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Was, kann ich wie, zur Störungssuche einsetzen??

Ein weites Gebiet nur begrenzt durch den Geldbeutel. Ich bin immer gerne gut ausgerüstet, aber das Geld setzt mir sehr enge Grenzen.

Aber

ohne Labornetzteile, mit denen man die richtigen Spannungen, mit dem passenden Strömen bereitstellen kann, geht es nicht.

Ohne Festspannungs - Netzteile kommt man auch nicht aus, weil man sonst eben mehrere Labornetzteile braucht, um die verschiedenen Spannungen bereitstellen zu können. Da sind wichtige Spannungen die 3,3 Volt, 5 Volt, 12 Volt, würde ich mal sagen.

ohne Messgeräte, mit denen man Verbindungen überprüfen kann, Gleichspannungen, Wechselspannungen,  Widerstände und Ströme messen kann, geht es nicht.

Ein einfacher Logik-Tester Stift kann reichen, um z.B. zu überprüfen, ob am Treiber für den Schrittmotor am “Stepp-Pin” die Impulse anliegen, ob der “Dir-Pin” High oder Low ist, dasselbe mit dem “Enable-Pin”. Und schon weiß man ob der Schrittmotor eigentlich seine Arbeit machen müßte, oder der Fehler noch am Programm zu suchen ist.

Ohne Oszillograph, mit dem man Spannungsarten wie Sinus, Rechteck, Sägezahn, kurze Impulse, Störspannungen, sichtbar machen kann, überprüfen kann, geht es nicht.

Ein Frequenzzähler erleichtert das Leben oft ungemein, weil man den einfach mal schnell dranhängt, und schon weiß man welche Frequenz man mit seinem Aufbau erzeugt, oder eben nicht erzeugt. Das kann man aber mit den heutigen Oszillographen auch einigermaßen schnell überprüfen, und man sieht da nicht nur welche Frequenz man hat, sondern auch wie sauber der Sinus, Rechteck, Sägezahn, und, und, und, ist. Also den Frequenzzähler kann man entbeeren. Meiner ist aus alten Zeiten noch vorhanden, also lasse ich ihn auch hier. :-))

Ohne Logik Analyzer, mit dem man die Signale auf mehreren Leitungen gleichzeitig und in zeitlicher Relation zueinander  darstellen kann, somit den zeitlichen Ablauf zwischen 2-3-6- und mehr Pins sehen kann, ist man oft völlig aufgeschmissen.

Ohne einen Funktionsgenerator, mit dem man jederzeit Sinus-, Rechteck-, Sägezahn Signale, als Gleich- oder Wechselspannung in passenden Spannungshöhen und Frequenzen bereitstellen kann, geht es, aber es erleichtert die Arbeit manchmal ungemein, darauf zurückgreifen zu können.

Ich werde hier im Thema auf diese Geräte Stück für Stück ein wenig eingehen, dass man sieht, was man womit schaffen kann, um selber zu entscheiden, was man braucht, und was man sich nicht leisten will, oder dessen Anschaffung auf später vertagt. Der Vorteil heute ist, dass es heute für sehr kleines Geld, recht brauchbare Geräte gibt. Sich gegen einige Geräte zu entscheiden, heißt bei manchen Geräten auch, man entscheidet sich gegen das Hobby Elektronik. Denn man verliert den Biss, etwas schaffen zu wollen, wenn man es unnötig schwer hat.

Ich habe jetzt mal das erste Mess-Beispiel, bei denen man sieht wie weit man daneben liegen kann, wenn man das falsche Messgerät am Start hat. Hier geht es um eine rel. einfach Messung. Es stehen 5 Volt DC Rechteck Spannung mit 1000Hz an Wenn man da mit einem Multimeter dran geht, kann man einstellen was man will, Also DC oder AC, die Messung ist immer völlig daneben Ich habe da jetzt zwei Beispiele. Das eine ist das Multimeter, sicher kein schlechtes, aber eben ein normales Multi Messgerät.

Nochmal wir messen jetzt hier in Wirklichkeit 5 Volt DC aber Rechteck gepulste Spannung mit 1000Hz. Also z.B. PWM bei halber Kraft.

Messgerät_5 Volt_1000Hz

Hier das normale Messgerät. Man sieht links am Rand vom Display DC, also Gleichspannung. Ja es ist Gleichspannung, aber eben gepulst. Also kein Durchgehende Spannung mit 5 Volt, sondern die halbe Zeit Plus 5V, die andere Hälfte 0V. Das Messgerät erkennt daraus die etwa Hälfte zwischen 0V und 5V. Gemessen wurden 2,437 Volt. Dieses Ergebnis ist absolut irreführend, wenn man nicht auf das Bild des Oszis schauen kann. Also hier ein Bild tiefer. Da sieht man erstens, es ist eine Gepulste Gleichspannung. Halb Plus, Halb Minus.Man kann die Spannung bei diesen neuen Oszis direkt ablesen hier in dem roten Ring ganz rechts. Da steht 5,04 Volt.

Oder man schaut unten links im roten Ring. Da steht 2,00V. Das heißt je Kästchen im Display 2 Volt. In dem roten Ring in der Mitte, sieht man jetzt, dieses gelbe Rechteck ist 2,5 Kästchen hoch. 2,5 Kästchen je 2 Volt. Ist also 2,00 Volt x 2,5 Kästchen = 5 Volt. Es sind also 5 Volt, nicht 2,437 Volt, ein gewaltiger Unterschied. Wären das jetzt nicht 5 Volt sondern 10 Volt, würde das Messgerät nur 5 Volt anzeigen, ihr schließt diese Spannung also an den Arduino an, weil ihr meint das sind nur 5 Volt, das verträgt er, aber er zeigt umgehend durch Rauchzeichen an, das er das anders sieht und seinen Abschied eingereicht hat. Blöd gelaufen. Das Messgerät ist unschuldig, es war einfach das falsche Messgerät. Natürlich hat man es wesentlich leichter mit etwas Grundwissen, ja und den richtigen Messgeräten. So mancher wird schon mehr als nur einen Arduino mit so einem Fehler abgeschossen haben, und ist sich keiner Schuld bewusst. Ja, keiner Schuld bewusst heißt aber nicht, dass man nicht schuld ist. :-)) Sowas nennt man Lehrgeld. das sicher jeder bezahlt hat. Es ist natürlich wesentlich billiger diese Fehler in einer richtigen Lehre zu machen. Da bekommt man sowas verklickert, ohne erst mal 20 Controller zu Matsch zu verarbeiten. Eben zum Beispiel durch solche Erklärungen wie hier.

Oszi_5V_1000Hz
Messgerät_Khz_Bereich

Das Messgerät das ich hier benutze, ist nicht das aller billigste, aber trotzdem ein 08/15 - Gerät. Man kann mit diesem Teil also auch erkennen dass es sich um eine Frequenz handelt. Man kann, wie im roten Ring unten zu erkennen den Messbereich auf “Hz” stellen. dann sieht man in dem Fall hier 1,002 und oben in dem roten Ring “k hz” Das heißt Kiloherz. Dann sind das 1,002 mal 1000. Also ist das Messergebnis wirklich 1002 Hz. Übrigens erstaunlich genau. Das waren wirklich 1000 und 2 Hz!! Aber das lässt trotzdem nur Vermutungen zur Spannungshöhe zu. Es hilft nichts, das Multimeter gibt es eben nicht her. Und das Geld was man spart, weil man keinen Oszi kauft, wird man vielleicht irgendwann durch Neuanschaffungen aufgewogen haben, weil man andere Geräte durch Unwissenheit gegrillt hat und deshalb neu besorgen musste.

Ich wollte jetzt doch nochmal meine Aussage oben deutlich machen. Indem ich diese Rechteck-Spannung auf 10 Volt hochziehe und diese beiden Messungen hier unten nochmal darstelle. Also jetzt eindeutig 10 Volt mit 1000Hz. Also eine Spannung, wie sie im PWM Bereich gerne vorkommt. Z.B. bei einem Eletroschrauber.
Man sieht am Oszi Spannungshöhe 2 Kästchen, je Kästchen 5 Volt, also 10 Volt
Am Messgerät sind es keine 5 Volt, genau 4,92 Volt.

Oszi_10V_1000Hz
Messgerät_10 Volt_1000Hz

Soooo, wir habe hier nochmal einen Signalgenerator der die ausgegebenen 1000Hz mit 5 Volt DC wunderbar darstellt. Das sind von der Nullinie 2,5 Kästchen nach oben mit 2 Volt je Kästchen. Und Rechts das Messgerät Fluke 110, das die Spannung korrekt anzeigt. Ich möchte mir auf jeden Fall ein Gerät besorgen das den “TRUE  /  RMS” Modus unterstützt, denn die anderen Messgeräte zeigen in meinen Augen gefährliche Unwahrheiten an. Ausser man kennt sich aus, und weiß einfach, welche Spannung hier zu erwarten ist. Die Bilder wurden mir von einem Arduino Fan im Deutschen Arduino Forum zur Verfügung gestellt. Das ist also eine kleine Alternative zur Anschaffung von  Oszi und Multimeter. Womit ich nicht sagen will dass es einen Oszi ersetzt!! .........aber wenn man sich nur ein Multimeter kaufen will, sollte es wenigstens eines sein das TRUE / RMS unterstützt.
Ich habe mir ein TRUE RMS Gerät von PeakTech das 3360 bestellt, weil ich auch ein Gerät wollte das diese Funktion aufweisen kann. Aber die Kiste kann das nicht. Das Ding kostet 93,- Euro und kann nicht mehr als jedes 08/15. Es zeigt bei der 5,02 Volt DC 1000Hz Rechteck Spannung auf Max nur 2,5463 Volt an. Ich bin sogar noch mit der Frequenz runter bis auf 13Hz, auch da war die Max Spannung noch bei so um die 2,5 Volt. Dafür brauche ich kein TRUE RMS Gerät mit Min/Max Funktion, für fast 100,- Euro, sowas gibts am Flohmarkt für 10,- Euro. Wenn ich Max auswähle will ich die Maximale Spannung die auf dem Anschluss herrscht und keinen Schwachsinn. Und wenn das Gerät das gar nicht kann, dann brauche ich keine Min/Max Taste, die mir das vorgaukelt. Wenn ich mich auf meine Messwerte mit diesem Ding verlasse, gibt es bei der weiteren Arbeit Rauchzeichen.

Foto7 Foto8

Ich habe mir jetzt mal einen “SparOszi” :-)) bestellt, der mitte nächste Woche wohl kommen wird. Ich will mal schauen ob man sowas empfehlen kann, als Prüfgerät zur Darstellung der Maximal Spannung die am Messpunkt anliegt, wenn das keine glatte Gleichspannung ist, sondern z.B. PWM, also gepulste DC Spannung. Nicht jeder will und kann ja gleich für hunderte Euros Geräte anschaffen. Aber auch ohne alles wird es schwierig. Deshalb suche ich nach einem Weg, für wenig Geld das nötigste zu besorgen, um beim Elektronik Basteln nicht laufend Brandgeruch in der Bude zu haben. Ich habe auch in Arduino Forum mal das Thema angerissen, aber es hat sich gezeigt dass die Lösungen nicht soooooo einfach zu finden sind. So habe ich jetzt auch einem missglückten Test mal einen anderen Weg eingeschlagen. Ich werde dazu hier berichten, wenn ich eine schöne Lösung habe.

So schaut diesen Weg auch mal an. Ich möchte diesen kleinen handlichen Oszillographen hier mal testen. Er kommt in 1-2 Tagen, wenn alles klappt. Dann kann ich ihn mir mal vornehmen. Er kann nur bis 200kHz und 40 Volt, aber das ist mehr als man beim Arduino benötigt. Ich hoffe ich muss das Teil nicht auch wieder zurück schicken, wenn es ein rechter Mist ist. Ich würde es gerne mit einer aufladbaren Batterie ausstatten, dass es wirklich so schön handlich bleibt.

Soooo, ich habe das Ding bekommen und habe auch gleich mal die hier übliche Messung damit gemacht, dass das Ergebnis in etwa vergleichbar ist. Es sind genau 1003Hz gewesen und 5,00 Volt. Man sieht auf dem Bild das Ergebnis. Es ist nun mal ein Schätzeisen, aber das muss bei dem Preis einfach jedem klar sein. Für 30,- Euro gibt es keinen Oszillographen, dessen Messergebnisse verbindlich sind. 4,7 Volt und 1026Hz, Bei der Quelle von 5,00 Volt und 1003Hz. Ich bin dann auf das eingebaute 1000Hz Test-Rechteck Signal gegangen, da sagt er auch 1026Hz und wenn ich sein Testsignal überprüfe, sind das wirklich 1000Hz. Wenigsten das ist OK :-))
Aber wie gesagt, es ist ein Schätzeisen und man weiß wenigstens dass da keine 2,5 Volt anliegen, wie mit dem 100,- Euro Gerät gemessen, sondern annähernd 5 Volt. Man sollte vielleicht eine kleine Lügen Toleranz dazu rechnen, dann passt es schon. Ich schaue hernach mal, ob auch bei einfacher Gleichspannung diese 300mV fehlen, dann kann jeder ganz einfach überprüfen, wie weit sein Gerät lügt, und kann diese “Toleranz” zum Messwert dazu rechnen. OK, es ist wie ich mir das dachte, auch bei einer einfachen Gleichspannung Messung  fehlen diese 300mV. So kann man die “Toleranz” also leicht feststellen und rechnet diese einfach auch beim messen von Rechteck Spannung dazu. Das überlasse ich jetzt jeden selbst, wie er/sie das halten möchte, aber es ist ein Weg, wenn man erst mal nur sehr kleines Geld in das Hobby investieren möchte.

Oszi_klein_200kHz
Logic_Tester1

Sooooo, es geht wieder um ein kleines Test - Gerät weiter. Man kann mit diesem “Logic Tester” einfach nur feststellen ob auf dem Pin ein Plus, ein Minus, oder eine gepulste Spannung ist. Es geht aber um Gleichspannung, also DC.

Dann haben wir schon wieder was mit Logic. Diesmal der “Logic Analizer”

Im Gegensatz zum Oszillographen bildet dieses Gerät nicht den genauen Spannungsverlauf ab. Es gibt also keinen Einblick in die Sauberkeit der Signale die auf diesen Leitungen sind. Der LogicAnalizer wertet die Signale nur aus. Er schaut, ist in dem Moment der Aufzeichnung ein Positives oder ein Negatives Signal vorhanden. Und er reiht diese Signale aneinander. Das was er im Bild hier unten anzeigt, ist das Ergebnis seines Bügeleisens, das nur auswertet, “ist das Signal über oder unter einem gewissen Spannungspegel”. Und zeichnet dann für den Betrachter diesen geschönten Signalverlauf. Für uns zählt das Ergebnis, mit dem Zeitlichen Ablauf, im Vergleich mit den anderen abgebildeten Leitungen.  Hier im Beispiel, wird die Kommunikation auf der I2C Verbindung aufgezeigt. Ich werde später vielleicht mal ein Vergleichsbild mit dem Oszillographen zeigen. Dann weiß man, dass so ein LogicAnalizer eine hervorragende Einrichtung ist, die viele graue Haare spart.

Logik_Analizer_s-l500
LogicAnalicer_Software

So, hier ist mal ein Bild vom Oszillograph mit der Darstellung einer ähnlichen Kommunikation wie am LogicAnalizer abgebildet. Blau ist die SDA Leitung, gelb ist die SCL Leitung. Am LogicAnalizer wird auch gleich Klartext angezeigt um welche Daten es sich da handelt, am Oszi nicht. Jedenfalls nicht an meinem. Es gibt natürlich auch hier Geräte, in denen diese beiden Geräte in einem vereint sind. Ist eben teurer und man muss auch bedenken, wenn man bei einem solchen Kombi Gerät den LogicAnalizer zur Reparatur schicken muss, ist auch  der Oszi für diese Zeit weg. Kann man sich also eher nur dann leisten, wenn man das Geld hat, dass man sich alles mehrfach leisten kann, und nur von allem das feinste. Ja, ein schöner Gedanke, bei mir leider sehr fern der Realität :-))

I2C_Kommunikation

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