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Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

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[1] Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utentemouse72 » 7 giu 2019, 15:13

Buongiorno a tutti,
voglio realizzare una schedina PCB standalone Arduino, ma ho difficoltà nello scegliere la capacità del carico per l'oscillazione.
So che su Arduino è montato un oscillatore da 16 MHz e 22pF la capacità di carico.

Su Rsonline, tra i tanti oscillatori 16 MHz, nella finestra dei filtri non mi esce fuori la capacità di 22 pF, ma quelli che piu si avvicinano sono 18 pF e 20 pF.

Come si fa a scegliere quale capacità di carico sia la piu idonea per l'Atmega328P ?
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[2] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utenteedgar » 7 giu 2019, 20:24

Non so cosa intendi per oscillatore, Arduino Uno R3 usa un quarzo con i relativi condensatori che, insieme alla circuiteria interna al micro, realizzano un oscillatore.

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Per rimanere su RS trovi sia i condensatori da 22 pF sia il quarzo (cerca cristallo) da 16 MHz
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[3] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utenteboiler » 7 giu 2019, 21:29

Occhio che la capacità di carico dipende dal quarzo usato.
Sta scritta nel datasheet.

Boiler
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[4] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utentemouse72 » 7 giu 2019, 23:37

Si ho cercato "cristallo".. e mi sono apparsi in lista parecchi quarzi, ho poi filtrato a sinistra la frequenza mettendo 16 MHz (so che l'atmega328p ha bisogno di questa frequenza per funzionare)...ma quando vado a filtrare anche la capacità di carico sulla sinistra... mi escono molteplici capacità, ma NON quella da 22 pF (come mostrato nel post n°1).

Ecco, il mio dilemma è proprio questo: devo intanto scegliere un quarzo da 16 MHz, ma......per evitare possibili "singhiozzi" sul funzionamento del'Atmega, con quale capacità di carico è consigliabile sceglierlo dato che tra le capacità possibili, per far funzionare al meglio l'atmega?
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[5] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utenteboiler » 8 giu 2019, 0:18

Segui la ricetta in tre magici punti...

1) Cercare nel datasheet se ci sono informazioni interessanti a tal riguardo
http://ww1.microchip.com/downloads/en/D ... asheet.pdf
Magia! Parlano proprio dell'oscillatore o quarzo da usare...
Chi l'avrebbe mai detto che nel datasheet ci sono i dati tecnici?!? :shock:
Vado a farmi un gin tonic per riprendermi dallo shock!

2) Estrarre le informazioni utili
Tabella 8.3: per il low power oscillator servono tra i 12 e i 22 pF, se usato a 16 MHz.
Tabella 8.5: per il full swing oscillator servono tra i 12 e i 22 pF, se usato a 16 MHz.
Le botte di culo si susseguono a raffica! Non dobbiamo nemmeno usare il cervello e decidere quale tipo di oscillatore vogliamo usare: i due range sono identici!

3) Cercare un componente adeguato
Vado sul fornitore di mia simpatia e faccio una ricerca parametrica: quarzo da 16 MHz, capacità di carico 12-22 pF, in stock... me ne trova 531 modelli diversi. Se stessi facendo qualcosa di serio restringerei un po' il campo (tolleranze, temperatura d'impiego...)... ma hey... è Arduino... quindi mi limito ad ordinare i risultati per prezzo. Il piú economico che mi vendono in pezzo singolo è questo:
https://www.digikey.com/product-detail/ ... ND/2184261

Fatto. Che faticaccia!

Boiler
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[6] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utentemouse72 » 8 giu 2019, 0:38

Ciao Boiler, i primi due passaggi che tu hai spiegato...li avevo gia fatti.
Nel datascheet alla pagina 29-452, ho gia visto che le capacità ammissibili vanno da 12 a 22 pF, quindi non c'è da rimanere scioccati..

Per quando concerne il terzo punto, ti rammendo che la mia richiesta era incentrata sul fatto che su Rsonline non trovavo la capacità di carico di 22 pF, chiedevo spiegazioni a tal riguardo.

Ho gia utilizzato un quarzo da 16 MHz e 2 condensatori da 18 pF, ma qualche volta mi succedeva che l'Atmega328p non veniva letto. Mi è stato consigliato da amici, di adoperare un quarzo da 16 MHz con capacità di carico di 22 pF per evitare i "singhiozzi".

La mia domanda era ed è: optare per un quarzo da 16 MHz con capacità di carico da 20 pF, utilizzando appunto 2 condensatori da 20 pF potrebbe risolvermi il problema?
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[7] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 8 giu 2019, 8:55

..un quarzo da 16 MHz con c. di carico da 20 pF, con appunto 2 c. da 20 pF potrebbe ..?
Sembrerebbe di si, basta mettere C da 12 a 22 pF,
io sceglierei 15 o 18 pF. Le C influiscono un poco sulla frequenza di oscillazione.
Quale precisione della frequenza di oscillazione vuoi ottenere? O non è un requisito?
Forse un risuonatore ceramico è ancora meno costoso (ma meno preciso in frequenza).

La scelta ottimale dei componenti per una produzione di serie, è una attività importante.

Una mia curiosità, dai messagi non l'ho capito:
Utilizzi componenti a montaggio superficiale o passanti per i fori (throughhole),
e quante schedine prevedi di costruire ( 1,... 10, 100, 1000 ) ?.

Mi è stato consigliato ..un quarzo da 16 MHz con c. di 22 pF per evitare i "singhiozzi".
E' possibile,..per singhiozzi intendi fallita accensione/funzionamento?
Può essere dovuta ad altre cause (Valimentazione,filtraggi, temperatura, collegamenti, circuito di reset troppo lento/rapido)?


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[8] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utenteboiler » 8 giu 2019, 9:25

Mi sembra ci sia un po' di confusione.
La capacità per il quarzo non la si sceglie liberamente, si prende quello che il produttore del quarzo prescrive.
L'oscillatore (quello dentro al micro) lavora bene solo in un certo range di capacità, cosa che restringe la scelta dei possibili quarzi.

Se l'oscillatore non funziona nonostante i componenti siano in specifica, potrebbe essere un problema di layout.

Se si vuole andare sul sicuro si compra un oscillatore monolitico e si usa il micro con il clock esterno su XTAL1 e XTAL2 non collegato.
Esempio: https://abracon.com/Oscillators/ASL.pdf

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[9] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utenteedgar » 8 giu 2019, 10:04

boiler ha scritto:Se si vuole andare sul sicuro si compra un oscillatore monolitico e si usa il micro con il clock esterno su XTAL1 e XTAL2 non collegato

Si guadagna pure un pin :ok:
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[10] Re: Scelta quarzo e capacità del carico "Arduino Uno R3"

Messaggioda Foto Utentemouse72 » 8 giu 2019, 11:30

Quale precisione della frequenza di oscillazione vuoi ottenere? O non è un requisito?

Ciao Marcod, a me interessa che l'Atmega328P lavori in maniera ottimale (evitando che qualche volta inserendo la USB non venga letto).

Utilizzi componenti a montaggio superficiale o passanti per i fori (throughhole)?

Con fori passanti, e devo semplicemente fare una mia schedina personale.

E' possibile,..per singhiozzi intendi fallita accensione/funzionamento?
Può essere dovuta ad altre cause (Valimentazione,filtraggi, temperatura, collegamenti, circuito di reset troppo lento/rapido)?

Esatto intendo che quando inserisco il cavo USB, l'Atmega non venga letto, mentre invece in "gestione dispositivi" trovo regolarmente presente il convertitore (quindi non è un problema di convertitore USB.
Per il circuito di reset ho semplicemente collegato al pin1 un condensatore da 100nF come giusto che sia.
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