben kann welche Art von Simulation man durchführen möchte.

[[Bild:SWCadTutBilder14.png|center]]

Hier wählen wir zuerst den Simulationsmodus „Transient“ und geben in dessen Parametern eine Stop Time von 1s, und eine Start Time von 0 ein.
Das bedeutet das der Verlauf der Spannungen und Ströme vom Einschalten an über einen Zeitraum von 1s simuliert werden. Danach bestätigen wir mit „OK“.
Im Anschluss erscheint folgendes Fenster

[[Bild:SWCadTutBilder15.png|center]]

Hier kann man auswählen welches Diagramm zuerst dargestellt werden soll. Der Einfachheit halber wählen wir hier „V(n001)“ aus.
Zur Erklärung: Spice teilt den Schaltplan in Knoten auf (Nodes) V(n001) ist dann die Spannung am Knoten 001, I(R1) ist der Strom durch den Widerstand R1, usw.

Nach dem Bestätigen mit „OK“ läuft die Simulation und das erste Diagramm wird dargestellt.

[[Bild:SWCadTutBilder16.png|center]]

Dargestellt wird die Spannung am Knoten V(n001), der Versorgungsspannung an V1 (12V).

Jetzt kommt der spannende Teil der Simulation, das hinzufügen von weiteren Plots. Wenn man mit der Maus in den unten noch sichtbaren Schaltplan fährt, ändert sich der Mauszeiger, entweder in eine Prüfspitze oder eine Strommesszange wenn man über Leitungen bzw. Bauteile fährt.

Wir wollen jetzt die Spannung an R2 in das Diagramm einfügen, dazu fahren wir in der Schaltung mit der Maus auf die Leitung, welche R1 und R2 verbindet. Wenn sich der Mauszeiger in die Prüfspitze verwandelt hat, klickt man darauf und der Plot der Spannung wird in das Diagramm eingefügt.

[[Bild:SWCadTutBilder17.png|center]]

Als nächstes interessiert uns der Strom der durch die Widerstände fließt. Dazu geht man genauso vor wie bei den Spannung. Der Unterschied ist nur, daß man nicht auf die Leitung fährt sondern auf das Bauteil, und der Mauszeiger sich in eine Strommesszange verwandelt.
Da der Strom in einem Stromkreis (Masche) immer gleich ist, ist es in diesem Fall egal ob man den Strom durch R1 oder R2 wählt. Danach erscheint ein weitere Linie im oben dargestellten Diagramm.

[[Bild:SWCadTutBilder18.png|center]]

Interessant ist das eine weitere Skala im Diagramm dazu gekommen ist. Nämlich auf der rechten Seite die Skala für die Stromstärke. Das geschieht automatisch.

Jetzt haben wir alle Diagramme für Spannung und Stromstärke. Aber damit geben wir uns nicht zufrieden. Uns interessiert besonders die Verlustleistung des Spannungsteilers, also wie viel Watt unsere Schaltung und die einzelnen Widerstände verbrauchen.

Die Leistung berechnet sich zu P = U * I, also Leistung = Spannung * Strom.

Zuerst erstellen wir der Übersicht wegen ein neues Diagramm.
Dazu klickt man im Simulationsfenster mit der rechten Maustaste, und dann auf „add Plot Plane“. Danach erhält man ein neues Diagramm im Simulationsfenster. Das „alte“ bleibt dabei erhalten.
Zuerst lassen wir uns den gesamten Leistungsverbrauch der Schaltung aufzeichnen. Diese berechnet sich zu Versorgungsspannung * Gesamtstromstärke, in unserem Fall also V(n001) * I(R1).
Um uns diese Kurve plotten zu lassen klicken wir mit rechts auf das neue noch leere Diagramm, und dann auf „add Trace“. Folgendes Fenster erscheint:

[[Bild:SWCadTutBilder19.png|center]]

Ich habe die Zeile auf die es ankommt hervorgehoben. In diese Zeile kann man nämlich eine mathematische Beziehung zwischen den oben wählbaren Strömen/Knoten eingeben.
Für die Gesamtleistung der Schaltung, gibt man die oben genannte Formel ( V(n001 * I(R1) ) ein. Nach einem Klick auf Ok wird die Gesamtleistung der Schaltung im vorher leeren Diagramm eingetragen. Die Skala des Diagramms wird automatisch auf Watt eingestellt.

[[Bild:SWCadTutBilder20.png|center]]

Diagramme sind leider nicht absolut genau abzulesen, deswegen gibt es die Möglichkeit den Namen des entsprechenden Diagramms anzuklicken (oberhalb des Plots). Dadurch erscheint ein Fenster mit diversen Angaben zum Plott, unter anderem erfährt man dort, dass die gesamte Leistungsaufnahme der Schaltung 720uW beträgt.

Genauso verfährt man wenn man die Leistungsaufnahme eines Widerstandes plotten will. Allerdings ist die Formel der Verlustleistung eines Widerstands P = Spannungsabfall * Stromstärke. Die einzutragende Formel ist also (für R1)

(Versorgungsspannung – Spannung zwischen R1 und R2) * Strom durch R1.

Mit den Worten von LTSpice wäre das dann (V(n001)-V(n002)) * I(R1).
Gibt man das genauso wie beim ersten Plot ein, erhält man folgendes Bild

[[Bild:SWCadTutBilder21.png|center]]

Durch anklicken der Plottbezeichnung (oben) erfährt man, dass ein Widerstand eine Verlustleistung von 360uW verbraucht.
Die Verlustleistung der beiden Widerstände ist natürlich gleich, da sie beide gleich groß sind. Ich habe das mit Absicht so gemacht, jetzt ist es nämlich eure Aufgabe mit den Werten der Widerstände und der Spannungsquelle zu spielen um ein Gefühl für das Programm zu bekommen ;-)

Dazu braucht man nicht noch mal alles neu eingeben sondern kann im unteren Fenster der Schaltung einfach wieder mit rechts auf ein Bauteil klicken und die entsprechenden Werte verändern. Um die Änderung auch in den Diagrammen sichtbar zu machen muss man einfach noch einmal auf [[Bild:SWCadTutBilder13.png]] klicken und die neuen Werte werden berechnet und sofort dargestellt.

===Weitere Hinweise===

Die Diagramme und Einstellungen dafür lassen sich leider nicht speichern (keine Ahnung warum, vielleicht hab ich es einfach noch nicht gefunden), aber man kann die Werte in eine Textdatei speichern lassen (z.B. für Excel) oder als WMF-Datei exportieren.

Zum Exportieren in eine Textdatei klickt man auf „File -> Export“ und gibt dort an, welche Plots wo und wie gespeichert werden sollen.
Der WMF-Export funktioniert über „Tools -> Write Plot to .wmf File“
Andere Bauteile werden in gleicher Art und Weise in die Schaltung eingebaut. Das Verfahren ist das gleiche. Um Wechselspannungen zu simulieren klickt man in den Einstellungen der Spannungsquelle (Voltage) auf „Advanced“. So kommt man in ein weiteres Menü in dem man die nötigen Einstellungen vornehmen kann.

===Wie geht es weiter?===

Ich habe vor einen 2. Teil des Tutorials zu schreiben in dem es dann um die Simulation von Schaltungen mit Wechselspannung geht. Ich bin noch auf der Suche nach einer geeigneten einfachen Schaltung, die, auch für Anfänger, leicht verständlich ist, aber auch genug Möglichkeiten für interessante Plots bietet. Für Hinweise bin ich immer dankbar ;-)

===Codebeispiel===
Der Schaltplan des Spannungsteilers im SWCad-Format. Als Datei Spannungsteiler.asc abspeichern.
{| {{Blaueschmaltabelle}}
|Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -64 368 -64 256 WIRE -64 176 -64 48 WIRE -64 48 128 48 WIRE 128 48 128 80 WIRE 128 160 128 240 WIRE 128 320 128 368 FLAG 128 368 0 FLAG -64 368 0 SYMBOL res 112 64 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 100k SYMBOL res 112 224 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 100k SYMBOL voltage -64 160 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 24 132 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 12V SYMATTR SpiceLine Rser=0.01 TEXT -98 506 Left 0 !.tran 0 1 0
|}

==Autoren==
* Sonic
* Wiki konvertiert Frank
* Bilder Vish

==Bitte ergänzen==
Leider waren dei Bilder ursprünglich auf dem Server des Autors geblieben. Durch eine Umstellung beim Autor sind diese versehendlich verloren gegangen. Es wäre schön wenn das noch jemandr ergänzen könnte

==Weblinks==
* http://www.linear.com
* [http://www.linear.com/software/ Download LTSpice/SwitcherCAD]

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Grundlagen]]

Datei:SWCadTutBilder21.png

2005-12-30T20:54:56Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Anzeige der an einem Widerstand abfallenden Leistung

SwitcherCAD-Tutorial;
Anzeige der an einem Widerstand abfallenden Leistung

Datei:SWCadTutBilder20.png

2005-12-30T20:54:08Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Anzeige der Leistung

SwitcherCAD-Tutorial;
Anzeige der Leistung

Datei:SWCadTutBilder19.png

2005-12-30T20:52:57Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Fenster um einen neuen Signalverlauf darzustellen

SwitcherCAD-Tutorial; Fenster um einen neuen Signalverlauf darzustellen

Datei:SWCadTutBilder18.png

2005-12-30T20:51:22Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Die Gesamtstromstärke wurde zur Simulation hinzugefügt

SwitcherCAD-Tutorial; Die Gesamtstromstärke wurde zur Simulation hinzugefügt

Datei:SWCadTutBilder17.png

2005-12-30T20:50:16Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Der zweite simulierte Spannungsverlauf

SwitcherCAD-Tutorial; Der zweite simulierte Spannungsverlauf

Datei:SWCadTutBilder16.png

2005-12-30T20:47:36Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Der erste simulierte Spannungsverlauf

SwitcherCAD-Tutorial;
Der erste simulierte Spannungsverlauf

Datei:SWCadTutBilder15.png

2005-12-30T20:46:20Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Fenster zur Auswahl des Signals, das simuliert werden soll

SwitcherCAD-Tutorial; Fenster zur Auswahl des Signals, das simuliert werden soll

Datei:SWCadTutBilder14.png

2005-12-30T20:45:08Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Fenster zur Eingabe der Simulationsoptionen

SwitcherCAD-Tutorial;
Fenster zur Eingabe der Simulationsoptionen

Datei:SWCadTutBilder13.png

2005-12-30T20:43:20Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um eine Simulation zu starten

SwitcherCAD-Symbol um eine Simulation zu starten

Datei:SWCadTutBilder12.png

2005-12-30T20:42:45Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Der fertige Schaltplan mit eingegebenen Bauteilwerten

SwitcherCAD-Tutorial;
Der fertige Schaltplan mit eingegebenen Bauteilwerten

Datei:SWCadTutBilder11.png

2005-12-30T20:41:58Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Eigenschaftenfenster einer Spannungsquelle

SwitcherCAD-Tutorial;
Eigenschaftenfenster einer Spannungsquelle

Datei:SWCadTutBilder10.png

2005-12-30T20:41:26Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Eigenschaftenfenster eines Widerstandes

SwitcherCAD-Tutorial;
Eigenschaftenfenster eines Widerstandes

Datei:SWCadTutBilder9.png

2005-12-30T20:38:36Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Der fertige Schaltplan

SwitcherCAD-Tutorial;
Der fertige Schaltplan

Datei:SWCadTutBilder8.png

2005-12-30T20:38:12Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um Bauteile im Schaltplan zu verbinden

SwitcherCAD-Symbol um Bauteile im Schaltplan zu verbinden

Datei:SWCadTutBilder7.png

2005-12-30T20:37:32Z

Vish: Die beiden SwitcherCAD-Symbole zum verschieben eines oder mehrerer Bauteile im Schaltplan

Die beiden SwitcherCAD-Symbole zum verschieben eines oder mehrerer Bauteile im Schaltplan

Datei:SWCadTutBilder6.png

2005-12-30T20:36:18Z

Vish: SwitcherCAD Tutorial; Alle Bauteile im Schaltplan angeordnet, aber noch nicht verbunden

SwitcherCAD Tutorial;
Alle Bauteile im Schaltplan angeordnet, aber noch nicht verbunden

Datei:SWCadTutBilder5.png

2005-12-30T20:35:22Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um ein Massesymbol in den Schaltplan einzufügen

SwitcherCAD-Symbol um ein Massesymbol in den Schaltplan einzufügen

Datei:SWCadTutBilder4.png

2005-12-30T20:34:24Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um ein weiteres Bauteil in den Schaltplan einzufügen

SwitcherCAD-Symbol um ein weiteres Bauteil in den Schaltplan einzufügen

Datei:SWCadTutBilder3.png

2005-12-30T20:33:23Z

Vish: SwitcherCAD-Tutorial; Die beiden Widerstände in den Schaltplan eingefügt

SwitcherCAD-Tutorial;
Die beiden Widerstände in den Schaltplan eingefügt

Datei:SWCadTutBilder2.png

2005-12-30T20:31:04Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um einen Widerstand einzufügen

SwitcherCAD-Symbol um einen Widerstand einzufügen

Datei:SWCadTutBilder1.png

2005-12-30T20:29:24Z

Vish: SwitcherCAD-Symbol um einen neuen Schaltplan zu erstellen

SwitcherCAD-Symbol um einen neuen Schaltplan zu erstellen

RS232

2005-12-23T15:33:16Z

Vish: /* Übertragungsverfahren - Bild */

=Serielle Schnittstelle (RS-232)=
Das RS-232 Übertragungverfahren wurde ursprünglich zur Datenübertragung über Telefonleitung entwickelt. Dabei wurde definiert, daß 8-Bit Datenbytes übertragen werden. Zusätzlich wird am anfang ein Startbit gesendet, das den Anfang eines Bytes Kennzeichnet. Am Ende eines Bytes wird dann noch zusätzlich ein Stopbit gesendet. D.h. es werden pro Datenbyte 10 Bit gesendet. Der Pegel des Startbits und des Stopbits ist definiert und dient zur sicheren Erkennung der dazwischen liegenden Nutzbits. Zur Übertragung von Nutzdaten hatte man sich auf den ASCII Code (''American Standard Code of Information Interchange'') festgelegt um die Information unabhängig vom Typ des Datenendgeräts einheitlich zu gestalten. Die Schnittstelle ist zur Bedienung von Modems (Modulator/Demodulator) ausgelegt und enthält etliche Signale speziell für diesen Zweck. Anwendungen wie z.B. Werkstatttester im KFZ Bereich oder [[Microcontroller]] die ebenfalls die Übertragungsart RS-232 verwenden brauchen diese modemspezifischen Signale nicht, sonder kommen mit RD, TD und GND aus. Die Signale werden hier im Detail erklärt.

=Begriffe zur RS-232 Verbindung=

'''DCE''' = Data Communications Equipment. Auf deutsch DÜE (Datenübertragungseinrichtung). Ein anderes Wort für Modem, d.h. das Gerät, das die Daten so umsetzt, daß sie über eine Telefonleitung übertragen werden können. Daten-Übertragungs-Einrichtungen (also Modems und Pegelwandler) sind Geräte, die Signale senden und/oder empfangen und sie ohne Verarbeitung an andere Geräte weiterleiten.
'''DCE''' sind daran erkennbar, das der Stecker als '''Buchse''' ausgeführt ist.

'''DTE''' = Data Terminal Equipment. Auf deutsch manchmal auch als DEE (Datenendeinrichtung) bezeichnet. Das kann einfach ein Computerterminal einer Mainframeanlage sein (daher kommt auch die Bezeichnung!), ein Drucker, Plotter oder PC etc. etc. Daten-End-Einrichtungen sind Geräte, die Signale senden und/oder empfangen ohne sie weiterzuleiten.
'''DTE''' sind daran erkennbar, das der Stecker als '''Stiftleiste''' ausgeführt ist.<br>
(Daran läßt sich beim PC der Stecker auch immer von Druckeranschluß LPT unterscheiden,
der immer eine Buchse ist)

'''Null Modem''' = Dieser Ausdruck bezeichnet eine RS-232 Kabelverbindung zwischen zwei geräten, die dieses Übertragungsprotokoll benutzen, ohne dabei Modems zu verwenden. Z.B. kann das der Fall sein, wenn ein serieller Drucker mit einem PC verbunden wird. Die Kabellänge ist hierbei in der Regel auf 10 Meter begrenzt. Es gibt im Handel jedoch Verstärker, die man zwischenschalten kann und die eine wesentlich längere Kabelverbindung zulassen. Da wie schon erwähnt keine Modems verwendet werden, ist es notwendig auf jeder Seite die modemspezifischen Signale in gewisser Weise miteinander zu verbinden um den Schnittstellen einen Modembetrieb vorzutäuschen. Das Nullmodem ist im Detail weiter unten beschrieben.
Ein '''Null Modem Kabel''' braucht man, um '''zwei DTE Geräte''' zu verbinden<br>
Das ist ein Kabel mit zwei Buchsen, in dem die Sende/Empfangsleitungen "ausgekreuzt" sind

Umgekehrt: Ein Null-Modem Kabel erkennt man daran, daß beide Stecker Buchsen sind.

=Signalerklärung der RS-232 Schnittstelle=

'''RD/RX''' = Empfangsdaten. Auf dieser Leitung werden die Datenbits vom Datenterminal (DTE) empfangen.

'''TD/TX''' = Sendedaten. Auf dieser Leitung werden Daten vom Datenterminal (DTE) gesendet.

CHS GND = Gehäusemasse (chassis ground). Das Datenterminal und das Modem müssen eine gemeinsame Masseverbindung haben um Masseschleifen etc zu verhindern.

'''DSR''' = Data Set Ready. Dieses Signal wird vom Modem ausgegeben und bedeutet, daß das Modem aktiv und betriebsbereit ist, um mit dem Datenterminal zu kommunizieren.

'''DTR''' = Data Terminal Ready. Dieses Signal wird vom Datenterminal an das Modem ausgegeben nd bedeutet, daß das Datenterminal aktiv und betriebsbereit ist, um mit dem Modem zu kommunizieren.

'''DCD/CD''' = Data Carrier Detect oder Carrier Detect. Dieses Signal zeigt an, daß die Modems der beiden Seiten über die Telefonleitung miteinander verbunden sind und Daten über diese Verbindung austauschen können.

'''RTS''' = Request To Send. Dieses Signal wird vom Datenterminal ausgegeben und bedeutet, daß das Terminal Daten übertragen möchte.

'''CTS''' = Clear To Send. Ist das Antwortsignal des Modems an das Datenterminal auf ein RTS hin und zeigt an, daß das Modem bereit ist die Daten vom Terminal aufzunehmen und auf die Leitung umzusetzen.
SIG GND = Signalmasse (signal ground). Diese Masse dient als Referenzpotential für alle Signale. Je nach Gerät kann das ein von der Gehäusemasse getrenntes Potential sein, oder auch mit ihr verbunden sein.

'''RI''' = Ring Indicator. Ist ein Signal vom Modem zum Datenterminal, das anzeigt, daß der Telefonanschluß von einem externen Teilnehmer angewählt wurde d.h. daß das Telefon klingelt. Je nach Anwendung wird nach einer bestimmten Anzahl von Klingelimpulsen "abgehoben" (ist im Modem einstellbar).
Anschlußbelegungen:Draufsicht auf die D-SUB 25 pol. Buchsenleiste

<pre>
+-------------------------------------+
\ 13 O O O O O O O O O O O O O 1 /
\ 25 O O O O O O O O O O O O 14 /
+------------------------------+

Draufsicht auf die D-SUB 25 pol. Stiftleiste
+-------------------------------------+
\ 1 + + + + + + + + + + + + + 13 /
\ 14 + + + + + + + + + + + + 25 /
+------------------------------+

Draufsicht auf die D-SUB 9 pol. Buchsenleiste
+-------------------+
\ 5 O O O O O 1 /
\ 9 O O O O 6 /
+------------+

Draufsicht auf die D-SUB 9 pol. Stiftleiste
+-------------------+
\ 1 + + + + + 5 /
\ 6 + + + + 9 /
+------------+
</pre>

{| {{Blauetabelle}}
|'''Signal Name'''
| '''D-SUB25 pol.'''
| '''D-SUB 9 pol.'''
|-
|GND Gehäuse - Masse
|1
| -
|-
|TxD Sendedaten
|2
|3
|-
|RxD Empfangsdaten (Receive Data)
|3
|2
|-
|RTS Sender Einschalten (Request to Send)
|4
|7
|-
|CTS Sender Bereit (Clear to Send)
|5
|8
|-
|DSR DÜE bereit (Data Set Ready)
|6
|6
|-
|GND Signal - Masse
|7
|5
|-
|DCD Trägerpegel (Data Carrier Detect)
|8
|1
|-
|DTR Terminal bereit (Data Terminal Ready)
|20
|4
|-
|RI Ankommender Anruf (Ring Indicator)
|22
|9
|-
|Unbelegt
|9, 10, 11,12, 13, 14,15, 16, 17,18, 19, 21,23, 24, 25
| -
|}

=Übertragungsverfahren=

<div align = "center">
[[Bild:RS232_Uebertragung.png]]
</div>
Wie sich erkennen lässt, sind die Datenleitungen invertiert, das heißt in diesem Fall, dass eine logische 0 durch eine Spannung von +3V bis +12V repräsentiert wird. Eine logische 1 hingegen durch eine Spannung von -3V bis -12V. Wenn keine Daten übertragen werden (Ruhezustand), dann liegen an der Datenleitung -3V bis -12V an.
Jede Datenübertragung beginnt mit einem Sartbit, welches dazu dient Sender und Empfänger zu synchronisieren. Der Pegel der Datenleitung wechselt also von logisch 1, dem Ruhezustand, auf logisch 0.

Anschließend werden fünf bis neun Bits übertragen, in der Regel jedoch, wie bereits erwähnt, acht. Die Bits werden "so wie sie sind" übermittelt, das heißt es werden keinerlei Synchronisierungsinformationen mitgeschickt.

Anschließend kann das Paritätsbit (Paritybit) folgen, welches dazu dient mögliche Übertragungsfehler zu entdecken.
Man unterscheidet hierbei:
* Even-parität
* Odd-parität
Ist als Parität "even" gewählt, dann wird genau dann das Paritätsbit gesetzt, wenn die Anzahl der übertragenen Einsen in den Nutzdaten ungerade ist. Andernfalls ist es nicht gesetzt.

Wählt man jedoch "odd" als Parität, dann wird das Paritätsbit gesetzt, wenn die Anzahl der übertragenen Einsen in den Nutzdaten gerade ist.

Nach dem Paritätsbit folgen ein oder zwei Stoppbits, das bzw. die auch zur Synchronisierung dienen. Ein Stoppbit wird durch einen Pegel von -3 bis -12V dargestellt, also einer logischen 1. Nach dem (den) Stoppbit(s) folgt eine Ruhephase, deren Länge nicht bestimmt ist. Folglich darf nach einem Stoppbit sofort wieder das Startbit folgen, es darf aber auch unendlich lange gewartet werden, bis das nächste Startbit geschickt wird.

=Siehe auch=
* [[UART]]
* [[RS485]]

[[Kategorie:Abkürzung]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]

--[[Benutzer:Techno|Techno]] 12:44, 19. Dez 2005 (CET)

--[[Benutzer:Vish|vish]] 09:22, 22. Dez 2005 (CET)

Datei:RS232 Uebertragung.png

2005-12-23T15:23:44Z

Vish: RS-232 - Schema einer Übertragung

RS-232 - Schema einer Übertragung

I2C

2005-12-23T09:15:39Z

Vish: /* Weblinks */

==Geschichte==

Der I2C—Bus (''Inter Integrated Circuit'')ist ein serieller synchroner Zweidraht—Bus, der vor rund 20 Jahren von Philips entwickelt wurde. Was die Philips—Designer seinerzeit kaum ahnen konnten: Ihr Inter—IC Bus (I2C, „1 Squared C“) ist mittlerweile ein Industriestandard für Steuerungs-, Diagnose- und Überwachungslösungen in unzähligen Embedded-Applikationen. Mit einfacher Implementierung. niedrigen Kosten und einer Übertragungsrate bis 3,4 MBit/s ist der Bus Veteran aktuell wie nie zuvor.

Ziel der damaligen Entwicklung war ein hierarchisches Bus—System, über das mehrere lCs bei geringstem Aufwand [Leiterbahnen, Komponenten etc.) miteinander kommunizieren sollten. Daher bot sich eine serielle Struktur an, um

* im Vergleich zu parallelen Bus-Systemen
* mit weniger Leiterbahnen und l/0s auszukommen und so letztendlich Platinenfläche, IC-Abmessungen (Pin-Anzahl) und Kosten zu reduzieren.

Aus diesen Überlegungen entstand schließlich ein echter bidirektionaler Zweidraht-Bus in Master/Slave-Architektur mit integriertem Übertragungsprotokoll und Software-Adressierung, der nur zwei Verbindungen zwischen den lC’ s/Boards erfordert: Die Taktleitung SCL (Serial Clock Line) und die Datenleitung SDA (Serial Data Line).

Das bedeutet in der Praxis, dass z.B. ein Microcontroller ein ganzes "Netzwerk" von Chips mit nur zwei I/O Pins und einfacher Software steuern bzw. für bestimmte Funktionen nutzen kann. Ursprünglich wurde der I2C-Bus für Interaktionen zwischen einigen wenigen lCs entwickelt, die auf derselben Platine montiert waren, etwa zur Steuerung der Abstimmung von Autoradios oder TV-Geräten.

Dabei betrug die Übertragungsrate nur 100 kBit/s bei einer zulässigen Bus-Kapazität von 400 pF. Den ständig steigenden Performance-Anforderungen folgend, wurde die Übertragungsrate 1992 und 1998 auf 400 kBit/s bzw. 3,4 Mbit/s angehoben. Der große Vorteil des I2C-Busses besteht jedoch auch darin das auch deutlich langsamere Busteilnehmer am Bus betreiben werden können, siehe auch unter [[Clock Stretching]]

Heute wird der I2C-Bus auch in Systemen mit mehreren Boards wie Blade— oder Rack—Mount¬Servern eingesetzt, wobei l2C-Hot-Swap-Buffer ein störungsfreies Einsetzen oder Austauschen von Boards während des Betriebs gewährleisten. Zum Beispiel wird der I2C-Bus heute auch bei nahezu allen Projekten aus dem Roboternetz verwendet, siehe Kategorie Projekte/Schaltungen.

Mit Hilfe neuer Expansions- und Steuerungs-Bauelemente kann der I2C-Bus inzwischen über die 400-pF-Grenze [ca. 20 bis 30 lCs pro Bus-Segment) hinaus erweitert werden. Dadurch können Entwickler mehr Chips '''sogar mehrere identische lCs mit der selben Adresse''' anschließen und flexibel auf die steigende Zahl von I2C—Bau— Elementen reagieren.

'''Ein großer Vorteil des I2C-Bus ist auch die einfache Ansteuerung. Da keine festen Taktzeiten eingehalten werden müssen, können sowohl langsame als auch sehr schnelle Bussteilnehmer, Chips und Programmiersprachen eingesetzt werden.'''

<center>
http://www.roboternetz.de/bilder/i2cbeitrag1.gif
</center>

==Bitübertragung==

Um ein Bit als gültig zu werten, muss SCL High sein. SDA darf sich währendessen nicht ändern (es sei denn es handelt sich um die Start- oder Stoppbedingung, doch dazu später mehr). Um beispielsweise eine 1 zu übertragen, müssen SDA sowie SCL High sein. Für eine 0, muss SDA Low sein, SCL jedoch High.

[[Bild:I2C_Bituebertragung.png|center]]

==Start- und Stoppbedingungen==

===Startbedingung===

Um die angeschlossenen ICs zu informieren, dass eine Datenübertragung beginnt, muss eine Startbedingung erzeugt werden. Vorher kann keine Datenübertragung erfolgen.
Eine Startbedingung wird erzeugt, indem, während SCL High ist, SDA von High auf Low wechselt.

[[Bild:I2C_Startbedingung2.png|center]]

===Stoppbedingung===

Die Stoppbedingung funktioniert genau anders herum: SCL muss High sein und während dieser Phase wechselt SDA von Low auf High.
Die Stoppbedingung beendet, wie der Name schon vermuten lässt, eine Datenübertragung. So kann der Master signalisieren, dass er keine weiteren Daten empfangen oder senden möchte.

[[Bild:I2C_Stoppbedingung.png|center]]

===Repeated-Startbedingung===

Da die Stoppbedingung gleichzeitig auch eine Freigabe des Bus bedeutet (und dann könnte ja ein anderer Master den Bus übernehmen), gibt es auch den Start ohne vorheriges Stopp. Das wird dann benötigt, wenn vor dem Lesen erst ein Argument/Command geschickt werden muß. Abfolge:
<pre>
I2C Start
I2C Send Write-Address
I2C Send Argument
I2C Start oder Repeated Start
I2C Send Read-Address
I2C Read Data
....
I2C Stopp oder Release Bus
</pre>

==Datenübertragung größerer Datenmengen==

===Byteübertragung===

Wenn ein Byte verschickt werden soll, dann wird als erstes das höchstwertigste Bit verschickt. Dann folgen die anderen bis hin zum niederwertigstem. Folgende Tabelle soll dieses Schema anhand der Zahl 109 verdeutlichen:

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Dezimal'''
| 128
| 64
| 32
| 16
| 8
| 4
| 2
| 1
|-
| '''Dual'''
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
|-
| '''Übertragungsreihenfolge'''
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
|}
</div>

Wie man sieht wird das Bit, das die Dezimalzahl 128 repräsentiert, als erstes übertragen.

===Bestätigung (Acknowledgment)===

Der Empfänger quittiert den Erhalt der Daten mit einer Bestätigung (oder auch Acknowledgment). Nach acht Datenbits und folglich auch acht Taktimpulsen wird eine Bestätigung erzeugt.

[[Bild:I2C_Bestaetigung.png|center]]

Der Empfänger "zieht" SDA auf Low, bis der Master den neunten Taktimpuls generiert hat. Findet diese Bestätigung statt, bedeutet dies auch gleichzeitig, dass der Empfänger ein weiteres Byte empfangen möchte.
Möchte der Empfänger kein weiteres Byte mehr empfangen, dann verschickt er keine Bestätigung. Das eigentliche Ende der Datenübertragung wird aber durch die Stoppbedingung ausgelöst (Oder die "Repeated Startbedingung").

==Adressierung==

Das erste Byte nach der Startbedingung, das der Master verschickt, ist die Adresse des Slaves, den er ansprechen möchte.

===7-Bit Adressierung===

Die 7-Bit Adressierung ist die erste Adressierungsform des I<sup>2</sup>C Busses und ermöglicht bis zu 128 (2<sup>7</sup>) Geräte an einem Bus.

====Aufbau einer 7-Bit Adresse====

[[Bild: I2C_Adresse_Aufbau.png|center]]

Auch hier wird mit dem wichtigstem Bit begonnen. Da ein Byte aber acht Bits hat, und die Adresse nur sieben Bits, gibt es noch ein Bit, das die Datenrichtung angibt. Dieses Bit bestimmt, ob der Master Daten empfangen möchte oder ob er dem Slave Daten schicken möchte. Dieses letzte Bit wird als R/W Bit bezeichnet.
Hat ein Slave seine Adresse richtig verstanden und ist bereit Daten zu empfangen oder, je nach Fall, zu verschicken, dann sendet er eine Bestätigung.
Hat er seine Adresse nicht richtig mitbekommen, oder ist gerade nicht in der Lage eine Daten zu verschicken oder zu empfangen, dann bleibt die Bestätigung aus. Der Master kann dann eine Stoppbedingung erzeugen, sodass die Datenübertragung abgebrochen wird.

====Reservierte Adressen====

Einige Adressen wurden reserviert um den Bus ausbaufähig zu halten, oder um Missverständnissen vorzubeugen.

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Adresse'''
| '''R/W Bit'''
| '''Beschreibung'''
|-
| 0000001
| X
| CBUS Adresse
|-
| 0000010
| X
| Reserviert für ein anderes Busformat
|-
| 0000011
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 00001XX
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 11111XX
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 11110XX
| X
| 10-Bit Adressierung
|}
</div>

===10-Bit Adressierung===

Da es mit der Zeit immer mehr I<sup>2</sup>C-Bausteine wurden und es schon vorher Überschneidungen, was die Adressen betraf, gab, wurden 10-Bit Adressen eingeführt. Diese erlauben bis zu 1024 (2<sup>10</sup>) Geräte an einem Bus.
Durch die Reservierung der Adressen 1111 0XX und des R/W Bits dieser Adresse, werden mögliche 7-Bit Geräte am Bus nicht gestört. Im Gegenteil, es können sogar 7- und 10-Bit Geräte an einem Bus betrieben werden.

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Reservierte Adresse'''
| '''Adresse Teil 1'''
| '''R/W Bit'''
| ''' '''
| '''Adresse Teil 2'''
| ''' '''
|-
| 11110
| XX
| X
| Bestätigung
| XXXXXXXX
| Bestätigung
|}
</div>

Als erstes wird die reservierte Adresse mit den ersten fünf Bits "11110" gesendet. Dadurch wird, wie schon gesagt das Stören von Bausteinen mit 7-Bit Adressen vermieden. Nun folgen die ersten zwei Bits der eigentlichen Adresse. Nun kommt schon das R/W Bit, da nach einem Byte ja immer eine Bestätigung folgen muss, wenn eine weitere Datenübertragung erwünscht ist. Nach der Bestätigung kommt der 2. Teil der Adresse, der diesmal ein ganzes Byte ist. Dann folgt wieder eine Bestätigung und der eigentliche Datenaustausch kann beginnen.

===Subadressen===

Als Subadressen bezeichnet man die vom Benutzer programmierbaren Adressbits einer Adresse. Dies sind bei den meisten ICs die letzten drei Adressbits. Da man so acht verschiedene Adresskombinationen zusammenbekommt (2<sup>3</sup>), kann man folglich maximal acht dieser ICs an einem Bus gleichzeitig nutzen.
Folgende Tabelle verdeutlicht dies am Beispiel des I<sup>2</sup>C Bausteins PCF 8570:

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''1. Teil: Feste Adresse'''
| '''2. Teil: Subadresse'''
|-
| 1010
| XXX
|}
</div>

==Beispiel einer Datenübertragung==

===Schema===
Zum Abschluss noch das schematische Beispiel einer vollständigen Kommunikation zwischen einem Mikrocontroller als Master und einem Slave mit 7-Bit Adresse. In diesem Fall wird schreibend auf den Slave zugegriffen. Der Master ist also ein Sender, während der Slave als Empfänger fungiert.

[[Bild:I2C_Datenuebertragung.png|center]]

Nach der Startbedingung folgt die Slaveadresse mit dem R/W Bit. Dann kommt die obligatorische Bestätigung und der Master sendet ein Byte. Nun folgt wieder eine Bestätigung und der Master sendet wiederum ein Byte. Der Slave sendet wieder seine Bestätigung, jedoch möchte der Master jetzt keine Daten mehr senden, da SDA jetzt auf +5 Volt liegt. Da nun das Ende der Datenübertragung erreicht ist, löst der Master die Stoppbedingung aus.

===Oszillogramm===

Hier ein typisches Bild einer I2C-Kommunikation:

<center>
http://www.tobias-schlegel.de/PublicData/DOUBLE.png
</center>

===Programmierung Beispiel===
Ein typisches Beispiel wie in einer Programmiersprache (hier [[Bascom]] Basic) Daten über den I2C-Bus verschickt werden:

i2c_init
i2c_start
i2c_sendebyte(slaveid)
i2c_sendebyte(wert1)
i2c_sendebyte(wert2)
i2c_stop

''Artikelautoren:''
: [[Benutzer:Frank|Frank]]
: [[Benutzer:Vish|Vish]]

Verwendete Quellen für diesen Text:
# Philips Infos
# Spoerle Produktinfos
# mehrere Roboternetz-Artikel

==Siehe auch==
*[[RN-Definitionen]]
*[[Clock Stretching]]
*[[I2C Chip-Übersicht]]

==Weblinks==
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=28 Spezifikationen]
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=4509 PC -> I2C Bus Adapter]
* [http://www.the-starbearer.de/Roboterelektronik/i%B2c/I2C_Index.htm Tips zum I2C-Bus]
* [http://www.semiconductors.philips.com/pip/P82B715.html I2C über 50 Meter mit I2C Bus Extender möglich (IC P82B715)]]
* [http://www.i2c-bus.org/ Viele hilfreiche Informationen]

[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

RS232

2005-12-22T08:22:19Z

Vish:

=Serielle Schnittstelle (RS-232)=
Das RS-232 Übertragungverfahren wurde ursprünglich zur Datenübertragung über Telefonleitung entwickelt. Dabei wurde definiert, daß 8-Bit Datenbytes übertragen werden. Zusätzlich wird am anfang ein Startbit gesendet, das den Anfang eines Bytes Kennzeichnet. Am Ende eines Bytes wird dann noch zusätzlich ein Stopbit gesendet. D.h. es werden pro Datenbyte 10 Bit gesendet. Der Pegel des Startbits und des Stopbits ist definiert und dient zur sicheren Erkennung der dazwischen liegenden Nutzbits. Zur Übertragung von Nutzdaten hatte man sich auf den ASCII Code (''American Standard Code of Information Interchange'') festgelegt um die Information unabhängig vom Typ des Datenendgeräts einheitlich zu gestalten. Die Schnittstelle ist zur Bedienung von Modems (Modulator/Demodulator) ausgelegt und enthält etliche Signale speziell für diesen Zweck. Anwendungen wie z.B. Werkstatttester im KFZ Bereich oder [[Microcontroller]] die ebenfalls die Übertragungsart RS-232 verwenden brauchen diese modemspezifischen Signale nicht, sonder kommen mit RD, TD und GND aus. Die Signale werden hier im Detail erklärt.

=Begriffe zur RS-232 Verbindung=

'''DCE''' = Data Communications Equipment. Auf deutsch DÜE (Datenübertragungseinrichtung). Ein anderes Wort für Modem, d.h. das Gerät, das die Daten so umsetzt, daß sie über eine Telefonleitung übertragen werden können. Daten-Übertragungs-Einrichtungen (also Modems und Pegelwandler) sind Geräte, die Signale senden und/oder empfangen und sie ohne Verarbeitung an andere Geräte weiterleiten.

'''DTE''' = Data Terminal Equipment. Auf deutsch manchmal auch als DEE (Datenendeinrichtung) bezeichnet. Das kann einfach ein Computerterminal einer Mainframeanlage sein (daher kommt auch die Bezeichnung!), ein Drucker, Plotter oder PC etc. etc. Daten-End-Einrichtungen sind Geräte, die Signale senden und/oder empfangen ohne sie weiterzuleiten.

'''Null Modem''' = Dieser Ausdruck bezeichnet eine RS-232 Kabelverbindung zwischen zwei geräten, die dieses Übertragungsprotokoll benutzen, aber ohne dabei Modems zu verwenden. Z.B. kann das der Fall sein, wenn ein serieller Drucker mit einem PC verbunden wird. Die Kabellänge ist hierbei in der Regel auf 10 Meter begrenzt. Es gibt im Handel jedoch Verstärker, die man zwischenschalten kann und die eine wesentlich längere Kabelverbindung zulassen. Da wie schon erwähnt keine Modems verwendet werden, ist es notwendig auf jeder Seite die modemspezifischen Signale in gewisser Weise miteinander zu verbinden um den Schnittstellen einen Modembetrieb vorzutäuschen. Das Nullmodem ist im Detail weiter unten beschrieben.

=Signalerklärung der RS-232 Schnittstelle=

'''RD/RX''' = Empfangsdaten. Auf dieser Leitung werden die Datenbits vom Datenterminal (DTE) empfangen.

'''TD/TX''' = Sendedaten. Auf dieser Leitung werden Daten vom Datenterminal (DTE) gesendet.

CHS GND = Gehäusemasse (chassis ground). Das Datenterminal und das Modem müssen eine gemeinsame Masseverbindung haben um Masseschleifen etc zu verhindern.

'''DSR''' = Data Set Ready. Dieses Signal wird vom Modem ausgegeben und bedeutet, daß das Modem aktiv und betriebsbereit ist, um mit dem Datenterminal zu kommunizieren.

'''DTR''' = Data Terminal Ready. Dieses Signal wird vom Datenterminal an das Modem ausgegeben nd bedeutet, daß das Datenterminal aktiv und betriebsbereit ist, um mit dem Modem zu kommunizieren.

'''DCD/CD''' = Data Carrier Detect oder Carrier Detect. Dieses Signal zeigt an, daß die Modems der beiden Seiten über die Telefonleitung miteinander verbunden sind und Daten über diese Verbindung austauschen können.

'''RTS''' = Request To Send. Dieses Signal wird vom Datenterminal ausgegeben und bedeutet, daß das Terminal Daten übertragen möchte.

'''CTS''' = Clear To Send. Ist das Antwortsignal des Modems an das Datenterminal auf ein RTS hin und zeigt an, daß das Modem bereit ist die Daten vom Terminal aufzunehmen und auf die Leitung umzusetzen.
SIG GND = Signalmasse (signal ground). Diese Masse dient als Referenzpotential für alle Signale. Je nach Gerät kann das ein von der Gehäusemasse getrenntes Potential sein, oder auch mit ihr verbunden sein.

'''RI''' = Ring Indicator. Ist ein Signal vom Modem zum Datenterminal, das anzeigt, daß der Telefonanschluß von einem externen Teilnehmer angewählt wurde d.h. daß das Telefon klingelt. Je nach Anwendung wird nach einer bestimmten Anzahl von Klingelimpulsen "abgehoben" (ist im Modem einstellbar).
Anschlußbelegungen:Draufsicht auf die D-SUB 25 pol. Buchsenleiste

<pre>
+-------------------------------------+
\ 13 O O O O O O O O O O O O O 1 /
\ 25 O O O O O O O O O O O O 14 /
+------------------------------+

Draufsicht auf die D-SUB 25 pol. Stiftleiste
+-------------------------------------+
\ 1 + + + + + + + + + + + + + 13 /
\ 14 + + + + + + + + + + + + 25 /
+------------------------------+

Draufsicht auf die D-SUB 9 pol. Buchsenleiste
+-------------------+
\ 5 O O O O O 1 /
\ 9 O O O O 6 /
+------------+

Draufsicht auf die D-SUB 9 pol. Stiftleiste
+-------------------+
\ 1 + + + + + 5 /
\ 6 + + + + 9 /
+------------+
</pre>

{| {{Blauetabelle}}
|'''Signal Name'''
| '''D-SUB25 pol.'''
| '''D-SUB 9 pol.'''
|-
|GND Gehäuse - Masse
|1
| -
|-
|TxD Sendedaten
|2
|3
|-
|RxD Empfangsdaten (Receive Data)
|3
|2
|-
|RTS Sender Einschalten (Request to Send)
|4
|7
|-
|CTS Sender Bereit (Clear to Send)
|5
|8
|-
|DSR DÜE bereit (Data Set Ready)
|6
|6
|-
|GND Signal - Masse
|7
|5
|-
|DCD Trägerpegel (Data Carrier Detect)
|8
|1
|-
|DTR Terminal bereit (Data Terminal Ready)
|20
|4
|-
|RI Ankommender Anruf (Ring Indicator)
|22
|9
|-
|Unbelegt
|9, 10, 11,12, 13, 14,15, 16, 17,18, 19, 21,23, 24, 25
| -
|}

=Übertragungsverfahren=

[[Bild:RS232_Uebertragung.png]]

Wie sich erkennen lässt, sind die Datenleitungen invertiert, das heißt in diesem Fall, dass eine logische 0 durch eine Spannung von +3V bis +12V repräsentiert wird. Eine logische 1 hingegen durch eine Spannung von -3V bis -12V. Wenn keine Daten übertragen werden (Ruhezustand), dann liegen an der Datenleitung -3V bis -12V an.
Jede Datenübertragung beginnt mit einem Sartbit, welches dazu dient Sender und Empfänger zu synchronisieren. Der Pegel der Datenleitung wechselt also von logisch 1, dem Ruhezustand, auf logisch 0.

Anschließend werden fünf bis neun Bits übertragen, in der Regel jedoch, wie bereits erwähnt, acht. Die Bits werden "so wie sie sind" übermittelt, das heißt es werden keinerlei Synchronisierungsinformationen mitgeschickt.

Anschließend kann das Paritätsbit (Paritybit) folgen, welches dazu dient mögliche Übertragungsfehler zu entdecken.
Man unterscheidet hierbei:
* Even-parität
* Odd-parität
Ist als Parität "even" gewählt, dann wird genau dann das Paritätsbit gesetzt, wenn die Anzahl der übertragenen Einsen in den Nutzdaten ungerade ist. Andernfalls ist es nicht gesetzt.

Wählt man jedoch "odd" als Parität, dann wird das Paritätsbit gesetzt, wenn die Anzahl der übertragenen Einsen in den Nutzdaten gerade ist.

Nach dem Paritätsbit folgen ein oder zwei Stoppbits, das bzw. die auch zur Synchronisierung dienen. Ein Stoppbit wird durch einen Pegel von -3 bis -12V dargestellt, also einer logischen 1. Nach dem (den) Stoppbit(s) folgt eine Ruhephase, deren Länge nicht bestimmt ist. Folglich darf nach einem Stoppbit sofort wieder das Startbit folgen, es darf aber auch unendlich lange gewartet werden, bis das nächste Startbit geschickt wird.

=Siehe auch=
* [[UART]]
* [[RS485]]

[[Kategorie:Abkürzung]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]

--[[Benutzer:Techno|Techno]] 12:44, 19. Dez 2005 (CET)

--[[Benutzer:Vish|vish]] 09:22, 22. Dez 2005 (CET)

EIA-232

2005-12-20T16:08:56Z

Vish: Weiterleitung zum RS232 Artikel

#REDIRECT [[RS232]]

Diskussion:RS232

2005-12-19T18:19:00Z

Vish:

Hallo Techno,
eigentlich hatte ich schon einen Artikel für die RS-232 (EIA-232) Schnittstelle angelegt ([[EIA-232|hier]]). Ist halt die Frage ob wir die beiden Artikel unter RS-232 oder EIA-232 zusammen führen. Was meinst du?

--[[Benutzer:Vish|vish]] 19:19, 19. Dez 2005 (CET)

EIA-232

2005-12-18T15:00:03Z

Vish:

{{Baustelle|vish}}

=Einleitung=
Die heute als EIA-232 bekannte Schnittstelle wurde 1960 als RS-232 Schnittstelle (RS = Radio Section) eingeführt und definiert die Verbindung zwischen Terminal ('''DTE''' Data Terminal Equipment) und Modem ('''DCE''' Data Communication Equipment), was Timing, Spannungspegel, Protokoll und Steckverbindungen angeht. Damals wurden Mainframes mittels Modem mit Text-Terminals verbunden.
=Übertragung=

==Allgemeines==
Die EIA-232 Schnittstelle ist eine [[Spannungsschnittstelle]], die aus zwei direktionalen, Datenleitungen (RxD und TxD) und einigen Steuerleitungen besteht und somit Daten [[Serielle Datenübertragung|seriell]] verschickt werden.
Der Spannungsbereich der Schnittstelle erstreckt sich von -3V bis -12V beziehungsweise von +3V - +12V. Die Datenleitungen sind invertiert, folglich wird eine logische 1 durch eine Spannung von -3V bis -12V repräsentiert und eine logische 0 durch eine Spannung von +3V bis +12V.
Ein weiterer Aspekt ist, dass es kein Synchronisationssignal (Clock-Signal) gibt, wie beispielsweise beim [[I2C|I2C-Bus]], weshalb man auch von einer [[Asynchrone Datenübertragung|asynchronen]] Datenübertragung spricht.

==Timing==
[[Bild:EIA-232_Datenübertragung.png]]

===Synchronisation===
Die Synchronisation erfolgt ausschließlich über die Datenleitungen in Form von Start- und Stoppbits. Da der Empfänger die Datenleitung mit seiner Baudrate "abtastet", müssen alle Parameter wie Baudrate, Parität, etc. auf beiden Geräten gleich eingestellt sein.

===Startbit===
Als erstes wird ein Startbit (logisch 0) verschickt, dass, wie oben schon erwähnt, zur Synchronisation dient. Der Zustand der Übertragungsleitung wechselt also vom Ruhezustand (logisch 1) auf logisch 0.

===Nutzdaten===
Nachdem das Startbit übertragen wurde, werden die eigentlichen Daten beginnend mit dem LSB (Least Significant Bit) übertragen, folglich wird als letztes Bit das MSB (Most Significant Bit) übermittelt. Die Nutzdaten werden unverändert verschickt, also ohne zusätzliche Synchronisierungsdaten oder ähnliches.

===Parität===
Nach den Nutzdaten kann zusätzlich noch ein Paritätsbit (oder auch Parity-Bit) übertragen werden, welches dazu dient mögliche Übertragungsfehler zu entdecken.

====Even-parität====
Bei der Even-parität ist das Paritätsbit genau dann 1, wenn die Anzahl der übertragenen Einsen ungerade ist, andernfalls ist es 0.

Beispiel: 01101110 hat eine ungerade Anzahl von Einsen, folglich wäre das Paritätsbit 0.

Beispiel 2: 01010101 hat eine gerade Anzahl von Einsen, folglich wäre das Paritätsbit 1.

====Odd-parität====
Bei der Odd-parität ist es genau andersherum. Wenn die Anzahl der übertragenen Einsen gerade ist, dann ist das Paritätsbit 0, ansonsten ist es 1.

Beispiel: 01101110 hat eine ungerade Anzahl von Einsen, folglich wäre das Paritätsbit 1.

Beispiel 2: 01010101 hat eine gerade Anzahl von Einsen, folglich wäre das Paritätsbit 0.

===Stoppbit===
Es kann ein oder zwei Stoppbits geben, auch das muss vorher festgelegt werden. Das Stoppbit wird nach den Nutzdaten und eventuellem Partitätsbit als logische 1 übertragen. Nach dem Stoppbit folgt eine Ruhezeit, die von null bis unendlich reichen kann.

===Baudrate===
Die Baudrate definiert die Anzahl der Symbole die pro Schritt übertragen werden können. Bei der EIA-232 Schnittstelle ist die Baudrate also mit der Bitrate gleichzusetzen. Sie gibt an, wie viele Bits pro Sekunde übertragen werden können.
Die daraus resultierende Bitlänge errechnet man nach folgender Formel: 1000000 / Baudrate = Bitlänge in µs

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Baudrate'''
| '''Bitlänge'''
|-
| 2400
| 417 µs
|-
| 4800
| 208 µs
|-
| 9600
| 104 µs
|-
| 19200
| 52 µs
|-
| 38400
| 26 µs
|-
| 57600
| 17 µs
|-
| 115200
| 8,68 µs
|-
|}
</div>

==Datenflusskontrolle==
Der Empfänger muss melden können, wenn er nicht mehr in der Lage ist, Daten zu verarbeiten. Dies geschieht über das sogenannte Handshake, welches entweder Softwareseitig aber auch Hardwareseitig implementiert werden kann.

===Hardwarehandshake===
Beim Hardwarehandshake steuert der Empfänger über folgende Datenleitungen die Handshakeeingänge des Senders:

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Abkürzung'''
| '''Name'''
| '''Funktion'''
|-
| RTS
| Request to Send
| Liegt an dieser Steuerungsleitung eine logische Eins an, dann signalisiert der Empfänger, dass er gerne Daten empfangen möchte. (Sendeanforderung)
|-
| CTS
| Clear to Send
| Liegt an dieser Steuerungsleitungsleitung eine logische Eins an, dann signalisiert der Empfänger, dass er empfangsbereit ist.
|}
</div>

===Softwarehandshake===
Beim Softwarehandshake werden spezielle Zeichen übermittelt, um den Datenfluss zu steuern. Um zu signalisieren, dass die Gegenstelle aufnahmebereit ist wird 0x11 verschickt. Um die Datenübertragung anzuhalten wird 0x13 übermittelt. Diese Zeichen haben die gleiche Funktion wie die Steuerleitungen CTS/RTS.

=Verbindung=

==Verbindungslänge==

==Steckverbindungen==

=Schaltungen=

EIA-232

2005-12-18T11:34:08Z

Vish:

RN-Board FAQ-Seite

2005-12-17T15:50:46Z

Vish: /* Wie aktiviert man den Quarz beim Mega 16 / Mega 32 ? */

'''Fragen und Antworten zu RN-Boards (Roboternetz-Boards) und AVR-Grundfragen'''
Dieser Artikel solle immer wiederkehrende Fragen zu RN-Boards beantworten und Einsteigern etwas die ersten Schritte erleichtern. Dieser Beitrag wird ständig ergänzt, also ab und zu mal rein schaun. Ich fasse hier wichtige Einsteiger-Infos, die in verschiedenen Beiträgen hier im Forum gesagt wurden kurz und knapp zusammen.

===Wie werden RN-Boards wie [[RN-Control]], RN-Mega, RNBFRA und ähnliche programmiert?===
Die Programmierung erfolgt über ein sogenanntes ISP-Programmierkabel (auch ISP-Dongel genannt). Dieses Kabel wird in eine 10 polige Wannenbuchse (verpolungssicher) in das Baord gesteckt. Das andere Ende wird in den normalen Druckerport des PC´s eingesteckt.
Programmiersprachen wie Basic (Bascom-Compiler) können dann per Knopfdruck ein compiliertes Programm direkt in den Chip übertragen. Anschließend kann das Kabel entfernt werden und das Board arbeitet unabhängig das Programm ab. Beim Test kann das Kabel auch eingesteckt bleiben. Hier wird es bei Verwendung von Bascom Basic und [[RN-Control]] gezeigt: [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]]

===Wie muß Bascom eingestellt werden damit der ISP-Programmierdongel richtig funktioniert?===
Die üblichen Dongels (wie z.B. der von robotikhardware.de) arbeiten alle gleich. Hier sollte im Dialog von Bascom folgende Einstellungen erfolgen:

http://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=194.gif

Weiter Infos dazu auch hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]

===Mit welcher Programmiersprache werden die RN-Controllerboards programmiert?===
Bei den meisten RB-Boards handelt es sich um AVR-Boards. Diese können in Basic, C, Assembler und zum Teil in Pascal programmiert werden.
Am beliebtesten ist derzeit der Basic-Compiler Bascom und der C-Compiler GCC. Für den schnellen Einstieg aber durchaus auch für professionelle Programme empfehle ich Bascom. Zu dieser Programmiersprache gibt es auch mehrer deutsche Bücher. Siehe auch unter [[Buchvorstellungen]]

===Mein Programm wird nicht übertragen bzw. der Controller wird nicht erkannt! Welche Ursachen kann das haben?===
ISP-Kabel sind generell etwas empfindlich gegenüber Störungen. Das ISP Kabel sollte möglichst nicht andere Kabeln (Netzzuleitung usw.) kreuzen. Das kann manchmal auch zu unterschiedlichsten Fehlermeldungen führen.

Generell sollten folgende Dinge geprüft werden:

====Stimmen die Einstellungen z.B. in Bascom [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]?====

====Ist ISP Stecker richtig rum aufgesteckt====
Bei den meisten Boards wie auch RN-Control kann man es nicht falschrum aufstecken. Aber bei RNBFRA kann dies passieren. Dort darauf achten das farbliche Markierung zum Boardrand zeigt

====Nicht die I2C-Buchse mit der ISP Buchse verwechseln====
Beide haben den gleichen Stecker, also unbedingt auf die Platinenbeschriftung achten. Eine Verwechslung kann Dongle oder Port beschädigen was dann auch zu Fehlermeldungen führt.

====Kabel mal etwas anders verlegen und Störquellen wie Handy etc. entfernen====

====Einfach prüfen ob auch Spannung am Board anliegt====
Simpler Tipp, aber nicht selten wird es vergessen wenn das Board keine LED hat :-)

====Wackelkontakt in irgendeiner Steckverbindung====
Stecker nochmal rein und rausziehen (am Dongle, am PC)

====Aktuelle Bascom Version?====
Im About-Window von [[Bascom]] nachschaun ob ihr die aktuelle Bascom Version habt. Bei älteren Versionen soll es insbesondere beim Mega 32 zu Problemen mit den Dongels (ISP-Programmieradaptern kommen. Also unbedingt prüfen ob min. die aktuelle Version installiert ist. Wenn nicht, unbedingt noch runterladen, dann gehts problemlos.

====Quarz ok?====
Es ist schon vorgekommen das ein Quarz diese Fehler verursacht. Tauscht Quarz mal gegen einen anderen aus. Im Test waren einmal bei gleichen Quarz des gleichen Herstellers alle ISP Probleme weg. Und das obwohl beide Quarze im Betrieb funktionierten.

====Binary File eingestellt?====
Prüfe ob in Bascom unter Optionen / Chip / Output auch das Binary File aktiviert ist. Dies ist wichtig da sonst ebenfalls Fehler bei der Übertragung angezeigt wird.

====Störungen durch andere Programme?====
Schalte deinen Rechner mal komplett an und aus und starte wenn möglich keine anderen Anwendungen sondern nur die Übertragungssoftware bzw. Bascom. Es ist schon vorgekommen das andere Programme die Übertragung behindert haben.

====Kabel defekt?====
Dongel Kabel überprüfen. Es kommt schwar selten vor das ein Kabel defekt ist, aber es ist auch schonmal vorgekommen das ein Stecker nicht korrekt in die Adern geschnitten hat. Also möglichst mit Multimeter/Ohmmeter jeden Kontakt durchmessen. Auch mal benachbarte Kontakte auf Kurzschluss prüfen. Stecker müssen beim [[AVR-ISP Programmierkabel|RN-ISP Dongel]] so montiert sein:

http://www.robotikhardware.de/bilder/isp/ispstecker.jpg

====Programm zu lang?====
Überprüfe mal ob der Programmcode überhaupt in den Controller paßt. Leider kommt da von Bascom auch keine eindeutige Fehlermeldung, so das man oft lange nach Übertragungsfehler sucht und in Wirklichkeit nur der Programmcode zu lang ist. Klicke mal auf das Symbol "Show Compile Result". Wenn der Code in den Chip passt, dann solte dort folgender Satz zu finden sein:
ROMIMAGE : 1FD0 hex -> Will fit into ROM

Ein defekter Dongle oder Board ist wirklich sehr selten. Wenn man die Möglichkeit hat, sollte man durch CoController oder ein anderes Board/Dongel einen Test machen um die Fehlerquelle einzukreisen.

===Wie aktiviert man den Quarz beim Mega 16 / Mega 32 ?===
Falls man das Board fertig bezieht ist dies bereits erledigt. Auch die Fusebits stimmen dann schon. Zumindest ist das bei rn-Control so der Fall. Ansonsten kann man den internen 1 Mhz Takt jederzeit mit dem Bascomcompiler oder dem Programm Pony auf die Quarzfrequenz umschalten.

Unter Bascom geht dies so im Programmer-Dialogfenster:

http://www.roboternetz.de/bilder/bascom/bascomquarz550_f.gif

In Pony sieht die Einstellung der Fusebits bei Quarz-Aktivierung so aus:

http://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=152.gif

Siehe auch [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]

===Wie sieht ein Grundprogramm in Basic aus, welche Angaben müssen im Code vorhanden sein??===
Ein Basic Programm das mit Bascom geschrieben wird, muß in jeden Fall als erstes die Taktfrequenz über den Befehl $crystal festlegen, ansonsten funktionieren einige Funktionen nicht korrekt oder garnicht. Da man fast immer auch die RS232 Schnittstelle nutzt um mit Print Infos auszugeben, sollte man sich angewöhnen auch den $baud Befehl zum festlegen der Übertragungsrate zu nutzen. Möchte man den I2C-Bus nutzen, so müssen auch diese Ports mit Config definiert werden.
Ein einfaches Grundprogramm sollte wie auf Seite [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]] beschrieben aussehen

===Einige Portleitungen am Port C scheinen nicht zu funktionieren!===
Das kann an den Fuse-Bits liegen. Bei der Auslieferung von Controllern ist normalerweise ein sogenanntes JTAG-Interface aktiviert. Dieses Interface wird von professionellen Programmierern mit zusätzlicher hardware zur Fehlersuche genutzt. Dadurch sind allerdings einige Ports nicht verwendbar.
In der Regel sollte man dieses JTAG-Interface deaktivieren damit wieder alle Ports verfügbar sind. Dies erfolgt über die sogenannten Fusebits (Einstellungsparameter innerhalb des Controllers).
Wird der Controller zusammen mit einem Roboternetz-Board erworben, so ist JTAG in den meisten Fällen bereits ausgeschaltet, so das nix weite rgemacht werden muss.
Ansonsten kann man dies auch sehr einfach über die Tools PONY oder BASCOM erledigen. Besonders bequem ist es in Bascom. Hier sehen die Einstellungen so aus:

http://www.roboternetz.de/bilder/bascom/bascomquarz550_f.gif

===Ich bin Basic Neueinsteiger! Wie kommt mein Programm in den Controller?===
Dies ist mit Bascom Basic recht einfach da dieser Compiler ein eingebautes Übertragungsprogramm besitzt. Eine genaue Beschreibung findest du hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|ISP und Bascom]]
Wo man Bascom, passende Bücher und Beispiele findet, steht unter [[Buchvorstellungen]]

===Board führt RESET aus wenn ich ISP einstecke!===
Beim einstecken des ISP-Steckern kann es duchaus zu einem RESET kommen, insbesondere wenn das Programmierkabel noch nicht im PC steckt. In diesemfall sind einige Leitungen noch nicht auf richtigem Potential so das es zu Störungen kommen kann. Dies ist weg sobald Kabel richtig angeschlossen ist.

===Board arbeitet nicht wenn ich ISP einstecke!===
Über das ISP Kabel wird auch die RESET-Leitung gesteuert. Es gibt einige Programme auf dem PC die diese RESET Leitung dauerhaft auf LOW schalten, wodurch das Board nicht mehr reagiert. Auch beim ausgeschaltetet PC kann diese Blockade eintreten.
Wenn das richtige Programm geladen wird, zum Beispiel [[Bascom]] Compiler wird der Druckerport entsprechend richtig konfiguriert und der Blockade Effekt ist weg, wenn der richtige ISP-Programme in der Bascom konfiguration eingetragen ist. Eine genaue Beschreibung findest du hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|ISP und Bascom]]

===RN-Control: Der Spannungswandler wird schön warm wenn ich Servos anschließe. Ist das normal?===
Ja, ein Servo benötigt sehr viel Strom für die Motoren. Der Spannungsregler dürfte bei guter Kühlung (extra Kühlkörper) jedoch durchaus ein bis 2 Servos verkraften. Da ein Servo nicht unbedingt stabilisierte 5V benötigt, sondern durchaus auch mit ca. 4 bis 7V funktioniert, kann man auch einfach die Plusleitung des Servos direkt an das Batteriepack anschließen. Dadurch wird der Spannungsregler umgangen und man kann sogar viel mehr Servos anschließen.

==Siehe auch==
* [[Buchvorstellungen]]
* [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]]
* [[Bascom]]
* [[Avr]]

[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Projekte]]

RN-Board FAQ-Seite

2005-12-17T15:49:51Z

Vish: /* Programm zu lang? */

'''Fragen und Antworten zu RN-Boards (Roboternetz-Boards) und AVR-Grundfragen'''
Dieser Artikel solle immer wiederkehrende Fragen zu RN-Boards beantworten und Einsteigern etwas die ersten Schritte erleichtern. Dieser Beitrag wird ständig ergänzt, also ab und zu mal rein schaun. Ich fasse hier wichtige Einsteiger-Infos, die in verschiedenen Beiträgen hier im Forum gesagt wurden kurz und knapp zusammen.

===Wie werden RN-Boards wie [[RN-Control]], RN-Mega, RNBFRA und ähnliche programmiert?===
Die Programmierung erfolgt über ein sogenanntes ISP-Programmierkabel (auch ISP-Dongel genannt). Dieses Kabel wird in eine 10 polige Wannenbuchse (verpolungssicher) in das Baord gesteckt. Das andere Ende wird in den normalen Druckerport des PC´s eingesteckt.
Programmiersprachen wie Basic (Bascom-Compiler) können dann per Knopfdruck ein compiliertes Programm direkt in den Chip übertragen. Anschließend kann das Kabel entfernt werden und das Board arbeitet unabhängig das Programm ab. Beim Test kann das Kabel auch eingesteckt bleiben. Hier wird es bei Verwendung von Bascom Basic und [[RN-Control]] gezeigt: [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]]

===Wie muß Bascom eingestellt werden damit der ISP-Programmierdongel richtig funktioniert?===
Die üblichen Dongels (wie z.B. der von robotikhardware.de) arbeiten alle gleich. Hier sollte im Dialog von Bascom folgende Einstellungen erfolgen:

http://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=194.gif

Weiter Infos dazu auch hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]

===Mit welcher Programmiersprache werden die RN-Controllerboards programmiert?===
Bei den meisten RB-Boards handelt es sich um AVR-Boards. Diese können in Basic, C, Assembler und zum Teil in Pascal programmiert werden.
Am beliebtesten ist derzeit der Basic-Compiler Bascom und der C-Compiler GCC. Für den schnellen Einstieg aber durchaus auch für professionelle Programme empfehle ich Bascom. Zu dieser Programmiersprache gibt es auch mehrer deutsche Bücher. Siehe auch unter [[Buchvorstellungen]]

===Mein Programm wird nicht übertragen bzw. der Controller wird nicht erkannt! Welche Ursachen kann das haben?===
ISP-Kabel sind generell etwas empfindlich gegenüber Störungen. Das ISP Kabel sollte möglichst nicht andere Kabeln (Netzzuleitung usw.) kreuzen. Das kann manchmal auch zu unterschiedlichsten Fehlermeldungen führen.

Generell sollten folgende Dinge geprüft werden:

====Stimmen die Einstellungen z.B. in Bascom [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]?====

====Ist ISP Stecker richtig rum aufgesteckt====
Bei den meisten Boards wie auch RN-Control kann man es nicht falschrum aufstecken. Aber bei RNBFRA kann dies passieren. Dort darauf achten das farbliche Markierung zum Boardrand zeigt

====Nicht die I2C-Buchse mit der ISP Buchse verwechseln====
Beide haben den gleichen Stecker, also unbedingt auf die Platinenbeschriftung achten. Eine Verwechslung kann Dongle oder Port beschädigen was dann auch zu Fehlermeldungen führt.

====Kabel mal etwas anders verlegen und Störquellen wie Handy etc. entfernen====

====Einfach prüfen ob auch Spannung am Board anliegt====
Simpler Tipp, aber nicht selten wird es vergessen wenn das Board keine LED hat :-)

====Wackelkontakt in irgendeiner Steckverbindung====
Stecker nochmal rein und rausziehen (am Dongle, am PC)

====Aktuelle Bascom Version?====
Im About-Window von [[Bascom]] nachschaun ob ihr die aktuelle Bascom Version habt. Bei älteren Versionen soll es insbesondere beim Mega 32 zu Problemen mit den Dongels (ISP-Programmieradaptern kommen. Also unbedingt prüfen ob min. die aktuelle Version installiert ist. Wenn nicht, unbedingt noch runterladen, dann gehts problemlos.

====Quarz ok?====
Es ist schon vorgekommen das ein Quarz diese Fehler verursacht. Tauscht Quarz mal gegen einen anderen aus. Im Test waren einmal bei gleichen Quarz des gleichen Herstellers alle ISP Probleme weg. Und das obwohl beide Quarze im Betrieb funktionierten.

====Binary File eingestellt?====
Prüfe ob in Bascom unter Optionen / Chip / Output auch das Binary File aktiviert ist. Dies ist wichtig da sonst ebenfalls Fehler bei der Übertragung angezeigt wird.

====Störungen durch andere Programme?====
Schalte deinen Rechner mal komplett an und aus und starte wenn möglich keine anderen Anwendungen sondern nur die Übertragungssoftware bzw. Bascom. Es ist schon vorgekommen das andere Programme die Übertragung behindert haben.

====Kabel defekt?====
Dongel Kabel überprüfen. Es kommt schwar selten vor das ein Kabel defekt ist, aber es ist auch schonmal vorgekommen das ein Stecker nicht korrekt in die Adern geschnitten hat. Also möglichst mit Multimeter/Ohmmeter jeden Kontakt durchmessen. Auch mal benachbarte Kontakte auf Kurzschluss prüfen. Stecker müssen beim [[AVR-ISP Programmierkabel|RN-ISP Dongel]] so montiert sein:

http://www.robotikhardware.de/bilder/isp/ispstecker.jpg

====Programm zu lang?====
Überprüfe mal ob der Programmcode überhaupt in den Controller paßt. Leider kommt da von Bascom auch keine eindeutige Fehlermeldung, so das man oft lange nach Übertragungsfehler sucht und in Wirklichkeit nur der Programmcode zu lang ist. Klicke mal auf das Symbol "Show Compile Result". Wenn der Code in den Chip passt, dann solte dort folgender Satz zu finden sein:
ROMIMAGE : 1FD0 hex -> Will fit into ROM

Ein defekter Dongle oder Board ist wirklich sehr selten. Wenn man die Möglichkeit hat, sollte man durch CoController oder ein anderes Board/Dongel einen Test machen um die Fehlerquelle einzukreisen.

===Wie aktiviert man den Quarz beim Mega 16 / Mega 32 ?===
Falls man das Board fertig bezieht ist dies bereits erledigt. Auch die Fusebits stimmen dann schon. Zumindest ist da sbei rn-Control so der Fall. Ansonsten kann man den internen 1 Mhz Takt jederzeit mit dem Bascom_compiler oder dem Programm Pony auf die Quarzfrequenz umschalten.

Unter Bascom geht dies so im Programmer-Dialogfenster:

http://www.roboternetz.de/bilder/bascom/bascomquarz550_f.gif

In Pony sieht die Einstellung der Fusebits bei Quarz-Aktivierung so aus:

http://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=152.gif

Siehe auch [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|Einstellungen unter Bascom]]

===Wie sieht ein Grundprogramm in Basic aus, welche Angaben müssen im Code vorhanden sein??===
Ein Basic Programm das mit Bascom geschrieben wird, muß in jeden Fall als erstes die Taktfrequenz über den Befehl $crystal festlegen, ansonsten funktionieren einige Funktionen nicht korrekt oder garnicht. Da man fast immer auch die RS232 Schnittstelle nutzt um mit Print Infos auszugeben, sollte man sich angewöhnen auch den $baud Befehl zum festlegen der Übertragungsrate zu nutzen. Möchte man den I2C-Bus nutzen, so müssen auch diese Ports mit Config definiert werden.
Ein einfaches Grundprogramm sollte wie auf Seite [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]] beschrieben aussehen

===Einige Portleitungen am Port C scheinen nicht zu funktionieren!===
Das kann an den Fuse-Bits liegen. Bei der Auslieferung von Controllern ist normalerweise ein sogenanntes JTAG-Interface aktiviert. Dieses Interface wird von professionellen Programmierern mit zusätzlicher hardware zur Fehlersuche genutzt. Dadurch sind allerdings einige Ports nicht verwendbar.
In der Regel sollte man dieses JTAG-Interface deaktivieren damit wieder alle Ports verfügbar sind. Dies erfolgt über die sogenannten Fusebits (Einstellungsparameter innerhalb des Controllers).
Wird der Controller zusammen mit einem Roboternetz-Board erworben, so ist JTAG in den meisten Fällen bereits ausgeschaltet, so das nix weite rgemacht werden muss.
Ansonsten kann man dies auch sehr einfach über die Tools PONY oder BASCOM erledigen. Besonders bequem ist es in Bascom. Hier sehen die Einstellungen so aus:

http://www.roboternetz.de/bilder/bascom/bascomquarz550_f.gif

===Ich bin Basic Neueinsteiger! Wie kommt mein Programm in den Controller?===
Dies ist mit Bascom Basic recht einfach da dieser Compiler ein eingebautes Übertragungsprogramm besitzt. Eine genaue Beschreibung findest du hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|ISP und Bascom]]
Wo man Bascom, passende Bücher und Beispiele findet, steht unter [[Buchvorstellungen]]

===Board führt RESET aus wenn ich ISP einstecke!===
Beim einstecken des ISP-Steckern kann es duchaus zu einem RESET kommen, insbesondere wenn das Programmierkabel noch nicht im PC steckt. In diesemfall sind einige Leitungen noch nicht auf richtigem Potential so das es zu Störungen kommen kann. Dies ist weg sobald Kabel richtig angeschlossen ist.

===Board arbeitet nicht wenn ich ISP einstecke!===
Über das ISP Kabel wird auch die RESET-Leitung gesteuert. Es gibt einige Programme auf dem PC die diese RESET Leitung dauerhaft auf LOW schalten, wodurch das Board nicht mehr reagiert. Auch beim ausgeschaltetet PC kann diese Blockade eintreten.
Wenn das richtige Programm geladen wird, zum Beispiel [[Bascom]] Compiler wird der Druckerport entsprechend richtig konfiguriert und der Blockade Effekt ist weg, wenn der richtige ISP-Programme in der Bascom konfiguration eingetragen ist. Eine genaue Beschreibung findest du hier [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen|ISP und Bascom]]

===RN-Control: Der Spannungswandler wird schön warm wenn ich Servos anschließe. Ist das normal?===
Ja, ein Servo benötigt sehr viel Strom für die Motoren. Der Spannungsregler dürfte bei guter Kühlung (extra Kühlkörper) jedoch durchaus ein bis 2 Servos verkraften. Da ein Servo nicht unbedingt stabilisierte 5V benötigt, sondern durchaus auch mit ca. 4 bis 7V funktioniert, kann man auch einfach die Plusleitung des Servos direkt an das Batteriepack anschließen. Dadurch wird der Spannungsregler umgangen und man kann sogar viel mehr Servos anschließen.

==Siehe auch==
* [[Buchvorstellungen]]
* [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]]
* [[Bascom]]
* [[Avr]]

[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Projekte]]

Flash

2005-12-17T15:48:21Z

Vish:

Ein Flash-Speicher ist ein digitaler Speicher in einem Chip. Flash-Speicher wird bei Controllern gewöhnlich zum aufnehmen des Programmcodes (Firmware) genutzt. Im Gegensatz zum [[EEPROM]]-Speicher lassen sich beim Flash-EEPROM keine einzelnen Bytes direkt löschen. Flash Speicher wird daher immer in Blöcke unterteilt, welche in einem Arbeitsschritt programmiert werden. Moderne Controller können den Flash Speicher auch per Software selbst programmieren, diese Technik wird vom [[Bootloader]] ausgenutzt. Flash Speicher kann in der Regel wesentlich öfters beschrieben werden als EEprom´s, allerdings auch nicht unendlich oft.

Flash-Speicher findet überall da Anwendung wo große Datenmengen kostengünstig auf kleinsten Raum gespeichert werden müssen. Bekannte Anwendungen sind auch:

* Speicherkarten für Digitalkameras
* Mobiltelefone
* USB-Sticks
* MP3 Player
* [[Microcontroller]]

==Siehe auch==
*[[Atmel]]

[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Grundlagen]]

Spinnenbeine (Hexapods)

2005-12-17T15:40:02Z

Vish:

==Spinnenbeine==

Wenn man sich erstmal nicht damit zufriedengibt, einfach mit den Beinen irgendwie herumzurudern ("Hauptsache, es bewegt sich"), sind Beinbewegungen gar nicht so ohne.

Schauen wir uns mal die häufigste Variante an, das ist die echsen- oder spinnenartigen Bauformen. Hauptmerkmal ist, daß die Beine seitlich am Körper angebracht sind.

==Ein Beinpaar im Querschnitt==
[[Bild:Podlegside.jpg]]

(Die Beinhaltung ist hier ganz allgemein gehalten, tatsächlich sind da große Unterschiede, je nach Bauart.)
*Z ist die vertikale Drehachse des "Schulter"-Gelenks
*h ist die Höhe des Körpers über dem Boden
*a ist der Oberschenkel
*β der Winkel des Oberschenkels
*K ist das Knie
*b ist der Unterschenkel
*α der Winkel im Knie
*F ist der Fußpunkt
*γ der Winkel, den der Unterschenkel mit dem Boden einnimmt
*r ist der resultierende Radius des Fußpunktes um die Schulter

==Variante "Lynxmotion"==
[[Bild:Podlynx.jpg]]

Hier ist der Oberschenkel gewissermaßen geteilt. Der vertikal bewegliche Teil davon ist sehr kurz und als Parallelogramm ausgeführt, um den Unterschenkel senkrecht halten zu können. Dieser kann aktiv nur gehoben und gesenkt werden, durch Federn hat er aber ein gewisses seitliches Spiel.

Der Zweck dieser Konstruktion ist es, das Schultergelenk mit nur einem Freiheitsgrad sehr robust ausführen zu können.

==Ein (linkes) Bein von oben==

[[Bild:Podlegtop.jpg]]

man findet die Werte aus der seitlichen Ansicht
*Z die vertikale Drehachse der Schulter (bleiben wir mal bei "Schulter")
*r<sup>min</sup> als kleinstmöglicher Radius, den der Fußpunkt beschreiben kann (wenn der Unterschenkel maximal angezogen ist = kleines α)
*r<sup>max</sup> als größtmöglicher Radius (= grosses α)
*δ<sup>max</sup> das ist der größtmöglich Drehwinkel des Schultergelenks

schraffiert ist das Bereich, in dem sich die "Fußspitze" bewegen kann.

'''s''' ist somit die größtmögliche Schrittweite (bei gerader Fortbewegung)

und dann noch
*M ist der Schwerpunkt (oder Mittelpunkt) des gesamten Fahrzeuges
*br die halbe Breite
*f der Abstand dieses Beines von der Querachse

==Beinbewegung==
===Geradaus===
Wird das Bein nun für einen Schritt von vorne nach hinten gedreht (durch Drehung des "Schulter"-Servos), würde sich die Fußspitze in einem Kreisbogen bewegen. Unterwegs würde allerdings die Fußspitze nach außen wegrutschen. Am schlimmsten daran ist der Verlust der Haftreibung, von der noch zu sprechen ist.

Das Bein muß also unterwegs so verkürzt werden, daß sich die Fußspitze entlang der geraden Sehne '''s''' bewegt. Und dann muß noch die Winkelgeschwindigkeit des Schultergelenks angepaßt werden, da ja auch der Radius kontinuierlich verändert wird.
===In einer Kurve===
Um irgendein Fahrzeug in eine Kurve nach rechts zu bringen, kann man z.B. die Räder links schneller drehen lassen. Sowas geht bei Beinen natürlich nicht. Hier muß die Schrittweite variiert werden.
Und noch eine Tücke in der Kurve: Der Schreitweg '''s''' muß um den Mittelpunkt des Kurvenradius einen Bogen machen.

[[Bild:Podtopc.jpg]]

*P Kurven-Mittelpunkt
*M Fahrzeugmittelpunkt
*r<sub>fzg</sub>Radius des Fahrzeuges um P

==Anordnung der Beine==
===Hexapods===
[[Bild:Hextop1.jpg]]
[[Bild:Hextop2.jpg]]

das sind zwei Möglichkeiten, bei einem Hexpod die Beine anzuordnen. Die linke Variante hat den Vorteil, daß beim Geradeauslauf die Bewegungen der Beine identisch sein können, allerdings den Nachteil, daß der Rumpf länger sein muß (damit sich die Beine nicht in die Quere kommen). Die rechte Bauart hat diesen Nachteil nicht, aber dafür sind die erforderlichen Schrittbewegungen komplizierter.

==Schrittfolge==
Es ist ja klar, daß wir nicht alle sechs Beine gleichzeitig bewegen können. Man braucht also eine Schrittfolge.
===geradeaus 3:3===
Die folgende Methode wird gerne angewandt, weil sie recht einfach und auch rein mechanisch gemacht werden kann. Die Beine 1, 4 u. 5 bzw. 2, 3 u. 6 werden jeweils gleich angesteuert, phasenmäßig aber um 180 Grad versetzt.

Im linken Bild sind die Beine 2, 3 u. 6 gerade ganz vorne, die anderen Beine 1, 4 u. 5 ganz hinten

[[Bild:Podstp1.jpg]]
[[Bild:Podstp2.jpg]]

Im rechten Bild sind 2, 3 u. 6 mit ihrer Bewegung fertig, sie haben das Fahrzeug fortbewegt, jetzt kehrt sich die Sache um

'''Schwerpunkt ?'''

Unterstützt wird das ganze Gerät immer an den Fußpunkten der Beine. Verbindet man diese jeweils drei Punkte, ergeben sich zwei Dreiecke, die in den beiden Zeichnungen strichliert angedeutet sind. Teilweise überlappen sie sich, das ist das Bereich, wo sich der Schwerpunkt des ganzen Fahrzeuges befinden darf

Und man sieht, dass diese Fläche bemerkenswert klein ist.

==Hexapods in der Kurve==

Nochmals das Bild von oben

[[Bild:Hextop1.jpg]]

Die effektiven Beinwege '''s''' können auch wie die Räder von einem sechsrädrigen Fahrzeug verstanden werden.

Wenn wir nun eine Kurve beschreiben wollen, verkürzen wir die Wege '''s''' auf einer Seite, dadurch ergibt sich ein Drehpunkt '''P'''

[[Bild:Hexcurv1.jpg]]

Was man sieht: Es muß eigentlich jedes Bein eine individuelle Bewegung machen.
UND: jedes Bein muß seinen eigenen [[Spinnenbeine#Beinbewegung|Kurvenradius einhalten]]

==Kräfte am Spinnenbein==
Da eine genaue Berechnung recht aufwendig ist und von vielen Faktoren zusätzlich stark beeinflußt wird (Dynamik und äussere Einflüsse), soll hier nur eine qualifizierende Betrachtung erfolgen.

Für Beine gibt es zwei völlig unterschiedliche Situationen:
===Ohne Bodenhaftung===
(Glatteis)
[[Bild:Podvec1.jpg]]

Die Beine werden auseinandergedrückt. Das Kniegelenk muß versuchen, Ober- und Unterschenkel beisammenzuhalten, und in der Schulter muß das anteilige Gewicht des Fahrzeuges getragen werden. Durch die langen Hebel wird da, je nach Beinstellung, eine beachtliche Kraft erforderlich.

===Mit Bodenhaftung===
(Teppich)
[[Bild:Podvec2.jpg]]

Ganz anders bei ausreichender Haftung: Da die Füsse ja nicht wegrutschen, zieht das Gewicht des Fahrzeuges über die Obeschenkel die Knie nach innen. Hier müssen die Oberschenkel nach aussen stemmen, um dem entgegenzuwirken.

====Ein Rechenbeispiel====
Desweiteren ist es wichtig zu erwähnen, dass je nach Bauart des Beines, also welche die sich weiter an der Seite vom Bot befinden , enorme Hebelkräfte auftreten. Hier ein Beispiel:

[[Bild:Beine65.jpg]]

Gegeben sei "a" als größtmöglicher Abstand zum Körper (blau).

a=10cm

Bei 4 Beinen hat man also 4 Servos, die den Bot hochdrücken. Diese drücken jedoch mit einem Hebel von 10 cm. Nehmen wir an, der Servo hätte 30 Ncm (standard).

Also 30Ncm : 10cm = 3N

3N*100(1N =100g)= 300g

Also kann dieser Servo an einem Hebel 300g heben oder senken. Da jedoch bei einem 4-Beiner immer nur 2 Beine am Boden sind, dürfte dann der Bot nicht mehr 600g wiegen. Dies ist kaum bis gar nicht zu schaffen. Daher benötigt man bei solch großen Beinen etwas stärkere Servos mit mindestens 50 - 60 Ncm, sonst wird er nie richtig laufen. Deshalb ist eine genaue Planung der Beine sehr wichtig. Vor allem bei größer dimensionierten Quatropods.
Dasselbe gilt natürlich auch für Hexapods. Nur muss man die Faktoren der Anzahl der Beine ändern

[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Servos]]

RN-Definitionen

2005-12-13T14:53:39Z

Vish:

==Steckerbelegungen für den Bereich Robotik- und Mikrocontroller==
Empfohlen und erarbeitet im RoboterNetz.de um Schaltungen kompatibler zueinander zu gestalten. Alle Boards mit dem Kürzel RN-... halten sich an die hier festgelegten Definitionen.
Es wird empfohlen sich bei der Entwicklung eigener Schaltungen möglichst an diese Vereinbarung zu halten. Dadurch ist sichergestellt das auch andere Komponenten anderer Mitglieder oder Firmen in Eurer Projekt integriert werden können. Und umgekehrt habt ihr dann auch die Möglichkeit eigene Platinen-Entwürfe steckerkompatibel im RoboterNetz oder an anderer Stelle zu veröffentlichen.

Einheitliche Stecker vereinfachen einfach das Handling!

Die Steckerdefinitionen können auch als PDF geladen werden:
http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=81

==Die verschiedenen Steckerarten==

===RN-Busstecker===
====I2C-Bus Stecker====
Ein universeller serieller Bus mit dem sich sehr einfach verschiedene Boards ansteuern lassen. Der Bus hat den Vorteil das zwei Leitungen ausreichen und keine festen Taktraten und Zyklen beachtet werden müssen. Zahlreichen integrierten Schaltkreise (wie Porterweiterungen, LCD-Treiber, usw.) sowie fast alle RN-Boards nutzen diesen Bus. Am [[I2C]]-Bus können mehrere Boards/Bausteine angeschlossen werden, da jeder Baustein seine Slave Adresse besitzt.

Dieser Bus (Stecker) sollte auf jedem Controllerboard vorhanden sein, dadurch sind den Erweiterungen kaum Grenzen gesetzt.

Der hier definierte Standard ist nicht nur zu allen RN-Boards kompatibel, sondern auch zu vielen Schaltungen diverser Hersteller. Auch die Zeitschrift Elektor hat diesen Bus bereits genutzt (Elektor nutzt nur den Pin 10 nicht).

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol_i2c.gif

Pin 1 SCL (Taktleitung)
Pin 3 SDA (Datenleitung)
Pin 5 +5V
Pin 7 +5V
Pin 9 Batteriespannung max. +12V
Pin 2,4,6,8 GND
Pin 10 INT Diese Leitung kann von allen I2C-Bus Erweiterungen genutzt
werden um den Hauptcontroller darüber zu informieren das
sich Daten (z.B. von Sensoren) verändert haben. In diesem Fall
wird die Leitung solange auf Masse gelegt bis der entsprechende
I2C-Baustein ausgelesen wird.
Die Controller muß also immer alle I2C-Bausteine auslesen
solange diese Leitung auf Masse liegt. Bei einem Hauptboard
(wie z.B. RN-Control oder RNBFRA) kann diese Leitung auf einen
interruptfähigen Port geleitet werden.
Beim Elektor-Standard gibt es diese Leitung nicht, hier liegt
dieses Signal immer auf Masse!

Empfehlenswert ist es, das die Spannungen an Pin 5,7 und 9 über Jumper auf einem Board deaktivierbar sind. Dadurch lassen sich identische Boards mit eigenen Stromversorgungen verbinden ebenfalls über I2C verbinden, denn nur ein Board darf diese Spannungen bereitstellen. Bei [[RN-Control]] ist dies bereits ab Version 1,4 über Jumper wählbar.

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset

====RS232 Stecker====
Die serielle Schnittstelle (RS232) kann wahlweise als 9 poliger SUB-D Stecker (PC üblich) oder als 3 polige Stiftleiste herausgeführt werden.
Die 3 polige Stiftleiste bietet sich immer dann an, wenn nur wenig Platz auf dem Board vorhanden ist. Da die 3 polige Stiftleiste auch auf fast allen RN-Boards vorhanden ist, sollte man diese dem 9 poligen SUB-D Stecker vorziehen. Ein weiterer Vorteil dieser Stiftleiste ist die einfache Umpolung von RX/TX durch umdrehen des Steckers.

Die Belegung ist identisch mit der des CCRP5 (Conrad Roboter). Paßende PC-Adapterkabel sind leicht anzufertigen und gibt es auch Fertig im Fachhandel (z.B. http://robotikhardware.de).

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 3 polig Raster 2,54mm
Pin 1 RX
Pin 2 GND
Pin 3 TX

Wie Abbildung 1 x 3 Kontakte

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift3.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/rn232adapter.jpg

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS3)

====RS232 TTL Stecker====

Die serielle Schnittstelle (RS232) im 5V TTL-Pegel. Diese Schnittstelle ist vor allem dann interessant, wenn mehrere Controller miteinander verbunden werden. Die Stiftleiste ist 4 polig ausgelegt um Verwechslungen mit der RS232 und dem PC-Pegel (+/-12V) zu vermeiden. Zudem läßt sich so ein Pegelwandler-Schaltkreis (z.B. Max232) anschließen und mit Spannung versorgen).

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift4.gif

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 4 polig Raster 2,54mm
Pin 1 RX
Pin 2 TX
Pin 3 GND
Pin 4 5V

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS4)

====RS485 Stecker====
Ein weiterer wichtiger Bus ist neben I2C, RS232 der [[RS485]] Bus. Dieser hat einige Vorteile. So können beispielsweise mehere Slaves an einen Master angeschlossen werden. Die Übertragung kann wahlweise abwechselnd in eine oder in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen. Es sind sehr hohe Übertragungsraten bis in den Mbit Bereich über größere Entfernungen möglich.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10poleagle.gif

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Wannenstecker Rastermaß 2,54mm 10 polig
Pin 1 Volle Batteriespannung
Pin 3 GND
Pin 5 5V
Pin 7 RS485 A (kein TTL Pegel)
Pin 9 RS 485 B (kein TTL Pegel)

Pin 2 Volle Batteriespannung
Pin 4 GND
Pin 6 5V
Pin 8 RS 485 C (kein TTL Pegel)
Pin 10 RS 485 D (kein TTL Pegel)

Diese Steckerbelegung hat einige Vorteile. Man kann auch nur einen Stecker mit 5 Polen aufstecken wenn man nur einen Half-Duplex Bus benötigt. Man hat dann in diesen 5 polen alles drin.und die Belegung entspricht sogar noch den bisherigen Normierungen von uns (+12 / GND / +5 / Port / Port). Möchte man Vollduplex nutzen dann müsste man den vollen Stecker benutzen - man hat also die Wahl!

'''Pinbelegung der 5 poligen Alternative:'''

Pin 1 Volle Batteriespannung
Pin 2 GND
Pin 3 5V
Pin 4 RS 485 C (kein TTL Pegel)
Pin 5 RS 485 D (kein TTL Pegel)

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift5.gif

Alternativ zum Wannenstecker können auch Stiftleisten mit gleicher Belegung eingesetzt werden!

Bezugsquellen für Stecker:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
robotikhardware.de Kabelset

===Universelle Anschlüsse für Sensoren und Aktoren===
====Servo Stecker (sowie Sensoren/Aktoren die '''einen Port''' benötigen)====
Für den Anschluß von [[Servos]] gibt es bereits verschiedene Standard-Stecker der Modellbauhersteller. Für die Roboternetz-Definition haben wir uns einen der weit verbreitesten herausgesucht und übernommen. Boards die den Anschluss von Servos oder auch Modellbau-Empfängern erlauben, sollten diese 3 polige Stiftleiste vorsehen. Handelsübliche Servos können direkt angesteckt werden.

Diese dreipolige Anschluss eignet sich jedoch auch um Sensoren oder Aktoren, welche mit einem Datenport auskommen, anzuschließen.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 3 polig Raster 2,54mm

Pin 1 GND
Pin 2 +5 V
Pin 3 Datenport (PWM-Signal)

Wie Abbildung 1 x 3 Kontakte

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift3.gif

Wobei sich die Steckerbelegung von Hersteller zu Hersteller unterscheiden.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/servosteckerbelegung.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/servo.jpg

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS3)

====Universalanschluss 5 polig ('''2 Ports''' + Spannungen)====
Für den Anschluss von Aktoren (Relais, LED´usw.) als auch Sensoren wurde ein 5 polige Stiftleiste festgelegt. Da viele Aktoren mehrere Ports benötigen werden immer 2 Portleitungen zusammen mit den Spannungen auf jede Stiftleiste gelegt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 5 polig Raster 2,54mm

Pin 1 Batteriespannung (max. 12 V)
Pin 2 GND
Pin 3 +5V
Pin 4 Port 1
Pin 5 Port 2

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift5.gif

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS5)

====Datenportstecker 10polig ('''8 Ports''')====

Zum experimentieren benötigt man oft mehrere Ports. Auch gibt es Aktoren/Sensoren oder sonstige Erweiterungen die viele Ports benötigen. Für all diese Zwecke empfehlen wir den universellen Datenport Stecker. Er verwendet die gleiche Belegung wie auch die Atmel Entwicklungsboards (z.B. STK500) und wird z.B. auch mehrfach auf dem Board [[RN-Control]] bereitgestellt.

Seit August 2005 kann ein Datenportstecker auch als [[#Endstufenstecker 10polig (für Motoransteuerungen)|Endstufenstecker]] genutzt werden.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 Port 0
Pin 2 Port 1
Pin 3 Port 2
Pin 4 Port 3
Pin 5 Port 4
Pin 6 Port 5
Pin 7 Port 6
Pin 8 Port 7
Pin 9 GND
Pin 10 Logikspannung 5V

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10poleagle.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
http://www.Robotikhardware.de Kabelset

===Weitere Stecker===
====ISP - Programmierstecker====
Über diesen Anschluß kann ein RN-Controllerboard sowie fast alle anderen auf dem Markt befindlichen AVR-Boards mit einem Standard ISP-Kabel direkt an einen Parallelport des PC´s angeschlossen und programmiert werden.
Die Belegung des ISP-Anschlusses ist zu dem weit verbreitetet STK200 Programmier Dongle kompatibel. Ein entsprechender Dongle ist für ca. 13-15 Euro über zahlreiche Händler lieferbar.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:

Pin 1 MOSI
Pin 2 VCC
Pin 3 Nicht belegt
Pin 4 GND
Pin 5 RESET
Pin 6 GND
Pin 7 SCK
Pin 8 GND
Pin 9 MISO
Pin 10 GND

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol_isp.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset

====Endstufenstecker 10polig (für Motoransteuerungen)====

Wenn ein Motorboard nicht über I2C/ RS232 oder anderen Bus angesteuert wird, so wird folgender Wannenstecker als Anschluß empfohlen. Die Belegung ist angelehnt an die beliebten Motortreiberschaltkreise L293D , L298.und ähnliche H-Brücken.

Der Stecker eignet sich somit zum ansteuern von einem oder zwei DC-Motoren (z.B. Getriebemotoren) oder einem Schrittmotor.
Auch Endstufen die nur einen Motor ansteuern können, sollten diesen Stecker verwenden. Empfehlenswert sind dann Jumper um zwischen Motor1 und Motor2 zu wählen. Auf diese Weise können einfach zwei Endstufen durchgeschleift werden (zwei gleiche Stecker am Kabel).

Die mit NC (Not Connected ) gekennzeichneten PIN´s sind absichtlich nicht normiert um diese im Einzelfall auch individuell für Sonderfunktionen nutzen zu können. Allerdings darf hier nur ein Pegel zwischen 0 und 5V angelegt werden, kein höherer Pegel ! Die NC-Pin´s müssen nicht genutzt werden, können also unbelegt bleiben. Wer jedoch für alle Fälle gerüstet sein möchte, sollte die NC-Pins per Jumper auf einen AD-Port legen können. Es ist damit zu rechnen das einige Boards die NC-Ports für ein Strommessignal (0 bis 2,5V) nutzen.

Der Motorendstufenstecker ist seit dem August 2005 kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Board´s die im Roboternetz vorgestellt wurden vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als Endstufenstecker nutzen und umgekehrt. Beim Entwickeln neuer Board´s kann dies noch verbessert werden indem man die PWM-Ports entsprechend dem Endstufenstecker auch auf den Datenportstecker legt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 Motor 1 IN 1
Pin 2 Motor 1 IN 2
Pin 3 Motor 2 IN 1
Pin 4 Motor 2 IN 2
Pin 5 NC (siehe Anmerkung)
Pin 6 Enable Motor1 ein (eventuell PWM)
Pin 7 NC (siehe Anmerkung)
Pin 8 Enable Motor2 ein (eventuell PWM)
Pin 9 GND
Pin 10 Logikspannung 5V

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10poleagle.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset

====LCD Stecker====
Für Board´s mit wenig Platz oder freien Ports, wurde ein sehr kompakter Stecker mit nur 10 Leitungen definiert. Es sind jedoch alle Leitungen vorhanden um fast alle LCD´s im sogenannten 4 Bit PIN-Mode zu betreiben.
Bei Verwendung dieses Steckers muß jedoch die Kontrastspannung am LCD festgelegt werden (ein 10k Poti reicht). LCD´s mit Beleuchtung können die Versorgungsspannung mit einem Vorwiderstand auch zur Versorgung der Beleuchtung nutzen. Auf diese Weise reicht ein 10 poligen Kabel aus.

Dieser LCD Stecker ist seit dem August 2005 kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Board´s die im Roboternetz vorgestellt wurden vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als LCD-Stecker oder Endstufenstecker nutzen und umgekehrt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 DB7
Pin 2 DB6
Pin 3 DB5
Pin 4 DB4
Pin 5 EN2 (wird nur bei manchen LCD´s benötigt)
Pin 6 EN
Pin 7 R/W
Pin 8 RS
Pin 9 GND
Pin 10 +5V

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10poleagle.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif

Da auch fast alle LCD´s den gleichen 16 polige Anschluss besitzen, kann alternativ auch eine 16 polige Wannenbuchse vorgesehen werden:

Pin 1 GND
Pin 2 5V
Pin 3 Vee Kontrastspannung (0-4V)
Pin 4 RS (CS)
Pin 5 R/W (SID)
Pin 6 Enable (1) (SCLK)
Pin 7 DB0 (SOD)
Pin 8 DB1
Pin 9 DB2
Pin 10 DB3
Pin 11 DB4
Pin 12 DB5
Pin 13 DB6
Pin 14 DB7,MSB
Pin 15 LED – Beleuchtung +
Pin 16 LED – Beleuchtung -

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
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====Encoder Stecker für 2 externe QuadraturEncoder (Drehzahlmessung)====
Diese Schnittstelle dient zum Anschluß von 2 Quadratur- Encodern mit zusätzlichem Null-Positions-Eingang (SYNC) .
Encoder dienen vornehmlich als Wegstreckenzähler oder zur Regelung von Drehzahlen.

Dieser Stecker ist auch kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Board´s die im Roboternetz vorgestellt wurden vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als Encodern-Stecker nutzen und umgekehrt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 ENC 1 A (sollte ein Timer Eingang, z.B. Timer0 sein)
Pin 2 ENC 1 B
Pin 3 ENC 2 A (sollte ein Timer Eingang, z.B. Timer1 sein)
Pin 4 ENC 2 B
Pin 5 NC
Pin 6 ENC 1 Sync (sollte Interrupt Eingang sein)
Pin 7 NC
Pin 8 ENC 2 Sync (sollte Interrupt Eingang sein)
Pin 9 GND
Pin 10 +5V

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10poleagle.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stecker_10pol.gif
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stift2x5.gif

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
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==Platinenmaße / Bohrlöcher==
RN-Boards haben einheitliche Platinengrößen mit definierten Bohrlöchern. Dies gestattet die platzsparende "Huckepack" Montage.

<center>
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/platine_halbeuro.gif

Passendes Eagle Script hier http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=127

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/platine_euro.gif

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/platine_vierteleuro.gif

Passendes Eagle Script hier http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=181
</center>

''Weitere Definitionen werden regelmäßig ins WIKI übernommen''

== Logo für Standard ==
Boards die den Standard nutzen kann man auch an folgendem Logo erkennen:
<center>
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/roboternetzstandard.gif
</center>

== Kombinationsmöglichkeiten, die sich ergeben==
Durch einheitlichen Standard sind beispielsweise folgende Kombinationen denkbar:
<center>
http://www.roboternetz.de/bilder/boardkombination.gif
</center>

==Siehe auch==
* [[RN-Slave ID Übersicht]]
* [[I2C]]

[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Projekte]]

Diskussion:I2C

2005-12-11T18:16:58Z

Vish:

Fein, eine hilfreiche Ergänzung dieses Artikels. Jedoch sollten die Zeichnungen noch mit einem Zeichenprogramm oder [[CAD]]-Programm sauber gezeichnet werden. Das sieht nicht nur besser aus als eine Handzeichnung, sondern man kanns auch besser erkennen und zudem etwas kleiner zeichnen.

--[[Benutzer:Frank|Frank]] 21:53, 10. Dez 2005 (CET)

:Was ist denn an den Zeichnungen unsauber? Da ist doch alles zu erkennen... Wenn etwas handgezeichnet ist, ist es deshalb doch nicht "unsauber".

--[[Benutzer:SprinterSB|SprinterSB]] 01:07, 11. Dez 2005 (CET)

Von unsauber steht da nix! Eine Grafik mit einem Zeichenprogramm gezeichnet ist jedoch wesentlich deutlicher lesbar und macht sich besser.

--[[Benutzer:Frank|Frank]] 02:11, 11. Dez 2005 (CET)

Ok, überzeugt! :)
Hab die neuen Bilder jetzt im .png Format hochgeladen ("Neue Version des Bildes hochladen" hat nicht so richtig funktioniert), es wäre nett wenn Frank die .jpg's löschen könnte. Hoffe es ist jetzt ein kleines bisschen schöner! ;)

--[[Benutzer:Vish|Vish]] 11:19, 11. Dez 2005 (CET)

Thank, so siehts doch richtig nett aus. Ich lösche dann alte raus.
Du hast eine Lücke gelassen für Assembler und C Beispiel. Ich hab die Überschrift erst mal rausgenommen da es in Assembler ja keine I2C Befehle gibt. Man müsste also ein komplettes Assembler Programm oder TWI-Beispiel einfügen. Das sollte man wegen dem Umfang dann lieber beim jeweiligen Controllertyp machen und hier nur Link dazu einfügen.
Ich bin mir auch nicht sicher welche C Bibliothek am meisten für I2C genutzt wird, daher am besten entsprechendes Beispiel nachtragen.

--[[Benutzer:Frank|Frank]] 11:22, 11. Dez 2005 (CET)

Ein bißchen kleiner, wäre das umständlich ? bitte, bitte, das ist keine Kritik, die sind sonst super

--[[Benutzer:PicNick]]11:37, 11. Dez 2005 (CET)~~

Man kann Bilder im Prinzip auch so verkleinert anzeigen lassen, allerdings würde das bei den dünnen Linien recht unscharf.

--[[Benutzer:Frank|Frank]] 11:44, 11. Dez 2005 (CET)

Was die Datengröße betrifft: Im .jpg Format sind die Bilder erheblich kleiner, ist mir leider zu spät aufgefallen. Ich kann die gerne nochmal als .jpg hochladen, aber dann müsste Frank die .png's wieder löschen.
Wenn ich die Bilder verkleinere dann kann man, wie Frank schon sagte, wirklich nichts mehr erkennen.

--[[Benutzer:Vish|Vish]] 19:16, 11. Dez 2005 (CET)

Diskussion:I2C

2005-12-11T10:19:45Z

Vish:

Diskussion:I2C

2005-12-11T10:19:05Z

Vish:

I2C

2005-12-11T10:17:11Z

Vish:

==Geschichte==

Der I2C—Bus ist ein serieller synchroner Zweidraht—Bus, der vor rund 20 Jahren von Philips entwickelt wurde. Was die Philips—Designer seinerzeit kaum ahnen konnten: Ihr Inter—IC Bus (I2C, „1 Squared C“) ist mittlerweile ein Industriestandard für Steuerungs-, Diagnose- und Überwachungslösungen in unzähligen Embedded-Applikationen. Mit einfacher Implementierung. niedrigen Kosten und einer Übertragungsrate bis 3,4 MBit/s ist der Bus Veteran aktuell wie nie zuvor.

Ziel der damaligen Entwicklung war ein hierarchisches Bus—System, über das mehrere lCs bei geringstem Aufwand [Leiterbahnen, Komponenten etc.) miteinander kommunizieren sollten. Daher bot sich eine serielle Struktur an, um

* im Vergleich zu parallelen Bus-Systemen
* mit weniger Leiterbahnen und l/0s auszukommen und so letztendlich Platinenfläche, IC-Abmessungen (Pin-Anzahl) und Kosten zu reduzieren.

Aus diesen Überlegungen entstand schließlich ein echter bidirektionaler Zweidraht-Bus in Master/Slave-Architektur mit integriertem Übertragungsprotokoll und Software-Adressierung, der nur zwei Verbindungen zwischen den lC’ s/Boards erfordert: Die Taktleitung SCL (Serial Clock Line) und die Datenleitung SDA (Serial Data Line).

Das bedeutet in der Praxis, dass z.B. ein Microcontroller ein ganzes "Netzwerk" von Chips mit nur zwei I/O Pins und einfacher Software steuern bzw. für bestimmte Funktionen nutzen kann. Ursprünglich wurde der I2C-Bus für Interaktionen zwischen einigen wenigen lCs entwickelt, die auf derselben Platine montiert waren, etwa zur Steuerung der Abstimmung von Autoradios oder TV-Geräten.

Dabei betrug die Übertragungsrate nur 100 kBit/s bei einer zulässigen Bus-Kapazität von 400 pF. Den ständig steigenden Performance-Anforderungen folgend, wurde die Übertragungsrate 1992 und 1998 auf 400 kBit/s bzw. 3,4 Mbit/s angehoben. Der große Vorteil des I2C-Busses besteht jedoch auch darin das auch deutlich langsamere Busteilnehmer am Bus betreiben werden können, siehe auch unter [[Clock Stretching]]

Heute wird der I2C-Bus auch in Systemen mit mehreren Boards wie Blade— oder Rack—Mount¬Servern eingesetzt, wobei l2C-Hot-Swap-Buffer ein störungsfreies Einsetzen oder Austauschen von Boards während des Betriebs gewährleisten. Zum Beispiel wird der I2C-Bus heute auch bei nahezu allen Projekten aus dem Roboternetz verwendet, siehe Kategorie Projekte/Schaltungen.

Mit Hilfe neuer Expansions- und Steuerungs-Bauelemente kann der I2C-Bus inzwischen über die 400-pF-Grenze [ca. 20 bis 30 lCs pro Bus-Segment) hinaus erweitert werden. Dadurch können Entwickler mehr Chips '''sogar mehrere identische lCs mit der selben Adresse''' anschließen und flexibel auf die steigende Zahl von I2C—Bau— Elementen reagieren.

'''Ein großer Vorteil des I2C-Bus ist auch die einfache Ansteuerung. Da keine festen Taktzeiten eingehalten werden müssen, können sowohl langsame als auch sehr schnelle Bussteilnehmer, Chips und Programmiersprachen eingesetzt werden.'''

http://www.roboternetz.de/bilder/i2cbeitrag1.gif

==Bitübertragung==

Um ein Bit als gültig zu werten, muss SCL High sein. SDA darf sich währendessen nicht ändern (es sei denn es handelt sich um die Start- oder Stoppbedingung, doch dazu später mehr). Um beispielsweise eine 1 zu übertragen, müssen SDA sowie SCL High sein. Für eine 0, muss SDA Low sein, SCL jedoch High.

[[Bild:I2C_Bituebertragung.png]]

==Start- und Stoppbedingungen==

===Startbedingung===

Um die angeschlossenen ICs zu informieren, dass eine Datenübertragung beginnt, muss eine Startbedingung erzeugt werden. Vorher kann keine Datenübertragung erfolgen.
Eine Startbedingung wird erzeugt, indem, während SCL High ist, SDA von High auf Low wechselt.

[[Bild:I2C_Startbedingung.png]]

===Stoppbedingung===

Die Stoppbedingung funktioniert genau anders herum: SCL muss High sein und während dieser Phase wechselt SDA von Low auf High.
Die Stoppbedingung beendet, wie der Name schon vermuten lässt, eine Datenübertragung. So kann der Master signalisieren, dass er keine weiteren Daten empfangen oder senden möchte.

[[Bild:I2C_Stoppbedingung.png]]

===Repeated-Startbedingung===

Da die Stoppbedingung gleichzeitig auch eine Freigabe des Bus bedeutet (und dann könnte ja ein anderer Master den Bus übernehmen), gibt es auch den Start ohne vorheriges Stopp. Das wird dann benötigt, wenn vor dem Lesen erst ein Argument/Command geschickt werden muß. Abfolge:
<pre>
I<sup>2</sup>C Start
I<sup>2</sup>C Send Write-Address
I<sup>2</sup>C Send Argument
I<sup>2</sup>C Start ! Repeated Start
I<sup>2</sup>C Send Read-Address
I<sup>2</sup>C Read Data
....
I<sup>2</sup>C Stopp ! Release Bus
</pre>

==Datenübertragung größerer Datenmengen==

===Byteübertragung===

Wenn ein Byte verschickt werden soll, dann wird als erstes das höchstwertigste Bit verschickt. Dann folgen die anderen bis hin zum niederwertigstem. Folgende Tabelle soll dieses Schema anhand der Zahl 109 verdeutlichen:

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Dezimal'''
| 128
| 64
| 32
| 16
| 8
| 4
| 2
| 1
|-
| '''Dual'''
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
|-
| '''Übertragungsreihenfolge'''
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
|}
</div>

Wie man sieht wird das Bit, das die Dezimalzahl 128 repräsentiert, als erstes übertragen.

===Bestätigung (Acknowledgment)===

Der Empfänger quittiert den Erhalt der Daten mit einer Bestätigung (oder auch Acknowledgment). Nach acht Datenbits und folglich auch acht Taktimpulsen wird eine Bestätigung erzeugt.

[[Bild:I2C_Bestaetigung.png]]

Der Empfänger "zieht" SDA auf Low, bis der Master den neunten Taktimpuls generiert hat. Findet diese Bestätigung statt, bedeutet dies auch gleichzeitig, dass der Empfänger ein weiteres Byte empfangen möchte.
Möchte der Empfänger kein weiteres Byte mehr empfangen, dann verschickt er keine Bestätigung. Das eigentliche Ende der Datenübertragung wird aber durch die Stoppbedingung ausgelöst.

==Adressierung==

Das erste Byte nach der Startbedingung, das der Master verschickt, ist die Adresse des Slaves, den er ansprechen möchte.

===7-Bit Adressierung===

Die 7-Bit Adressierung ist die erste Adressierungsform des I<sup>2</sup>C Busses und ermöglicht bis zu 128 (2<sup>7</sup>) Geräte an einem Bus.

====Aufbau einer 7-Bit Adresse====

[[Bild: I2C_Adresse_Aufbau.png]]

Auch hier wird mit dem wichtigstem Bit begonnen. Da ein Byte aber acht Bits hat, und die Adresse nur sieben Bits, gibt es noch ein Bit, das die Datenrichtung angibt. Dieses Bit bestimmt, ob der Master Daten empfangen möchte oder ob er dem Slave Daten schicken möchte. Dieses letzte Bit wird als R/W Bit bezeichnet.
Hat ein Slave seine Adresse richtig verstanden und ist bereit Daten zu empfangen oder, je nach Fall, zu verschicken, dann sendet er eine Bestätigung.
Hat er seine Adresse nicht richtig mitbekommen, oder ist gerade nicht in der Lage eine Daten zu verschicken oder zu empfangen, dann bleibt die Bestätigung aus. Der Master kann dann eine Stoppbedingung erzeugen, sodass die Datenübertragung abgebrochen wird.

====Reservierte Adressen====

Einige Adressen wurden reserviert um den Bus ausbaufähig zu halten, oder um Missverständnissen vorzubeugen.

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Adresse'''
| '''R/W Bit'''
| '''Beschreibung'''
|-
| 0000001
| X
| CBUS Adresse
|-
| 0000010
| X
| Reserviert für ein anderes Busformat
|-
| 0000011
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 00001XX
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 11111XX
| X
| Für zukünftige Erweiterungen reserviert
|-
| 11110XX
| X
| 10-Bit Adressierung
|}
</div>

===10-Bit Adressierung===

Da es mit der Zeit immer mehr I<sup>2</sup>C-Bausteine wurden und es schon vorher Überschneidungen, was die Adressen betraf, gab, wurden 10-Bit Adressen eingeführt. Diese erlauben bis zu 1024 (2<sup>10</sup>) Geräte an einem Bus.
Durch die Reservierung der Adressen 1111 0XX und des R/W Bits dieser Adresse, werden mögliche 7-Bit Geräte am Bus nicht gestört. Im Gegenteil, es können sogar 7- und 10-Bit Geräte an einem Bus betrieben werden.

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''Reservierte Adresse'''
| '''Adresse Teil 1'''
| '''R/W Bit'''
| ''' '''
| '''Adresse Teil 2'''
| ''' '''
|-
| 11110
| XX
| X
| Bestätigung
| XXXXXXXX
| Bestätigung
|}
</div>

Als erstes wird die reservierte Adresse mit den ersten fünf Bits "11110" gesendet. Dadurch wird, wie schon gesagt das Stören von Bausteinen mit 7-Bit Adressen vermieden. Nun folgen die ersten zwei Bits der eigentlichen Adresse. Nun kommt schon das R/W Bit, da nach einem Byte ja immer eine Bestätigung folgen muss, wenn eine weitere Datenübertragung erwünscht ist. Nach der Bestätigung kommt der 2. Teil der Adresse, der diesmal ein ganzes Byte ist. Dann folgt wieder eine Bestätigung und der eigentliche Datenaustausch kann beginnen.

===Subadressen===

Als Subadressen bezeichnet man die vom Benutzer programmierbaren Adressbits einer Adresse. Dies sind bei den meisten ICs die letzten drei Adressbits. Da man so acht verschiedene Adresskombinationen zusammenbekommt (2<sup>3</sup>), kann man folglich maximal acht dieser ICs an einem Bus gleichzeitig nutzen.
Folgende Tabelle verdeutlicht dies am Beispiel des I<sup>2</sup>C Bausteins PCF 8570:

<div align = "center">
{| {{Blauetabelle}}
| '''1. Teil: Feste Adresse'''
| '''2. Teil: Subadresse'''
|-
| 1010
| XXX
|}
</div>

==Beispiel einer Datenübertragung==

===Schema===
Zum Abschluss noch das schematische Beispiel einer vollständigen Kommunikation zwischen einem Mikrocontroller als Master und einem Slave mit 7-Bit Adresse. In diesem Fall wird schreibend auf den Slave zugegriffen. Der Master ist also ein Sender, während der Slave als Empfänger fungiert.

[[Bild:I2C_Datenuebertragung.png]]

Nach der Startbedingung folgt die Slaveadresse mit dem R/W Bit. Dann kommt die obligatorische Bestätigung und der Master sendet ein Byte. Nun folgt wieder eine Bestätigung und der Master sendet wiederum ein Byte. Der Slave sendet wieder seine Bestätigung, jedoch möchte der Master jetzt keine Daten mehr senden, da SDA jetzt auf +5 Volt liegt. Da nun das Ende der Datenübertragung erreicht ist, löst der Master die Stoppbedingung aus.

===Oszillogramm===

Hier ein typisches Bild einer I2C-Kommunikation:

<center>
http://www.tobias-schlegel.de/PublicData/DOUBLE.png
</center>

==Programmierung==

===Assembler===

TODO: Vllt. kann hier jemand den Basiccode in Assembler übersetzen?

===C===

TODO: Vllt. kann hier jemand den Basiccode in C übersetzen?

===Basic===
Ein typisches Beispiel wie in einer Programmiersprache (hier Basic) Daten über den I2C-Bus verschickt werden:

i2c_init
i2c_start
i2c_sendebyte(slaveid)
i2c_sendebyte(wert1)
i2c_sendebyte(wert2)
i2c_stop

''Artikelautoren:''
: [[Benutzer:Frank|Frank]]
: [[Benutzer:Vish|Vish]]

Verwendete Quellen für diesen Text:
# Philips Infos
# Spoerle Produktinfos
# mehrere Roboternetz-Artikel

==Siehe auch==
*[[RN-Definitionen]]
*[[Clock Stretching]]
*[[I2C Chip-Übersicht]]

==Weblinks==
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=28 Spezifikationen]
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=4509 PC -> I2C Bus Adapter]
* [http://www.the-starbearer.de/Roboterelektronik/i%B2c/I2C_Index.htm Tips zum I2C-Bus]
* [http://www.semiconductors.philips.com/pip/P82B715.html I2C über 50 Meter mit I2C Bus Extender möglich (IC P82B715)]]

[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]

Datei:I2C Stoppbedingung.png

2005-12-11T10:12:17Z

Vish: Schema der Stoppbedingung im I2C Bus

Schema der Stoppbedingung im I2C Bus

Datei:I2C Datenuebertragung.png

2005-12-11T10:11:20Z

Vish: Beispiel einer kompletten Datenübertragung im I2C Bus

Beispiel einer kompletten Datenübertragung im I2C Bus

Datei:I2C Bituebertragung.png

2005-12-11T10:10:49Z

Vish: Übtertragung zweier Bits im I2C Bus

Übtertragung zweier Bits im I2C Bus

Datei:I2C Bestaetigung.png

2005-12-11T10:09:59Z

Vish: Schema der Bestätigung (Acknowledgment) im I2C Bus

Schema der Bestätigung (Acknowledgment) im I2C Bus

Datei:I2C Adresse Aufbau.png

2005-12-11T10:08:48Z

Vish: Schematischer Aufbau einer I2C Adresse

Schematischer Aufbau einer I2C Adresse

Benutzer:Vish

2005-12-10T19:46:58Z

Vish: /* Steckbrief */

==Steckbrief==

'''Name:''' Jonas Vischedyk

'''Alter:''' 15

'''Wohnort:''' Paderborn

'''E-Mail:''' vishbone (at) gmx (dot) de

==RN Community==
'''Nickname:''' vish

'''Profil:''' [http://www.roboternetz.de/phpBB2/profile.php?mode=viewprofile&u=5258 klick]

Abkürzungsliste

2005-12-10T19:45:20Z

Vish:

{|{{Blaueschmaltabelle}}
|'''Hinweis:''' Neue Abkürzungen bitte stets alphabetisch einsortieren. Wird eine bestimmte Abkürzung nicht gefunden, dann auch mal die Suche nutzen! Zu vielen Abkürzungen exestieren auch umfangreichere Artikel wenn diese als Link ausgeführt sind.
|}

=A=

;[[ABS]]: "''Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat''" ist ein synthetisches Terpolymer aus drei unterschiedlichen Monomerarten.

;AGC: "''Automatic Gain Control''": Automatische Verstärkerabgleich, etwa bei Funk- oder Infrarot-Empfängern.

;[[Arm|ARM]]: "''Advanced RISC Machines''": 32-bit Micrcontroller-Familie und Markenname, designt von der gleichnamigen Firma. Hergestellt in Lizenz von unterschiedlichen Hardware-Herstellern, jedoch nicht von ARM selbst.

;[[Avr|AVR]]: (ungeklärt) "''Advanced Virtual RISC''" oder "''Alf og Vegard RISC''", "''bedeutungslos''" laut [[Atmel]]: In der Mitter der Neunziger Jahren des 20. Jahrhunders komplett neudesignte 8-bit Microcontroller-Architektur durch die Studenten Alf-Egil Bogen und Vegard Wollan. Aufgekauft von [[Atmel]]. Markenname.

=C=

;[[CAD]]: "''Computer aided Design''" Computerunterstütztes entwerfen von z.B. Schaltungen (Leiterbahnen) die man später auf eine Platine fräst.

=E=

;[[EEPROM]]: "''Electrically Erasable Programmable Read Only Memory''" Nur-Lese-Speicher, der durch Programmierung löschbar ist.
;EPROM: "''Erasable Programmable Read Only Memory''" Nur-Lese-Speicher, der durch UV-Licht löschbar ist.

=F=
;[[FET|FET]]: "''Field Effect Transistor''", auch "''Feldeffekttransistor''": ein unipolarer Transistor im Gegensatz zum bipolaren [[Transistor|Transistor]].

=G=
;GND: "''Ground''": Masse einer Schaltung, auf die sich andere Potentiale beziehen. Damit liegt GND selber auf 0V. Alle GND-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;GPR: "''General Purpose Register''": Allgemeine Arbeitsregister in [[Avr|AVR-Microcontrollern]]

=I=
;[[I2C|I2C]]: "''Inter Integrated Circuit''" gesprochen "''I Quadrat C''" bzw. "''I square C''": Von Philips entwickelter synchroner 2-Draht Bus.

;IC: "''Integrated Circuit''" (Integrierter Schaltkreis) ist eine elektronische Schaltung aus Transistoren, Kondensatoren, Widerständen und Induktivitäten, die vollständig in bzw. auf einem einzigen Stück Halbleitersubstrat integriert ist.

;IDE: "''Integrated Delevopment Environment''": Integrierte Entwicklungsumgebung mit grafischer Benutzerschnittstelle (GUI).

;IGBT: "''Insulated Gate Bipolar Transistor''": Leistungstransistor. Hybrid aus bipolarem [[Transistor]] und [[FET]].

;IR: "''Infra Red''" bzw. "''Infrarot''": Oft in Wort-Zusammensetzungen: IR-Diode, IR-Empfänger, IR-Fernbedienung.

;IRQ: "''Interrupt Request''": Unterbrechungsanforderung einer Hardware in Reaktion auf ein bestimmtes Ereignis. Gegebenenfalls wird in ein spezieller Code (ISR) zur Ausführung gebracht.

;ISP: "''In System Programming''" bzw. "''In System Programmable''": Möglichkeit und Verfahren, eine reprogrammierbare Hardware neu zu programmieren, ohne diese dafür aus dem Zielsystem zu entfernen. Die entsprechende Hardware muss ISP unterstützen. Gleiches gilt für die Hard- und Software, die zur Programmierung dient.

;ISR: "''Interrupt Service Routine''": Code, der beim Auftreten freigeschalteter Ereignisse (IRQ) ausgeführt wird. Dazu wird der normale Programmfluss unterbrochen, die ISR ausgeführt, und danach das Programm an der unterbrochenen Stelle fortgeführt.

=L=

;LCD: "''Liquid Crystal Display''": Flüssigkristall-Anzeige. Praktisch trägheitslos ansteuerbare Anzeigen. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an eine zwischen durchsichtigen Elektroden befindliche Flüssigkeit, dreht diese die Polarisationsrichtung von Licht. Sichtbar wird diese Drehung durch Montieren eines Polarisationsfilters vor das LCD.

;[[LDR]]: "''light dependent resistor''" Lichtabhängiger Widerstand, leitet bei hoher Lichteinstrahlung besser als bei niedriger.

;LED: "''Light Emitting Diode''": Lumineszenz-Diode, auch ''Leuchtdiode''. Halbleiter-Bauelement. Beim Durchgang von Ladungsträgern durch die Sperrschicht wird die aufgrund der Bandlücke freiwerdende Energie in Form von Licht abgestrahlt. Wellenlängenbereich vom nahen Infrarot (IR-Diode) über den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums bis hin zum nahen Ulraviolett (UV-Diode).

=M=


;MISO: "''Master In, Slave Out''": Unidirektionale Datenleitung vom Slave zum Master beim SPI-Bus.

;MOSI: "''Master Out, Slave In''": Unidirektionale Datenleitung vom Master zum Slave beim SPI-Bus.

;MOSFET: ''Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor'' (engl. für „Metall-Oxid-Halbleiter-/-Silizium-Feldeffekttransistor“). Form eines FETs

=N=


;NTC: "''Negative Temperature Coefficienct''": Temperaturabhängiger Widerstand, leitet bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen.

=P=


;PPM: "''Pulse Position Modulation''":, auch "''[[Pulspositionsmodulation]]''": Ein Modulationsverfahren.

;ppm: "''part per million''": Eins auf eine Million, Faktor 1 : 1000000. Oft in Toleranzangaben, etwa bei Schwingquarzen.

;PTC: ''"Positive Temperature Coefficient"'' Temperaturabhängiger Widerstand, leitet bei niedrigen Temperaturen besser als bei höheren.

;[[Pulsweitenmodulation|PWM]]: "''Pulse Width Modulation''", auch "''[[Pulsweitenmodulation]]''": Ein Modulationsverfahren.

=S=


;SCK: "''Serial Clock''": Serielle, unidirektionale Taktleitung bzw. serielles Taktsignal beim SPI-Bus.

;SCL: "''Serial Clock''": Serielle Taktleitung bzw. serielles Taktsignal beim [[I2C]]-Bus (auch: IIC-Bus oder TWI-Bus). Jeder Teilnehmen am Bus kann das SCL Signal auf 0 ziehen (wired AND, [[Clock_Stretching|Clock Stretching]]).

;SDA: "''Serial Data''": Serielle Datenleitung bzw. serielles Datensignal beim [[I2C]]-Bus (auch: IIC-Bus oder TWI-Bus). Jeder Master am IIC-Bus kann das Signal auf 0 ziehen (wired AND, [[Arbitration]]).

;SFR: "''Special Funtion Register''": I/O Kontrollregister in [[Avr|AVR-Microcontrollern]]

;[[SMD]]: "''Surface Mounted Device''": Bauteil, das auf einer Seite einer Platine auf deren Oberfläche gelötet ist bzw. gelötet werden kann.

;SMT: "''Surface Mount Technology''": Technik, bei der [[SMD]]-Bauteile einseitig auf der Oberfläche einer Platine kontaktiert werden, im Gegensatz zur Durchsteck-Technik, die Bohrungen erfordert.

;SPI: "''Serial Peripheral Interface''": Serielles, synchrones Bussystem mit den Leitungen SCK (Takt), MOSI, MISO (Daten), SS (Steuerleitung(en) zur Slave-Auswahl und Synchronisation).

;SS: "''Slave Select''": Steuerleitung zur Auswahl/Synchronisation eines Slave am SPI-Bus.

=V=
;VCC: "''Voltage at Collectors''": Digitale Versorgungsspannung, typischerweise zwischen +4.5V und +5V. Je nach Schaltung sind auch andere positive Werte möglich. Alle VCC-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;VDD: "''Voltage at Drains''": Positive Versorgungsspannung für MOS-Bauteile. Alle VDD-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;VSS: "''Voltage at Sources''": Negative Versorgungsspannung für MOS-Bauteile. Alle VSS-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.

[[Kategorie:Grundlagen|!]]

Abkürzungsliste

2005-12-10T19:43:59Z

Vish:

{|{{Blaueschmaltabelle}}
|'''Hinweis:''' Neue Abkürzungen bitte stets alphabetisch einsortieren. Wird eine bestimmte Abkürzung nicht gefunden, dann auch mal die Suche nutzen! Zu vielen Abkürzungen exestieren auch umfangreichere Artikel wenn diese als Link ausgeführt sind.
|}

=A=

;[[ABS]]: "''Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat''" ist ein synthetisches Terpolymer aus drei unterschiedlichen Monomerarten.

;AGC: "''Automatic Gain Control''": Automatische Verstärkerabgleich, etwa bei Funk- oder Infrarot-Empfängern.

;[[Arm|ARM]]: "''Advanced RISC Machines''": 32-bit Micrcontroller-Familie und Markenname, designt von der gleichnamigen Firma. Hergestellt in Lizenz von unterschiedlichen Hardware-Herstellern, jedoch nicht von ARM selbst.

;[[Avr|AVR]]: (ungeklärt) "''Advanced Virtual RISC''" oder "''Alf og Vegard RISC''", "''bedeutungslos''" laut [[Atmel]]: In der Mitter der Neunziger Jahren des 20. Jahrhunders komplett neudesignte 8-bit Microcontroller-Architektur durch die Studenten Alf-Egil Bogen und Vegard Wollan. Aufgekauft von [[Atmel]]. Markenname.

=C=

;[[CAD]]: "''Computer aided Design''" Computerunterstütztes entwerfen von z.B. Schaltungen (Leiterbahnen) die man später auf eine Platine fräst.

=E=

;[[EEPROM]]: "''Electrically Erasable Programmable Read Only Memory''" Nur-Lese-Speicher, der durch Programmierung löschbar ist.
;EPROM: "''Erasable Programmable Read Only Memory''" Nur-Lese-Speicher, der durch UV-Licht löschbar ist.

=F=
;[[FET|FET]]: "''Field Effect Transistor''", auch "''Feldeffekttransistor''": ein unipolarer Transistor im Gegensatz zum bipolaren [[Transistor|Transistor]].

=G=
;GND: "''Ground''": Masse einer Schaltung, auf die sich andere Potentiale beziehen. Damit liegt GND selber auf 0V. Alle GND-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;GPR: "''General Purpose Register''": Allgemeine Arbeitsregister in [[Avr|AVR-Microcontrollern]]

=I=
;[[I2C|I2C]]: "''Inter Integrated Circuit''" gesprochen "''I Quadrat C''" bzw. "''I square C''": Von Philips entwickelter synchroner 2-Draht Bus.

;IC: "''Integrated Circuit''" (Integrierter Schaltkreis) ist eine elektronische Schaltung aus Transistoren, Kondensatoren, Widerständen und Induktivitäten, die vollständig in bzw. auf einem einzigen Stück Halbleitersubstrat integriert ist.

;IDE: "''Integrated Delevopment Environment''": Integrierte Entwicklungsumgebung mit grafischer Benutzerschnittstelle (GUI).

;IGBT: "''Insulated Gate Bipolar Transistor''": Leistungstransistor. Hybrid aus bipolarem [[Transistor]] und [[FET]].

;IR: "''Infra Red''" bzw. "''Infrarot''": Oft in Wort-Zusammensetzungen: IR-Diode, IR-Empfänger, IR-Fernbedienung.

;IRQ: "''Interrupt Request''": Unterbrechungsanforderung einer Hardware in Reaktion auf ein bestimmtes Ereignis. Gegebenenfalls wird in ein spezieller Code (ISR) zur Ausführung gebracht.

;ISP: "''In System Programming''" bzw. "''In System Programmable''": Möglichkeit und Verfahren, eine reprogrammierbare Hardware neu zu programmieren, ohne diese dafür aus dem Zielsystem zu entfernen. Die entsprechende Hardware muss ISP unterstützen. Gleiches gilt für die Hard- und Software, die zur Programmierung dient.

;ISR: "''Interrupt Service Routine''": Code, der beim Auftreten freigeschalteter Ereignisse (IRQ) ausgeführt wird. Dazu wird der normale Programmfluss unterbrochen, die ISR ausgeführt, und danach das Programm an der unterbrochenen Stelle fortgeführt.

=L=

;LCD: "''Liquid Crystal Display''": Flüssigkristall-Anzeige. Praktisch trägheitslos ansteuerbare Anzeigen. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an eine zwischen durchsichtigen Elektroden befindliche Flüssigkeit, dreht diese die Polarisationsrichtung von Licht. Sichtbar wird diese Drehung durch Montieren eines Polarisationsfilters vor das LCD.

;[[LDR]]: "''light dependent resistor''" Lichtabhängiger Widerstand, leitet bei hoher Lichteinstrahlung besser als bei niedriger.

;LED: "''Light Emitting Diode''": Lumineszenz-Diode, auch ''Leuchtdiode''. Halbleiter-Bauelement. Beim Durchgang von Ladungsträgern durch die Sperrschicht wird die aufgrund der Bandlücke freiwerdende Energie in Form von Licht abgestrahlt. Wellenlängenbereich vom nahen Infrarot (IR-Diode) über den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums bis hin zum nahen Ulraviolett (UV-Diode).

=M=


;MOSI: "''Master Out, Slave In''": Unidirektionale Datenleitung vom Master zum Slave beim SPI-Bus.

;MOSFET: ''Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor'' (engl. für „Metall-Oxid-Halbleiter-/-Silizium-Feldeffekttransistor“). Form eines FETs

;MISO: "''Master In, Slave Out''": Unidirektionale Datenleitung vom Slave zum Master beim SPI-Bus.

=N=


;NTC: "''Negative Temperature Coefficienct''": Temperaturabhängiger Widerstand, leitet bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen.

=P=


;PPM: "''Pulse Position Modulation''":, auch "''[[Pulspositionsmodulation]]''": Ein Modulationsverfahren.

;ppm: "''part per million''": Eins auf eine Million, Faktor 1 : 1000000. Oft in Toleranzangaben, etwa bei Schwingquarzen.

;PTC: ''"Positive Temperature Coefficient"'' Temperaturabhängiger Widerstand, leitet bei niedrigen Temperaturen besser als bei höheren.

;[[Pulsweitenmodulation|PWM]]: "''Pulse Width Modulation''", auch "''[[Pulsweitenmodulation]]''": Ein Modulationsverfahren.

=S=


;SCK: "''Serial Clock''": Serielle, unidirektionale Taktleitung bzw. serielles Taktsignal beim SPI-Bus.

;SCL: "''Serial Clock''": Serielle Taktleitung bzw. serielles Taktsignal beim [[I2C]]-Bus (auch: IIC-Bus oder TWI-Bus). Jeder Teilnehmen am Bus kann das SCL Signal auf 0 ziehen (wired AND, [[Clock_Stretching|Clock Stretching]]).

;SDA: "''Serial Data''": Serielle Datenleitung bzw. serielles Datensignal beim [[I2C]]-Bus (auch: IIC-Bus oder TWI-Bus). Jeder Master am IIC-Bus kann das Signal auf 0 ziehen (wired AND, [[Arbitration]]).

;SFR: "''Special Funtion Register''": I/O Kontrollregister in [[Avr|AVR-Microcontrollern]]

;[[SMD]]: "''Surface Mounted Device''": Bauteil, das auf einer Seite einer Platine auf deren Oberfläche gelötet ist bzw. gelötet werden kann.

;SMT: "''Surface Mount Technology''": Technik, bei der [[SMD]]-Bauteile einseitig auf der Oberfläche einer Platine kontaktiert werden, im Gegensatz zur Durchsteck-Technik, die Bohrungen erfordert.

;SPI: "''Serial Peripheral Interface''": Serielles, synchrones Bussystem mit den Leitungen SCK (Takt), MOSI, MISO (Daten), SS (Steuerleitung(en) zur Slave-Auswahl und Synchronisation).

;SS: "''Slave Select''": Steuerleitung zur Auswahl/Synchronisation eines Slave am SPI-Bus.

=V=
;VCC: "''Voltage at Collectors''": Digitale Versorgungsspannung, typischerweise zwischen +4.5V und +5V. Je nach Schaltung sind auch andere positive Werte möglich. Alle VCC-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;VDD: "''Voltage at Drains''": Positive Versorgungsspannung für MOS-Bauteile. Alle VDD-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
;VSS: "''Voltage at Sources''": Negative Versorgungsspannung für MOS-Bauteile. Alle VSS-[[Schaltsymbole|Symbole]] eines Schaltplans sind miteinander verbunden, auch wenn im Schaltplan keine Verbindung zwischen ihnen eingezeichnet wurde, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.

[[Kategorie:Grundlagen|!]]