Stand der Technik |
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Level-Shifter
Eien typische Aufgabe in Embedded Systemen besteht darin, die Spannungspegel von digitalen Signalen zu wandel. Dies ist erforderlich falls die verwendeten Bauteil emit unterschiedlichen Pegeldarstellungen arbeiten. Moderen Microprozessoren arbeit mit immer niedrigeren Spannungspegeln um ihren Energieverbrauch zu minimieren und eine hoehere Integrationsdichte zu erreichen. Beispielsweise arbeitet das Intel-EDISON-System mit 1.8Volt Pegeln. Um die Leistungselektronik zu beschalten müssen diese Signale auf 3.3 Volt gewandelt werden.
| Momentan wird in dem Aufbau ein TXB0108 der Firma Texas Instruments verwendet. Die Vorteile dieses Bauteiles sind die acht verschiedenen Kanäle, womit alle benötigten MOSFETs mit nur einem IC beschaltet werden können. Außerdem steht ein quelloffenes Breakout-Board von Adafruit zur Verfügung, welches die Implementierung auf einer Platine stark vereinfacht. Die Eingangssignale müssen in einem Spannungsbereich von 1.2-3.6Volt liegen und können in einen Bereich von 1.7-5.5Volt gewandelt werden. |
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| Pololu vertreibt einen Level-Shifter, der Signale im Bereich von 1.5 bis 18 Volt wandeln kann. Allerdings stellt dieser IC lediglich vier Kanäle zur Verfügung. Somit sind mehrere Bausteine erforderlich um die komplette Anlage zu beschalten. Außerdem ist keine Dokumentation des Layouts veröffentlicht. |
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Messverstärker
Der MixMaster soll mit Hilfe einer Waage den Füllstand der Cocktails bestimmen können. Hierfür ist ein Messverstärker erforderlich, welcher die Auswertung der DMS ermöglicht.
| In dem Aufbau wird ein HX711-Baustein verwendet, welcher über einen Eingangsmultiplexer, Messverstärker und 24-Bit-AD-Wandler besteht. Die Kommunikation erfoglt über eine serielle Schnittstelle, welche allerdings keinem Standardprotokoll entspricht. Der Vorteil dieses Bausteils besteht darin, dass die Messverstärkung, Diskretisierung und digitale Kommunikation auf einem IC vereint werden. Als Nachteil bleibt, dass spezielle Kommunikationsprotokoll. |
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Packages für SMD-Bauteile
Für die Fertigung von Platinen werden SMD-Bauteile verwendet, hierbei stehen verschiedene Packages, also Bauformen der geschlossenen ICs zur Verfügung. Der folgende Teil gibt einen Einblick in die verschiedenen Möglichkeiten und deren Vor- bzw. Nachteile. Die Package-Typen halten genormte Größen und Abstände ein, dadurch können die verschiedenen Bauformen unabhängig von den jeweiligen Herstellern untersucht werden.
| TSSOP steht für Thin-Shrink Small-Outline Package und bezeichnet eine SMD-Bauform für ICs, welche für den TXB0108 Level-Shifter angeboten wird. Die Seiten, an welchen die Pinreihen angebracht sind, verfügen über eine Länge von 6.40-6.60mm. Bei TSSOPs mit 20 Pins sind die Seiten, an welchen die Pinreihen angebracht sind, zwischen 6.40 und 6.60mm lang. Die Pins sind 0.19-0.30mm breit und haben einen Abstand von 0.65mm zueinander. Als Empfehlung werden Lötpadgrößen von 1.05x0.45mm verwendet, wessen Mittelinien einen Abstand von 0.65mm besitzen. |
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| SOP steht für Small-Outline Package und ist eine, dem TSSOP ähnliche, Gehäuseform für SMD-Bauteile. Diese Bauform wird unter anderem für den HX711 Messverstärker verwendet. Die Pinseiten der Gehäuse mit 16 Pins sind 10mm lang. Die einzelnen Pins sind 0.51mm breit und deren Mittelpunkte besitzen einen Abstand von 1.27mm. Es werden Lötpadgrößen von 1.30mm x 0.70mm empfohlen, welche einen Abstand von 1.27mm zueinander besitzen. |
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SMD-Widerstände
Um Widerstände platzsparend auf Platinen zu verbauen, stehen verschiedene SMD-Bauformen zur Verfügung. Diese unterscheiden sich in Größe, maximaler Spannung und somit maximaler Verlustleistung. Die Bauform wird mit einer Nummer bezeichnet und die folgende Tablle zeigt die Größe einiger typischer Bauformen für SMD-Widerstände.
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SMD-Kondensatoren
in Arbeit
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