Arduino Nano V3 Taktfrequenz

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    • Arduino Nano V3 Taktfrequenz

      Angeregt von der Taktquellenproblematik hier
      Digispark mini (attiny85) ohne Quarz mit softclock, RTC und DCF
      und hier
      SIM800L
      habe ich einen aktuellen Arduino Nano mit der Taktquelle eines DS3231 verbunden.
      Der Takt vom Pin 3 geht auf den Takteingang von Timer0, der als Counter bei 256 Takten überläuft und dann Timer1 ausliest.
      Timer1 ist in der Zeit (etwa31ms) um 62500 Takte weiter (0,03125*1600000/Prescaler8)
      Die Takte werden 256 mal aufsummiert, was alle 8 Sekunden 16000000 ergibt und seriell ausgegeben wird.
      Hier das Programm:

      BASCOM-Quellcode: Arduino Nano Taktfrequenzmessung

      1. $regfile = "m328pdef.dat"
      2. $crystal = 16000000
      3. $hwstack = 32
      4. $swstack = 32
      5. $framesize = 24
      6. $baud = 38400
      8. Config Scl = Portc.5
      9. Config Sda = Portc.4
      10. I2cinit
      12. Const Ds3231_write = 208
      13. Const Ds3231_read = 209
      14. Config Timer1 = Timer , Prescale = 8
      15. Config Timer0 = Counter , Edge = Rising
      16. On Timer0 T0irq
      17. Start Timer0
      18. Enable Timer0
      19. Enable Interrupts
      21. Led Alias Portb.5
      22. Ddrb.5 = 1
      24. Dim I As Byte 'Hilfsvariable
      25. Dim Daten(16) As Byte 'Dateninhalt vom DS3231
      26. Dim T As Word 'Timerhilfsvariable
      27. Dim Talt As Word 'Timerhilfsvariable
      28. Dim Tx As Word 'Timerhilfsvariable
      29. Dim E As Long 'Zwischenergebnis
      30. Dim Intzaehler As Byte 'Hilfsvariable
      31. Dim Startbit As Bit 'Hilfsvariable
      32. Dim Erg As Long 'Berechnungsergebnis
      35. 'kleiner I2C Tester
      36. For I = 0 To 254 Step 2
      37. I2cstart
      38. I2cwbyte I
      39. If Err = 0 Then
      40. Print "I2C Adresse = " ; I
      41. End If
      42. Next
      44. 'lesen des Registers für die Taktausgabe
      45. I2cstart
      46. I2cwbyte Ds3231_write
      47. I2cwbyte &H0E
      48. I2crepstart
      49. I2cwbyte Ds3231_read
      50. I2crbyte I , Nack
      51. I2cstop
      52. Waitms 2
      53. ' Einstellen auf 8192Hz
      54. I.2 = 0
      55. I.6 = 0
      56. 'schreiben
      57. I2cstart
      58. I2cwbyte Ds3231_write
      59. I2cwbyte &H0E
      60. I2cwbyte I
      61. I2cstop
      65. Do
      67. ' Gosub Rtc_lesen
      70. Bitwait Startbit , Set
      71. Startbit = 0
      72. Print Erg
      75. ' Uhrzeitausgabe
      76. ' Print Hex(daten(3)) ; ":" ; Hex(daten(2)) ; ":" ; Hex(daten(1)) ; " ";
      78. Loop
      81. Rtc_lesen:
      84. I2cstart
      85. I2cwbyte Ds3231_write
      86. I2cwbyte &H00
      87. I2crepstart
      88. I2cwbyte Ds3231_read
      89. For I = 1 To 15
      90. I2crbyte Daten(i) , Ack
      91. Next
      92. I2crbyte Daten(16) , Nack
      93. I2cstop
      95. Return
      98. T0irq:
      99. T = Timer1 'Timer1 sichern
      101. Tx = T - Talt 'Takte seit letztem Besuch errechnen
      102. Talt = T 'aktuellen Wert für später sichern
      103. E = E + Tx 'Wert aufsummieren
      104. Incr Intzaehler 'mitzählen
      106. If Intzaehler = 0 Then 'bei 256 Überläufen Ergebnis sichern
      107. Erg = E
      108. E = 0
      109. Startbit = 1 'Im Hauptprogramm bescheid geben
      110. End If
      112. Toggle Led
      114. Return
      Alles anzeigen
      Ich habe das Programm gestartet und die serielle aufgezeichnet.
      Dann den Finger auf den "Quarz" gelegt und dann noch etwas fester gedrückt.
      Die Temperatur hat anfangs etwa 25°C und höchstens etwa 35°C.
      Die Kurve ist erschreckend.
      Mit so viel Abweichung hatte ich nicht gerechnet, das sind locker 223 ppm! oder über 20ppm/°C!
      Das ist sehr, ähh, viel.

      Arduino_Fingerfrequenz.png

    • Michael schrieb:

      Dann den Finger auf den "Quarz" gelegt und dann noch etwas fester gedrückt.
      Die Temperatur hat anfangs etwa 25°C und höchstens etwa 35°C.
      Oder erzeugt das störende Kapazitäten? Mal mit einer Glühlampe bestrahlt (erwärmt)?
      Aber Achtung!
      Raum für Notizen

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    • tschoeatsch schrieb:

      Oder erzeugt das störende Kapazitäten?
      nein, sonst würde der Effekt viel unmittelbarer sein und nicht etliche Sekunden brauchen (die X-Achse hat etwa 11 Minuten, alle 8s ein Wert)

      tschoeatsch schrieb:

      Mal mit einer Glühlampe bestrahlt (erwärmt)?
      Hätte den gleichen schlecht reproduzierbaren Charakter.
      Aus der Erfahrung weiß ich aber, dass das Zimmer 25° hat und mein Finger 35° schafft.
      Für eine richtige Klimakammer fehlt mir zur Zeit die Lust ;)

      Ich wollte mit meinem Beitrag klar stellen, wie stark die 16MHz wirklich abweichen, über 20ppm pro Grad.
      Das hat ein Quarz im gesamten Bereich.

    • monkye schrieb:

      Das Thema hatten wir kürzlich schon. Quarze sind baulich deutlich größer und vor allem teurer als der Arduino
      Richtig, die Arduina Nanos haben keine Quarze verbaut, die wären bei dieser Frequenz viel größer.
      Der Temperaturtest oben würde einen Quarz auch kalt lassen (Wortspiel;))
      Ich wollte mit meinem Beitrag den Sinn schärfen für die Ungenauigkeit des günstigen Arduinos, für Uhren oder anspruchsvolle asynchrone Datenübertragungen ist er deshalb eher nicht geeignet.

    • Habe jetzt schon 3, 4 Mal den Resonator entlötet und dann einen SMD Quarzgenerator angepappt. Aber Achtung, dann müssen auch die Fuses angepasst werden. Musste ich machen, weil ich per Serialport nicht über 56k hinauskam.
      Baue gerade wieder Sensoren, die sollen per Modbus (teilweise via RF) kommunizieren...
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