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DeeBee

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28.04.2020,
08:32
 

Ablauf um eine Schaltung anzugehen (Schaltungstechnik)

Hallo zusammen.
Ich bin neu auf dem Gebiet aber kenne die Grundlagen der Elektronik, wie zB Funktion und Symbole der Bauteile, Schema lesen usw.

Nun möchte ich aber eine Idee umsetzen (fiktiv im Moment, habe aber viele Ideen die ich eben umzusetzen gedenke :lol: ) und frage mich, wie ich vorgehen soll, wenn die Funktion der zu erstellenden Schaltung klar ist (also was geschehen muss wenn dieser Sensor das macht oder der Schalter muss das machen und das Licht sollte dann blinken usw.)?

1) Von "vorne nach hinten"?
Soll ich zuerst alle Bauteile, die für die hauptsächliche Funktion primär sicher reinkommen (wie zB Sensor(en), Taster und Schalter, LEDs etc.) offen im Schema mal platzieren, was aber kommt dann genau? Und wie gehe ich vor bei der Dimensionierung? Ich habe ja noch keinen Strom, keine Spannungsquelle...

2) Von "hinten nach vorne"?
Soll ich ungefähr annehmen, "ein 24VDC Netzteil" (zB) ist klein und passt auch überall hin: Und von da aus meine Schaltung bzw. mit dieser "vorhandenen" Spannung beginnen zu rechnen?

3) Von "Mitte nach aussen"?
Oder soll ich die primär vorkommenden Bauteile offen im Schema platzieren,...ja, dann wüsste ich schon nicht mehr wie weiter, weil ich einerseits ja entweder das "Netzgerät" habe,...hmm...

Eben, und schon wüsste ich nicht mehr weiter... :confused:

Ich hoffe ihr versteht was ich meine, habt ihr mir einen Vorgang, Ablauf, wie ich an so eine Schaltung rangehen muss?

Ich freue mich auf eure Anregungen, damit ich logisch oder mit einem klaren Ablauf vorgehen und loslegen kann :clap:

Grüsse euch!

xy(R)

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28.04.2020,
08:57

@ DeeBee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

» Ich hoffe ihr versteht was ich meine, habt ihr mir einen Vorgang, Ablauf,
» wie ich an so eine Schaltung rangehen muss?

Vom schwierigen zum einfachen.

DeeBee

E-Mail

28.04.2020,
09:33

@ xy

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Gerne warte ich auf weitere Antworten gem. meiner Frage, aber danke.

Hartwig(R)

28.04.2020,
11:59
(editiert von Hartwig
am 28.04.2020 um 12:08)


@ DeeBee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

» Gerne warte ich auf weitere Antworten gem. meiner Frage, aber danke.
Das ist schwierig, da Du offenbar wenig bis keine Erfahrung auf diesem Gebiet hast. Sinnvoll wäre vielleicht zunächst der Nachbau einfachster Schaltungen, die Du dann nach eigenen Vorstellungen erweitern oder modifizieren kannst.

Aber ich versuch mal, Dir eine Antwort zu geben, Stichwort "Sensor":

Überlegung vor dem Schaltungsentwurf:
- Was soll mit dem Sensor erfasst werden, also Definition der Eingangsgröße, des Schwankungsbereiches und der zulässige Fehler. Geht es um die Erkennung eines Schwellwerts oder ist ein Messbereich genau zu erfassen (Stichworte Auflösung und Linearität)? Dann sollte man überlegen, welche Störeinflüsse relevant sind (Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, EMI etc.)
- Was ist die Ausgangsgröße? Das kann einfach nur eine LED sein, eine Anzeige oder ein nachfolgender µController. Die Ausgangsgröße wird wahrscheinlich elektrisch definiert sei, also z.B. Open Collector 10mA für eine LED, ein Logikpegel wie 3,3V oder 5V. Oder ein Analogsignal z.B. 0-1V.
- Wird eine Spannungsversorgung benötigt? Wenn ja, dann Netz oder Batterie ?? (Für Batteriebetrieb ist z.B. auf stromsparende Technologie zu achten).
- Wie soll der Aufbau erfolgen? SMD oder bedrahtete Bauelemente?
-Genaue Kenntnis der Schutzmaßnahmen bei Netzbetrieb!!!
Schaltungskonzept:
- in diesem Fall den Sensor aussuchen, der den Spezifikationen entspricht. Dabei spielen auch Verfügbarkeit und Preis eine Rolle.
mit etwas Glück findest Du evtl. einen Snesor, der Deinen Anforderungen genau entspricht, dann kannst Du das Eingangssignal (z.B. Temperatur oder Druck) direkt messen, Dein Ausgangssignal passt auch genau für die Nachfolgende Anzeige, Du benötigst also nur z.B. die Spannungsversorgung. Oft geht das einher mit Maßnahmen zum Störschutz, also z.B. Abblockkondensatoren; bei längeren Leitungen im Freien kann ein Überspannungsschutz erforderlich werden.
Oft wird der Sensor eine externe Beschaltung zur Anpassung an Deine Messaufgabe benötigen - daher ist es unbedingt erforderlich, sich für den Sensor ein Datenblatt mit Applikationshinweisen zu beschaffen und dies auch lesen und verstehen zu können. Zudem sind für praktisch jedes elektronische Bauteil sogenannte "Grenzwerte" definiert, die unter keiner Bedingung überschritten werden dürfen - die muss man kennen! Das gilt auf für Sensoren.
- In einigen Fällen wird man feststellen, dass noch Hilfsschaltungen erforderlich sind, z.B. zur Erzeugung von Referenzspannungen, um Signalpegel anzupassen oder Kalibriermöglichkeiten zu bieten. Dazu kann auch eine Umschaltung des Meßbereiches gehören oder auch ein Filter zur Entfernung von störenden Komponenten des Signals Wenn auch diese Hilfsschaltungen konzipiert sind, kann man an die Umsetzung gehen, also die Bauelemente beschaffen und einen Versuchsaufbau erstellen. Parallel dazu kann man sich dann schon Gedanken über die Spannungsversorgung und den mechanischen Aufbau machen.
Schaltungsaufbau:
Details kann man hier kaum nennen, oft bietet sich z.B. der Aufbau auf Lochraster o.ä. mit dem Einbau in ein Modulgehäuse an. Je nach Art der Schaltung ist hierbei schon einige Erfahrung erforderlich, um z.B. gegenseitige Beeinflussung von Komponenten zu vermeiden.

Vielleicht verstehst Du jetzt die Antwort von xy - bekommst Du den schwierigen Teil des Konzeptes nicht in den Griff, dann musst Du evtl. einen ganz anderen Ansatzwählen, die Arbeit an den einfachen Aufgaben war dann umsonst. Dafür aber erstmal das Laufen lernen, 400m Hürdenlauf braucht noch ein Weilchen

Viel Erfolg!

DeeBee

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28.04.2020,
12:51

@ Hartwig

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Vielen vielen Dank!
Das mit meiner Antwort an xy war auch nicht böse gemeint, hat mir nur nicht allzuviel geholfen, weil ja vieles noch "schwierig" ist und ich nicht so viel anfangen konnte :)

Deine Beschreibung ist sehr gut, somit werde ich sozusagen so vorgehen (natürlich immer auch mit Berücksichtigung der Sicherheitshinweise von Dir):

0) Funktion beschreiben (Projektstart) und was die "Blackbox" machen muss notieren (was muss das Teil eignetlich können; wenn...dann, usw.)
1) Funktionsrelevante Bauteile notieren (logisch)
2) diese Bauteile aufgrund meiner Absicht, mit den entspr. Datasheets eriuieren (Eingangs-/Ausgangs- und Speisespannung zB usw.; Range meiner Messwerte beachten etc.)
3) Jedes einzelne Bauteil somit zuerst separat beschalten, also mit dem im Datasheet vorgebegenen Spannung/Strom für dessen Funktion und Übereinstimmung mit meinem Vorhaben
4) Spannungsversorgung(en) eruieren
5) Danach versuchen, die nun möglichen Eingangssignale (aus Spannung und Strom) zwischen zwei evtl. zusammenhängenden Bauteilen zusammenzuführen, mit zusätzlich benötigten Widerständen, Kondensatoren, Filtern usw. dazwischen, damit diese Signale am Ende, wenn alles zusammengeschaltet ist, noch immer richtig an jedem entspr. Bauteil anstehen damit die nun ganze Schaltung (mit Tastern usw.) funktioniert.
6) Prototyp auf Platine zusammenlöten und Fehlersuche angehen :-)

Wäre toll um ein kurzes Feedback diesbezüglich, oder ob ich was wichtigen vergessen habe.

Würde dies nämlich gleich als mein "Anfänger-Ablaufschema" nehmen und damit beginnen :clap:

Ganz liebe Grüsse und danke für deine ausführliche Antwort!

Dee

Hartwig(R)

28.04.2020,
15:46

@ DeeBee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Hallo,
grundsätzlich ist es OK, Stufe für Stufe (oder Funktionsblock statt Stufe) in Betrieb zu nehmen oder zu überprüfen. Das bedarf aber z.B. bei Regelkreisen besonderer Beachtung (Netzteile sind da ein Beispiel) und erfordert oft Hilfsmaßnahmen für die Dauer des Tests.
Wenn ich z.B. eine Sensorschaltung aufbaue und einen mir bisher unbekannten Sensor einsetze, dann beginne ich - wie sinngemäß von xy empfohlen - mit der Schaltung des Sensors. Da mir der ja unbekannt ist, kann dessen Anwendung Überraschungen bergen - stellt also gewissermaßen den schwierigsten Teil dar. Dazu kann ich den Sensor z.B. zunächst in der allereinfachsten Betriebsart nutzen, um dessen Funktion zuallererst in der Anwendung zu testen, also unter halbwegs realen Bedingungen in Bezug auf die Messaufgabe und die Verbindung zur "Außenwelt". Der Sensorausgang wird dabei auf einfachste Weise ausgelesen, z.B. mit DMM oder Oszi. Ist so alles ok, besteht die restliche Arbeit meist nur noch aus dem Aufbau von Standardschaltungen. Dazu würde ich dort ansetzen, wo ich zuvor bei der Konzeptentwicklung Bedenken hatte oder Schwierigkeiten sah.
Wichtig ist auch die Betrachtung der Zustände, die die Schaltung in Sonderfällen einnimmt - also z.B. das Einschalten oder das Ausschalten. Dabei können kurzzeitig unerwartete Situationen auftreten, die durchaus zur Zerstörung von Bauteilen führen können. Oft müssen da Gegenmaßnahmen, bestehend aus wenigen Bauteilen, getroffen werden.

Grüße
Hartwig

matzi682015(R)

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Aachen,
28.04.2020,
23:39

@ DeeBee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

» Hallo zusammen.
» Ich bin neu auf dem Gebiet aber kenne die Grundlagen der Elektronik, wie zB
» Funktion und Symbole der Bauteile, Schema lesen usw.
»
» Nun möchte ich aber eine Idee umsetzen (fiktiv im Moment, habe aber viele
» Ideen die ich eben umzusetzen gedenke :lol: ) und frage mich, wie ich
» vorgehen soll, wenn die Funktion der zu erstellenden Schaltung klar ist
» (also was geschehen muss wenn dieser Sensor das macht oder der Schalter
» muss das machen und das Licht sollte dann blinken usw.)?
»
» 1) Von "vorne nach hinten"?
» Soll ich zuerst alle Bauteile, die für die hauptsächliche Funktion primär
» sicher reinkommen (wie zB Sensor(en), Taster und Schalter, LEDs etc.) offen
» im Schema mal platzieren, was aber kommt dann genau? Und wie gehe ich vor
» bei der Dimensionierung? Ich habe ja noch keinen Strom, keine
» Spannungsquelle...
»
» 2) Von "hinten nach vorne"?
» Soll ich ungefähr annehmen, "ein 24VDC Netzteil" (zB) ist klein und passt
» auch überall hin: Und von da aus meine Schaltung bzw. mit dieser
» "vorhandenen" Spannung beginnen zu rechnen?
»
» 3) Von "Mitte nach aussen"?
» Oder soll ich die primär vorkommenden Bauteile offen im Schema
» platzieren,...ja, dann wüsste ich schon nicht mehr wie weiter, weil ich
» einerseits ja entweder das "Netzgerät" habe,...hmm...
»
» Eben, und schon wüsste ich nicht mehr weiter... :confused:
»
» Ich hoffe ihr versteht was ich meine, habt ihr mir einen Vorgang, Ablauf,
» wie ich an so eine Schaltung rangehen muss?
»
» Ich freue mich auf eure Anregungen, damit ich logisch oder mit einem klaren
» Ablauf vorgehen und loslegen kann :clap:
»
» Grüsse euch!

Hi, machst Du eine Ausbildung zum Elektroniker oder so?

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes :hungry:

Dee

30.04.2020,
04:48

@ matzi682015

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Hallo Matthes.

Nein, aber ich habe so viele Projekte und Ideen im Kopf, die ich nun umsetzen möchte statt nur daran zu denken „ach, das wäre noch cool“ 😏

Du bist Elektroniker?

Grüsse

Dee

30.04.2020,
04:50

@ Dee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

» 😏

Ok, Smiley direkt vom Handy geht nicht :-D

Dee

30.04.2020,
04:58

@ Hartwig

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Hallo Hartwig.

Ich möchte mich mal bedanken für deine super Inputs, die haben mich schon mal ein grosses Stück weitergebracht :)))

Bevor ich eine andere Frage im Forum platziere (habe wirklich nichts gefunden bzgl Raspberry Pi auch):

Weisst Du evtl auch wie ich ein, oder genau DAS Programm, welches in RPi geschrieben habe mit Python und auch läuft, auf einen ANDEREN Mikroprozessor übertrage? Also mit dem Ziel, Verdrahtung am RPi zu übernehmen, aber in eine Box zu platzieren um zB draussen zu platzieren unter realen Bedingungen mit Batterie usw?

Möchte ja nicht für jedes Projekt“chen“ einen RPi kaufen müssen ^_^

Einfach mal na Frage ;)

Grüsse

Hartwig(R)

30.04.2020,
08:27

@ Dee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

Hallo,
» Weisst Du evtl auch wie ich ein, oder genau DAS Programm, welches in RPi
» geschrieben habe mit Python und auch läuft, auf einen ANDEREN
» Mikroprozessor übertrage?
Auf dem µC muss ein Betriebssystem installiert sein, unter dem Python läuft, also Win oder ein Linux/Unix-Derivat. Auf einigen µC läuft µPython, das kommt ohne OS aus, muss aber spezifisch für den jeweiligen µC auch verfügbar sein.
Da aber jedes System eine andere Hardwareumgebung hat ( Ansteuerung der Peripherie wie I/O-Ports, ADCs/DACs etc.) wirst du wahrscheinlich andere Module einbinden müssen - ohne Programmänderungen wird das also nicht einfach möglich sein. Evtl. kann man das im Rahmen der Programmentwicklung berücksichtigen, also etwa in Form einer Konfigurationsroutine. Dafür müssen die Die Hardware-Varianten aber genau bekannt sein und sollten zum Testen verfügbar sein.

» mit dem Ziel, Verdrahtung am RPi zu übernehmen, aber in eine Box zu platzieren um zB draussen zu platzieren
» unter realen Bedingungen mit Batterie usw?

dafür gibt es beim Raspi die "Compute-Module", damit genau dies ohne erhebliche Änderungen möglich wird. Ich habe das noch nicht gemacht, gehe aber davon aus, das dem auch Grenzen gesetzt sind. Das wäre auf jeden Fall bereits bei der Projektplanung zu berücksichtigen - siehe weiter oben.

» Möchte ja nicht für jedes Projekt“chen“ einen RPi kaufen müssen ^_^

Das wird in den meisten Fällen Wunschdenken bleiben bzw. mit einigem Aufwand verbunden sein.

Grüße
Hartwig

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
30.04.2020,
21:17

@ Dee

Ablauf um eine Schaltung anzugehen

» Hallo Matthes.
»
» Nein, aber ich habe so viele Projekte und Ideen im Kopf, die ich nun
» umsetzen möchte statt nur daran zu denken „ach, das wäre noch cool“
» 😏
»
» Du bist Elektroniker?
»
» Grüsse

Ja, 1990 habe ich als Energieanlagenelektroniker abgeschlossen, aber das ist schon lange her und es hat sich seither vieles sehr viel weiter entwickelt. Die Umrichter, die wir da gebaut haben, waren mit Thyristoren, heutzutage nimmt man da wahrscheinlich IGBTs.

Aber ich wollte Dich nur ermutigen, eine Ausbildung vielleicht zu machen, das ist Gold wert. Man muß dann nicht wegen jedem Scheiß einen Elektriker holen.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes :hungry: