Hallo!

Etliche PICs verfügen über einen oder mehrere Operationsverstärker (OPA), die per Register konfigurierbar sind und wahlweise eigenständig oder in Verbindung mit weiteren internen analogen Komponenten arbeiten können.
Die wollte ich mal testen. Testobjekt ist ein PIC16F1713, der 2 OPAs enthält.
Mich interessierte vor allem die Aussteuerbarkeit der Ausgangsstufe.
Die Testschaltung ist im Bild dargestellt.

Die Testbedingungen:
-Betriebsspannung Ub = 5V
-Eingangsspannung Ue = 0...Ub per Potentiometer einstellbar
-Konfiguration: OPA1CON = %11010000
-Ausgang des OPA ist intern mit dem invertierendem Eingang verbunden (OPA1CON.4 = 1) -> Verstärkung = 1
-zwei wahlweise zuschaltbare 4k7-Widerstände als Ausgangslast.
-Eingangs- und Ausgangsspannung werden im mikroBasic-Beispielprogramm zyklisch per ADC gemessen und der ADC-Wert auf LCD angezeigt.

In dieser Konfiguration arbeitet der OPA1 des PIC als Impedanzwandler und kann z.B. hochohmige Quellen an den ADC (Re_max=10kOhm) anpassen.

Und diese Werte wurden mittels DVM gemessen:
Betriebsspannung Ub = 4,97V

           ohne Last-R        mit R1 und R2 (I ca. 1mA)
Ue          U1        U2       U1            U2
4,97V       -2,3mV           -22mV   
0V                    0mV                    19mV 

Wegen der höheren Auflösung wurden nicht die Absolutwerte der Ausgangsspannung (20V-Messbereich), sondern die Differenz zwischen GND bzw. Ub (200mV-Bereich) gemessen.
Man sieht, dass sich die Belastung durch R1 und R2 bei Vollaussteuerung auf die Ausgangsspannung auswirkt. Aber bereits bei etwa 50mV Abstand zu den Bereichsgrenzen sinkt der Fehler auf 1Bit des ADC.
Ein paar Bilder zeigen die Ausgabe des ADC bei verschiedenen Eingangsspannungen.

Den Test habe ich mit dem OPA2 (an PORTB) wiederholt und bin zu quasi gleichen Ergebnissen gekommen.

Gut zu wissen:
Die Operationsverstärker teilen sich manche Pins mit anderen analogen Komponenten.
Beispiel (beim 16F1713): RA1 -> OPA1OUT, AN2;  RB1 -> OPA2OUT, AN10;  RB3 -> OPA2IN+, AN9 usw.
Die Eingänge dieser Komponenten können gleichzeitig aktiv sein und parallel arbeiten.
Die Aktivierung eines OPAs schaltet den digitalen Ein-/Ausgangspin OPAxOUT auf einen speziellen analogen Treiber um.
Dieser Pin kann ohne weitere externe Beschaltung direkt als Eingang für den ADC genutzt werden,

Fazit:
Die Werte zeigen ein gutes Rail-To-Rail-Verhalten an den Aussteuerungsgrenzen bei geringem Ausgangsstrom.
Das Verstärkungs- Bandbreitenprodukt (GBWP) von 3,5MHz ist ausreichend für den Einsatz als ADC-Vorverstärker, auch bei höheren Verstärkungsfaktoren und Frequenzen.
Ein weiterer Pluspunkt ist die Möglichkeit, den OPA-Ausgang dank dessen analogen Treibers direkt als ADC-Eingang zu nutzen.

Hier mein Testprogramm:

program OPA

' Test des Operationsverstärkers 1 im 16F1713
' Vdd = 5V
' Belegung des OPA1
' Eingang: OPA1IN+        RA4 , extern mit RA0 (ADC0) verbunden
' Gegenkopplung: OPA1IN-  RA5
' Ausgang: OPA1OUT        RA1

' Eingang ADC             RA0, RA1

' Belegung des OPA2:
' Eingang: OPA2IN+        RB3
' Gegenkopplung: OPA2IN-  RB2
' Ausgang: OPA2OUT        RB1

' LCD- Verbindungen konfigurieren:
dim
LCD_RS as sbit at LATC2_bit
LCD_EN as sbit at LATC3_bit
LCD_D7 as sbit at LATC7_bit
LCD_D6 as sbit at LATC6_bit
LCD_D5 as sbit at LATC5_bit
LCD_D4 as sbit at LATC4_bit

dim
LCD_RS_Direction as sbit at TRISC2_bit
LCD_EN_Direction as sbit at TRISC3_bit
LCD_D7_Direction as sbit at TRISC7_bit
LCD_D6_Direction as sbit at TRISC6_bit
LCD_D5_Direction as sbit at TRISC5_bit
LCD_D4_Direction as sbit at TRISC4_bit
' End Lcd module connections

Dim text as string[6]
Dim ADC_Wert as word

main:
'   Main program 
TRISA = 255        ' alles Input (default nach Reset)
ANSELA = 255       ' alles analog (default nach Reset)

' OPA1 ein, Verstärkung=1, OPA1IN+ = RA4 :
 OPA1CON = %11010000

' OPA1 ein, Gegenkopplung an OPA1IN- = RA5, OPA1IN+ = RA4 :
' OPA1CON = %11000000

' ADC ein, Eingang = AN0
ADC_Init()
LCD_Init()
LCD_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF)
LCD_Cmd(_LCD_CLEAR)
LCD_Out(1,1,"Ue=")
LCD_Out(2,1,"U1=")

while TRUE
  ADC_Wert = ADC_READ(0)
  ADC_Wert = ADC_READ(0)
  WordtoStr( ADC_Wert, text)
  LCD_Out( 1,5,text)
  
  ADC_Wert = ADC_READ(1)
  ADC_Wert = ADC_READ(1)
  WordtoStr( ADC_Wert, text)
  LCD_Out( 2,5,text)
  delay_ms(400)
wend

end.

Gruß von PICkel, dem Opa mit dem OPA

Bewegungsmelder (BM) haben häufig ein kurzes Leben. Dieser hier wurde in 2021 bei Aldi verkauft. Die Importfirma sitzt in Hamburg, siehe Foto . Seit einigen Tagen leuchtete der BM dauerhaft, danach gar nicht mehr.
An die erste Platine gelangt man noch einfach durch Lösen von Schrauben. Es gibt auf der P zwei einzelne Stromkreise mit je einem eigenen Gleichrichter. Der 230 V-Kreis führt auf zwei ICs CL1581MSP , die beide für direkte Ansteuerung der LEDs zuständig sind. Das Licht wird wie üblich über ein Relais (12 V) geschaltet. Der 12 V-Kreis besteht nur aus der Stromversorung – wie üblich via Kondensator - , dem Relais, dessen Schalttransistor und dem Anschluss für das 3-pol-Kabel zu der externen Sensoreinheit mit dem PIR-Sensor (rot=plus / sw= minus / weiß= steuer).

An die Sensor-Platine gelangt man nur, indem man  das halbkreisförmige Gehäuse längs der sichtbaren Trenn-Naht mit z.B. Dremmel und Trennscheibe aufschlitzt, Obacht: nicht tief rein schneiden, sondern nur so tief, wie es der Dicke des Gehäuses entspricht (2,5 mm). Auf dieser zweiten Platine werkelt der PIR namens ,,D203B", eine spezielles Auswerte-IC ,,AS092A" der Firma ,,ASCHIP", ein Winzig-LDO, welcher die äußerst geringe Spannung von 2,5 Volt für alles bereitstellt und eine lichtempfindliche Diode.

Die wichtigsten Komponenten stammen aus China und die beiden ICs sind wohl schwer zu beschaffen. Den PIR gibts bei Ebay. Auf der Homepage www.aschip.com finden sich diverse Dokumente mit Musterschaltungen. Der Weg dahin: auf die HP, auf English wechseln, auf das Icon mit PIR-Elementen, dort z.B. auf den Controller ,,AS085-SD1". Der hat abweichende Pinbelegung, aber dieselben, gut dokumentierten Funktionen. Die vorliegende Schaltung in der Lampe weicht nur in wenigen Details ab, einen exakten Schaltplan reiche ich nach.

Bei meinem Gerät war leider das AS092 hin. Das bedeutet: die Licht-Versorgung durch die erste Platine ist noch komplett gebrauchstüchtig, nur der Sensorteil nicht. Weil – siehe erster Satz – diese Geräte häufig wirklich keine lange Lebensdauer haben, und sich in meiner Werkstatt noch ein Bewegungsmelder findet, welcher die genau umgekehrten Defekte hat – der Sensor funktioniert, nicht aber die Lampeneinheit - werde ich die jeweils arbeitenden Teile zu einer neuen Einheit zusammen fügen. An einer ,,normalen" Rep werde ich mich aber auch versuchen und bemühe mich, das orig IC  wie und wo auch immer kaufen zu können.

Grüße, picass

Aha, ein Programmiergerät, welches 6 verschiedene Prozesser-Typen aufnehmen kann. Danke für den nachgereichten Schaltplan.
Grüße, picass

Zitat von: wlfmario in 13.11.2023, 17:26:43 CETDaher habe ich die Fischer PQ18 für jede Fassung eingeplant, damit ich etwas flexibler bin bin was die Quarze betrifft.

Das hat auch den großen Vorteil, dass der jeweilige Quarz nahe am uC sitzt, was ja allgemein empfohlen wird.

PICkel

Edit:
3polige Fassungen wären günstiger gewesen, da kann man dann statt Quarzen auch Resonatoren verwenden,
z.B.: https://www.reichelt.de/keramik-resonator-8-00-mhz-0-5-3-pin-cst-8-00-p37861.html

Zitat von: picass in 12.11.2023, 17:11:13 CETHallo Mario!
Mangels eines Schaltplanes stellt sich mir die neugierige Frage, warum da - wie es scheint - in dieser "kleinen Schaltung" sieben Stück Fassungen für Quarze vorgesehen sind?

eigentlich wollte ich einen Oszillator mit 4,0 Mhz zentral verbauen, allerdings war nach meiner Überlegung dann zu festgefahren was die Takte betrifft.
Daher habe ich die Fischer PQ18 für jede Fassung eingeplant, damit ich etwas flexibler bin bin was die Quarze betrifft.
In der neuen Schaltung habe ich beides geplant, so das man wenn nötig über Jumper den 4 Mhz Oszyllator oder die Steckquarze benutzen kann.

Den Schaltplan solltest du << Hier >> finden.

@pic18 Bei der Footprint Zuordnung musst du oben die Filter anwenden, so werden dir nur die Footprints angezeigt die auch Sinn machen und nicht alle.

Gruß Mario

ZitatEin NB mit zwei Festplatten?

ja eine mit 1GB HDD für Daten
eine mit 256MB SSD für Betriebssystem WIN10

die großen SSD Festplatten waren damals noch zu teuer

Um die Art der Formatierung brauchst du dir keine Sorgen zu machen, die wird von "rufus" automatisch und ohne Rückfrage vorgenommen, übrigens auch ohne Rücksicht darauf, was auf dem Stick ist, bzw. war. Also nur schauen, ob von dem Stick noch was vorher zu sichern wäre, nicht, dass der selbst noch nicht gesicherte Daten hält.

Ein NB mit zwei Festplatten? Wau..., da hatte ja jemand ein komfortables Gerät gekauft! Oder ist das doch nur eine physikalische HD, welche über zwei logische Partitionen verfügt?
Auf jeden Fall  musst du zwei, besser dreimal hinschauen, dass der "rufus" auch den richtigen Laufwerks-Buchstaben (LB) als USB-Medium nimmt. Wenn mans vorher weiß, kann man ja in aller Ruhe vorher im Dateimanager oder sonst wo sich die LBs anschauen.

Das Ganze liest sich schlimmer, als es ist. Im Kurzraffer: 1) das zur eigenen Win-Version passende Win11-Image von der Microsoft-Hompage downladen. 2) den "rufus" dieses Image auf den USB-Stick aufbringen lassen und dabei die gewünschten Auswahlen treffen. 3) unter dem laufenden Win10 den USB-Stick einstöpseln, die auf dem Stick vorhandene "setup.exe" starten und sich dann Kaffee, eine Kuba-Zigarre, einen Kuba-Kaffee-Likör bereitstellen, Füße hoch und sich Gedanken über das Leben an sich machen, und ganz gelegentlich einen Blick auf dem Bildschirm werfen und schauen, dass da alles im Reinen abläuft. Nach dem Abschluss des Prozesses bist du ein gutes Stück älter und hast eine gut funktionierende Win11-Version auf deinem NB. Gutes Gelingen,
Grüße, picass

Nachtrag: Ach ja, nach dem Erfolg sofort neue Win-Updates suchen lassen, solange, bis nix mehr kommt. Danach noch evtl. andere Progs wie Firefox, das Office-Paket updaten, soviel Gründlichkeit und Vorsorge muss sein.

Das ist gar nicht so einfach, die richtigen Foodprints, usw zu finden. Die Anordnung der Bauteile ist sehr verwirrend, und muss noch sortiert werden. Bei der Größe der Leiterbahnen habe ich auch keine Erfahrung. Ich glaube die Platine habe ich schneller auf Lochpunktraster-Platine gelötet.
Auf Youtube gibt es Kicad Tutorial bestehend aus über 20 Teilen. Das ist wirklich sehr gut gemacht.
https://www.youtube.com/watch?v=6MMBguqrxq0
Viele Grüße
pic18

Vielen Dank für die ausführliche Anleitung, so viel ich weiß habe ich kein Office - Paket. Zumindest habe ich es nicht zusätzlich gekauft. Auf dem Notebook habe ich noch eine zweite Festplatte (HDD), da muß ich schaun damit ich nichts zerschieße. Einen 16 GB USB Stick habe ich, auf was soll dieser am Besten formatiert sein? Ist FAT ok? Die Benutzer und Kennwörter bleiben bestimmt auch erhalten.
viele Grüße pic18

Zitat von: wlfmario in 12.11.2023, 11:57:51 CETAls Anhang habe ich mal ein kleines Projekt von mir beigefügt, es handelt sich um eine kleine Platine

Hallo Mario!
Mangels eines Schaltplanes stellt sich mir die neugierige Frage, warum da - wie es scheint - in dieser "kleinen Schaltung" sieben Stück Fassungen für Quarze vorgesehen sind?
Grüße, picass