Arduino((Zusatzschaltungen( -...

Dietmar Krause, DL2SBA

www.dl2sba.de

19.05.2012

Arduino Zusatzschaltungen


Universeller Messverstrker- Beschreibung Seite 2

Inhalt Universeller Messverstrker ................................................................................................................... 4

Beschreibung ....................................................................................................................................... 4

Schaltplan ............................................................................................................................................ 4

Berechnungen ..................................................................................................................................... 5

Platinenlayout ..................................................................................................................................... 6

Stckliste ............................................................................................................................................. 6

Bestckungsplan .................................................................................................................................. 7

Eingangsadapter fr 220V~ ..................................................................................................................... 8

Sicherheitshinweis ............................................................................................................................... 8

Beschreibung ....................................................................................................................................... 8

Schaltplan ............................................................................................................................................ 9

Platinenlayout ..................................................................................................................................... 9

Bestckungsplan ................................................................................................................................ 10

Stckliste ........................................................................................................................................... 10

TTL-RS485-Adapter ................................................................................................................................ 11

Beschreibung ..................................................................................................................................... 11

Schaltplan .......................................................................................................................................... 11

Platinenlayout ................................................................................................................................... 12

Bestckungsplan ................................................................................................................................ 12

Stckliste ........................................................................................................................................... 12

Echtzeituhr ............................................................................................................................................ 13

Beschreibung ..................................................................................................................................... 13

Schaltplan .......................................................................................................................................... 13

Platinenlayout ................................................................................................................................... 14

Bestckungsplan ................................................................................................................................ 14

Stckliste ........................................................................................................................................... 14

Abbildung 1 - Schaltplan Messverstrker ................................................................................................ 4 Abbildung 2 - Platine Messverstrker ..................................................................................................... 6 Abbildung 3 - Bestckungsplan Messverstrker ..................................................................................... 7 Abbildung 4 - Bestckte Platine Messverstrker ..................................................................................... 7 Abbildung 5 - Schaltplan Eingangsadapter .............................................................................................. 9



Abbildung 6 - Platinenlayout Eingangsadapter ....................................................................................... 9 Abbildung 7 - Bestckungsplan Eingangsadapter .................................................................................. 10 Abbildung 8 - Schaltplan TTL-RS485 Interface ....................................................................................... 11 Abbildung 9 - Bestckungsplan TTL-RS485 Schnittstelle ....................................................................... 12



Universeller Messverstrker

Beschreibung Dieser Universelle Messverstrker kann benutzt werden, um z.B. Temperatursensoren vom Typ LM335 an einen Analog-Digital-Wandler anzupassen.

Sensoren des Typs LM335 liefern eine Spannung von 10mV/k, d.h. bei 0C liefert er eine Spannung von 2,73V. Wenn man jetzt den Messbereich von 0C bis 100C and einen A/D Wandler mit dem Bereich 0V bis 5V anpassen mchte, so hilft dabei dieser Verstrker.

Die Berechnung der Widerstnde ist im Kapitel "Berechnungen" auf Seite 5 enthalten.

Schaltplan Nachfolgend der Schaltplan fr zwei Messverstrker. Verwendet wird der Rail-to-Rail-Verstrker TLC272, welcher zwei unabhngige Operationsverstrker enthlt.

Abbildung 1 - Schaltplan Messverstrker


Universeller Messverstrker- Berechnungen Seite 5

Berechnungen Ausgehend von diesem Schaltbild

und dieser Formel

= 1 +13

+12

12

und den Werten aus dem Schaltbild ergeben sich folgende Ausgangsspannungen:

Temperatur Uin Uout 0C 2,73V 0V 100C 3,73V 4,62V


Universeller Messverstrker- Platinenlayout Seite 6

Platinenlayout Das Layout der Platinen ist mit SPRINT LAYOUT 5.0 erstellt und bei www.platinenbelichter.de hergestellt worden.

Abbildung 2 - Platine Messverstrker

Stckliste C1 = 100n R1 = 6k8 0,1% TK25 R2 = 2k7 0,1% TK25 R3 = 6k2 0,1% TK25 R4 = 1k R5 = 6k8 0,1% TK25 R6 = 2k7 0,1% TK25 R7 = 6k2 0,1% TK25 R8 = 1k S1 = LM335 S2 = LM335 Fi1 = DSS6 NF31C 223 :: EMI Filter, Serie DSS6, bedrahtet, 22000pF Fi2 = DSS6 NF31C 223 :: EMI Filter, Serie DSS6, bedrahtet, 22000pF IC1 = TLC272


Universeller Messverstrker- Bestckungsplan Seite 7

Bestckungsplan

Abbildung 3 - Bestckungsplan Messverstrker

Abbildung 4 - Bestckte Platine Messverstrker

Hinweis: Bei oben gezeigter Platine ist nur ein Messeingang bestckt.


Eingangsadapter fr 220V~- Sicherheitshinweis Seite 8

Eingangsadapter fr 220V~

Sicherheitshinweis Dieses Gert muss unbedingt vor Inbetriebnahme, berhrungsgeschtzt, gem den entsprechenden VDE-Bestimmungen (VDE 0100, VDE 0701) in ein Gehuse eingebaut werden! Vorher darf es auf keinen Fall mit Netzspannung verbunden werden. Die Endmontage (Anschluss und Einbau) des Gertes darf nur von einer ausgebildeten Elektrofachkraft unter Einhaltung der entsprechenden VDE-Bestimmungen (z.B. VDE 0100, VDE 0701) vorgenommen werden. Der Baustein darf nur an 230 V / 50Hz Wechselspannung betrieben werden. Der Betrieb der aufgebauten Schaltung erfolgt auf eigene Gefahr!

Beschreibung Mit Hilfe des Eingangsadapters knnen Schaltzustnde von Netzspanungssignalen erfasst werden.

Liegt am Eingang P1-1/P1-2 eine Spannung von 230V, so wird Ausgang P2-3 auf Masse gezogen.

Liegt am Eingang P1-1/P1-2 keine Spannung, so ist die Verbindung P2-3 hochohmig. Wird der Widerstand R3 bestckt, so liegt an P2-3 die Spannung von P2-1 an, wenn keine

Netzspannung an P1-1/P1-2 anliegt. Liegt Netzspannung an, so wird der Ausgang P2-3 auf den Pegel von P2-4 gezogen.

Am Steckverbinder P2 wird der Arduino angeschlossen.

Anschluss Bedeutung P2-1 Ub+ (5V) P2-2 Ub+ (5V) P2-3 Ausgang zum Arduino P2-4 Gnd (Masse) P2-5 Gnd (Masse)

Tabelle 1 - Pinbelegung Eingangsadapter


Eingangsadapter fr 220V~- Schaltplan Seite 9

Schaltplan

Abbildung 5 - Schaltplan Eingangsadapter

Hinweis: Der Widerstand R3 richtet sich nach der an P2-1/P2-3 anliegenden Spannung und dem gewnschten Strom durch den Fotowiderstand

Platinenlayout Das Layout der Platinen ist mit SPRINT LAYOUT 5.0 erstellt und bei www.platinenbelichter.de hergestellt worden.

Abbildung 6 - Platinenlayout Eingangsadapter


Eingangsadapter fr 220V~- Bestckungsplan Seite 10

Bestckungsplan

Abbildung 7 - Bestckungsplan Eingangsadapter

Stckliste C1 = MKS 4 0,1uF 630V C2 = MKS 4 0,1uF 630V C3 = 100n D1 = 1N4007 OC1 = PCX817 R1 = 4k7 R2 = 220R R3 = 220R


TTL-RS485-Adapter- Beschreibung Seite 11

TTL-RS485-Adapter

Beschreibung Diese kleine Platine dient zum Umsetzen der seriellen TTL-Schnittstelle auf eine normgerechte RS485 Schnittstelle.


Anschluss Bedeutung P1-1 Ub+ (5V) P1-2 Ub+ (5V) P1-3 Sendedaten vom Arduino P1-4 Empfangsdaten zum Arduino P1-5 Freischalten der Sendeschnittstelle P1-6 Gnd (Masse) P1-7 Gnd (Masse)

Tabelle 2 - Pinbelegung TTL Schnittstelle

Am Steckverbinder P2 wird der RS485 Bus angeschlossen.

Anschluss Bedeutung Prfung P2-1 B 3,05V P2-2 A 1,95V P2-3 Gnd (Masse)

Tabelle 3 - Pinbelegung RS485

Die Widerstnde sollten beschaltet werden, wenn sich der Adapter am Anfang oder am Ende eines RS485 Busses befindet.

Schaltplan

Abbildung 8 - Schaltplan TTL-RS485 Interface


TTL-RS485-Adapter- Platinenlayout Seite 12

Platinenlayout tbd

Bestckungsplan

Abbildung 9 - Bestckungsplan TTL-RS485 Schnittstelle

Stckliste C1 = 100n C2 = 100n IC1 = LTC1487 LED1 = LED rot R1 = 390R R2 = 220R R3 = 220R R4 = 390R


Echtzeituhr- Beschreibung Seite 13

Echtzeituhr

Beschreibung Diese kleine Platine stellt eine Batterie-gepufferte Echtzeit mit dem DS1307 Chip bereit.

Detail zum Chip siehe hier:

http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/2688


Anschluss Bedeutung P1-1 Ub+ (5V) P1-2 Ub+ (5V) P1-3 Rechteckausgang des Uhrenchip P1-4 I2C Datenleitung P1-5 I2C Taktleitung P1-6 Gnd (Masse) P1-7 Gnd (Masse)

Tabelle 4 - Pinbelegung TTL Schnittstelle

Soll der Uhrenchip ohne externe Versorgungsspannung weiterlaufen, so ist die Batterie BAT1 zu bestcken und die Steckbrcke JP1 zu setzen.

Schaltplan

Abbildung 10 - Schaltplan Echtzeituhr


Echtzeituhr- Platinenlayout Seite 14

Platinenlayout tbd

Bestckungsplan

Abbildung 11 - Bestckungsplan Echtzeituhr

Stckliste BAT1 = 3V C1 = 100n C1 = 100n IC1 = DS1307 JP1 = Jumper Q1 = 32768kHz R1 = 4k7 R2 = 4k7 R3 = 4k7

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