Ankündigung

**Masifi** · 04.11.2015, 13:16

1. Aufgabe: Auswahl Microcontroller

Es muss ein passender Controller gefunden werden der:

- die notwendigen Schnittstellen zur Verfügung stellt (I2C, UART, SPI, ... )
- eine angemessene Leistungsfähigkeit besitzt
- Arduino kompatibel sein
- geringe Stromaufnahme haben
- ausreichender Speicher (Flash/RAM)
- Preislich ok und Verfügbar ist

Ich würde den Atmega328P vorschlagen da:

Vorteile:
- Preis Verfügbarkeit sehr gut
- Verschieden Bauformen -> sehr klein
- wird am öftesten eingesetzt
- Speicher ausreichend
- Viele Libs und Projekte

Nachteile:
- nur ein Serial (aber SW-Serial)

Es gibt sicher viele die hier den Arduino Micro vorschlagen weil dieser einen USB-Anschluss besitzt.
ABER um diese nutzen zu können, muss erst der passende Bootloader geladen werden und dafür wird die ISP-Schnittstelle benötigt. Ich nutze heute schon nur das ISP-Interface zum Programmieren der Boards. Ja es dauert etwas länger, aber warum soll man sich ein ISP-Stecker und einen USB Stecker auf das Board machen.
Ein ISP-Programmer kostet bei Ebay auch nur 5€

**tuxedo** · 04.11.2015, 14:15

Das Argument mit dem fehlenden USB seh ich ein. Da der Bootloader sowieso drauf muss, braucht man sowieso den ISP.

Davon abgesehen überlege ich gerade ob ein "echter" zweiter Serialport nicht doch sinn machen würde, bzw. wo man diesen "vermissen" würde.
Welche Einschränkungen ergeben sich denn durch den Software-Serial?

Hab die Datenblätter gerade nicht vor Augen, aber wenn ich mir hier https://www.arduino.cc/en/Products/Compare den unterschied zwischen Pro und Micro/Leonardo anschaue, dann hat der Pro mit seinem 328P deutlich weniger Analogeingänge und ebenso weniger IOs.
Der Micro hat 2.5kb SRAM, während der 328P mit 2k dann 20% weniger hat.

Mit dem Micro habe ich bereits (trotz hacken des Stacks auf Speicher-Sparen) am Limit gekratzt, konnte den Bedarf dann aber knapp unter das Limit reduzieren. Ob der gleiche Code noch auf dem 328P ohne zicken laufen würde... fraglich.

Wenn sich preislich (der 328p ist spürbar billiger?), löttechnisch (Pin-Abstand ist gleich, wenn ich das richtig recherchiert habe) und platzmäßig (ähnlich klein) durch den 32u4 keine gravierenden Nachteile ergeben, würde ich für den Stimmen. Ansonsten kann ich mit dem 328P leben.

Einen anderen der in das Raster passt hab ich nicht gefunden.

P.S. Ich hatte mal versucht den Namen "karduino" einzuführen (und hatte auch schon ein Logo gebastelt). Spricht sich flüssiger aus als "knxuino". Aber da bin ich zu allen schandtaten aufgeschlossen.

**Masifi** · 04.11.2015, 14:54

Das ist genau der Punkt:

- Wieviele Pins werden wirklich gebraucht !?
In der Vergangenheit hatte ich noch keine Anwendung bei der ich alle benötigt hätte

- Wieviel RAM/Flash !?
Auch hier bin ich in der Vergangenheit nie an die Grenzen des Atmega328P gestoßen
Kommt jetzt sicher auf den KNX-Stack an.
Wenn selbst der MIcro schon knapp ist dem KNX-Stack, was würde es für eine weitere alternative geben !?

-Ein Vorteil des Atmega328P:
es gibt ihn als 3,3V 8Mhz Variante -> Stromverbrauch (ist mir zumindest sehr wichtig)

Es ist nicht zu verläugnen, das ich den Atmega328P in kombination mit Francks KNX-Stack bevorzuge. :-)

Ach der Name ist mir eigentlich egal, dachte nur das macht es einfacher wenn man immer vom selben redet :-)

**tuxedo** · 04.11.2015, 15:00

Mit 20 IOs könnte man sich einen 20-fach Schaltaktor bauen ;-)

Nein, prinzipiell sollten die Pins des 328P ja reichen. Und wenn nicht, kann man immer noch auf i2c ausweichen um an mehr Pins zu kommen.

Der RAM Unterschied nicht nicht so gewaltig groß zwischen den beiden. Das von mir verwendete Stack (wenn man das überhaupt so nennen kann) ist nicht sooo riesig. Aber ich hatte eben 6 PWM Kanäle. Summa sumarum bin ich auf rund 60 KOs gekommen. Da läppert sich so einiges zusammen. Sicherlich kann man da noch massiv sparen. Im Endeffekt könnte das halt zu lasten des Codes gehen. Aber mit 2k sollte man auch hinkommen. Zur Not lagert man halt in den EEPROM aus was sich auslagern lässt.

Ich wäre überhaupt froh wenn es ein Micro-like Board mit eingebautem TP-UART gäbe, egal welcher uC jetzt drauf sitzt... Das würde den Platzbedarf drastisch nach unten schrauben.

Ach der Name ist mir eigentlich egal, dachte nur das macht es einfacher wenn man immer vom selben redet :-)

FullACK

**Masifi** · 04.11.2015, 15:22

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so klein könnte es werden etwa 50mm x 25mm :-)

OnSemi KNX-Transceiver + Atmega328P

Es stehen aber nur SPI + I2C + 2ADC (oder 4 wenn kein I2C verwendet wird) + 2 EXTINT + 2 I/O + 2 Debounce ICs für Taster zur Verfügung

Der 2x4 Pinhead ist so geroutet das ein NRF24L01+ Funk-Baustein aufgesteckt werden kann.

3,3V & 5V frei wählbar

**dreamy1** · 04.11.2015, 18:29

Ihr macht mich fertig :-)

Ich wollte in Richtung Winter gerade wieder in das Thema KNX+Arduino einsteigen....und hatte mir da auch schon ein paar Gedanken gemacht. Ich komme auch aus eher aus der Hardwareecke und kann mit Eagle umgehen, da würden sich sicher ein paar Synergien ergeben. Wo ich bei aller Lötaffinität große Probleme sehe, ist die Entscheidung ob *jeder* das nachbauen bzw. zusammenlöten kann oder nicht, davon hängt dann auch der potentielle Interessentenkreis ab. Nicht jeder kann 0,3mm Pitch löten...

Mein Ansatz war ursprünglich: möglichst viel in "fertig" und modular. Ich dachte da an den Siemens BCU, einen Arduino Pro Mini 3,3V/8MHz und eine einzige selbsterstellte Platine, die dann je nach Bedarf mit weiteren fertigen Modulen bzw. Bausteinen bestückt wird (VOC, R/H mit HTU21D, Display etc.). Im Grunde sind das dann fast nur noch Stiftleisten, die zu löten sind. Die einzige selbsterstellte Platine wird dann direkt auf die Siemens BCU gesteckt und per angepasster Blindabdeckung (habe schon ein paar Ideen dazu) ausgestattet so dass sich diese in viele gängige Schalterprogramme optisch ansprechend integrieren lässt (gerade Letzteres wird oft zweitrangig behandelt, ist mir aber wichtig).

Soviel zur Hardware....ich bin da aber für alle Richtungen offen. Softwareseitig hatte ich mir vorgestellt, dass man den Arduino initial per USB-TTL-Interface programmiert und alles andere z.B. per KNX-Telegramm erledigt (z.B. einfach über den Busmonitor, der Arduino horcht dann auf entsprechende Befehle und ändert z.B. einen Grenzwert oder eine neue PA und legt das dann im internen EEPROM ab). Dann bräuchte man nichtmal ein separates Tool, sondern könnte das mit "Hausmitteln" erledigen...

**NetFritz** · 04.11.2015, 18:49

Hallo
Habe vor kurzen diesen Arduino Pin compatiblen entdeckt.
https://www.raspiprojekt.de/kaufen/s...co-pinned.html
Für die Schalterdose sehr interessant. Gruß NetFritz

**Masifi** · 04.11.2015, 19:20

Der ist sehr klein ja :-)
Aber ein Cortex M4 ist etwas oversized für eine einfache Hausautomation. Der nimmt bestimmt schon alleine um die 150 bis 250mA auf.

**l0wside** · 05.11.2015, 14:04

Der STM32L4 Cortex M4 ist mit 100uA je MHz angegeben, also 8mA bei 80 MHz. Also keine Angst vor Rechenleistung

Ob darauf ein Arduino-Derivat läuft, weiss ich nicht, meine aber, es gebe ein entsprechendes Demoboard.

Max

**Masifi** · 05.11.2015, 15:50

Der STM32L4 Cortex M4 ist mit 100uA je MHz angegeben, also 8mA bei 80 MHz.

Und das bei 1,7V Core-Spannung und dann hängt auch noch Peripherie mit dran, die wird bei solchen Rechnungen gerne vergessen :-)

Es ist halt die Frage was man genau machen will. Ich würde die Controller mal etwas klassifizieren, für welchen Aufgabenbereich diese eigentlich Bestimmt sind:

Cortex M4: Besitzt intern einen DSP (https://de.wikipedia.org/wiki/Digitaler_Signalprozessor) und eine FPU (https://de.wikipedia.org/wiki/Gleitkommaeinheit) Man benötigt das für schnelle AD / DA Wandlungen und für schnell und komplexe Regelungsaufgaben. Wir machen hier aber einfache Hausautomation. Des Weitern muss man schon ein ausgebildeter SWler sein, der diese Vorteile nutzen kann. Da liegen Welten zwischen dem guten altem Atmega AVRs und einem Cortex M4

Cortex M3: macht meiner Meinung nach nur Sinn wenn man was mit Ethernet machen möchte. Und wir wollen hier eigentlich KNX und nicht Ethernet umsetzen.

Cortex M0+: Mein Favorit ATSAMD21G18, der ist mit <70uA/MHz (max 48MHz möglich) angegeben, bietet alle notwendigen Schnittstellen + einer RTC (außer Ethernet). Ein weiterer Vorteil ist, das es ihn als Arduino Board gibt und man damit die Arduino-Libs nutzen kann. Das Board ist erst seit ein paar Monaten auf dem Markt.
Er ist so Leistungsfähig das auch aufwendige Funktionen umgesetzt werden können, aber durch die Arduino integration auch für Anfänger händelbar.
[Nachtrag]: Das Board heißt Arduino M0 oder Arduino Zero

Atmega328P: Einfach zu verstehender Controller, reicht für die meisten Aufgaben die in einem KNX-Bus benötigt werden, durch Arduino sehr viele Nutzer und viel support. Leider besitzt er etwas wenig Flash/RAM.

Das Ziel sollte hier sein, eine Plattform zu entwickeln die von vielen Nutzern betrieben werden kann. Ein Großteil der Nutzer hier sind keine Experten in Embedded C.

Ich hoffe das Anfänger durch unser "Geschwafel" hier nicht abgeschrägt werden. Würde mir auch mehr Input von euch wünschen ;-)

Ich habe selber mal klein angefangen und war damals sehr dankbar für jede Hilfe die ich bekommen habe.

**coliflower** · 05.11.2015, 16:47

Ähm …
In Anfängerspache … was kann ich damit alles anstellen ?

**Masifi** · 05.11.2015, 16:54

Es soll eine Plattform sein mit der du einfach KNX-Devices umsetzten kannst. z.B.:

Temp-Sensoren
PIR-Senoren
Co2 Sensoren
LED-Dimmer
....
was du möchtest :-)

**coliflower** · 05.11.2015, 19:22

Danke für die Erklärung Matthias !
Wie sieht es mit HiFi aus (z.B.: DVD/BD, SAT-Receiver, …) ?

**Masifi** · 05.11.2015, 19:32

Puh in der Richtung habe ich bis jetzt noch nichts gemacht.

Was stellst du dir denn da so vor !?

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