Programmierung Atmel 89C51/52/55WD Version 1.1 - Df1ty
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Schoch – Elektronik<br />
Klaus Dieter Schoch<br />
<strong>Programmierung</strong><br />
<strong>Atmel</strong> <strong>89C51</strong>/<strong>52</strong>/<strong>55WD</strong><br />
<strong>Version</strong> <strong>1.1</strong><br />
© Klaus Dieter Schoch 2004<br />
www.df1ty.de<br />
Schoch-Elektronik<br />
Klaus Dieter Schoch<br />
Mozartstraße 43<br />
74653 Künzelsau<br />
www.df1ty.de oder ww.shop.df1ty.de
Inhaltsverzeichnis<br />
Schoch – Elektronik<br />
Klaus Dieter Schoch<br />
1.Vorwort .....................................................................................................................3<br />
2.Die Brennerleiterplatte.................................................................................................3<br />
3.Schaltungsbeschreibung...............................................................................................3<br />
3.1 Spannungsversorgung..........................................................................................3<br />
3.2 RS232 Schnittstelle..............................................................................................3<br />
3.3 LED....................................................................................................................3<br />
3.3.1 Betriebanzeige..................................................................................................3<br />
3.3.2 Anzeige Datenverkehr........................................................................................3<br />
3.4 Programmiersockel..............................................................................................3<br />
4.Hardwareaufbau..........................................................................................................4<br />
5.Inbetriebnahme...........................................................................................................4<br />
6.Hardware-Flash...........................................................................................................5<br />
7. Software für Mikroprozessor........................................................................................5<br />
8.Flashen......................................................................................................................5<br />
9.Brennen.....................................................................................................................5<br />
10.Stromlaufplan...........................................................................................................6<br />
11.Bestückungsplan.......................................................................................................8<br />
12.Stückliste .................................................................................................................9<br />
13.Werkzeuge..............................................................................................................10<br />
14.Bauteile..................................................................................................................10<br />
14.1 Leuchtdioden...................................................................................................10<br />
14.2 IC...................................................................................................................10<br />
14.3 Widerstände....................................................................................................11<br />
14.4 Dioden............................................................................................................11<br />
14.5 Kondensatoren und Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos)...........................................11<br />
14.6 Bohrloch-Durchmesser (Vorschlag).....................................................................12<br />
15.Betriebsbedingungen................................................................................................13<br />
16.Sicherheitshinweis...................................................................................................13<br />
17.Literaturverzeichnis..................................................................................................15<br />
18.Autor......................................................................................................................15<br />
Schoch-Elektronik<br />
Klaus Dieter Schoch<br />
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1. Vorwort<br />
Schoch – Elektronik<br />
Klaus Dieter Schoch<br />
Nachdem ein Programm für eine Anwendung geschrieben und mit der im Teil 1<br />
beschriebenen Experimentierplatine ausgetestet wurde muss als letzter Schritt das<br />
fertige Programm in den <strong>Atmel</strong> Prozessor <strong>89C51</strong>/<strong>52</strong>/<strong>55WD</strong> transferiert werden. In<br />
diesem Teil 2 wird eine Hardware vorgestellt, welche die <strong>Programmierung</strong> eines <strong>Atmel</strong><br />
<strong>89C51</strong>/<strong>52</strong>/<strong>55WD</strong> ermöglicht. Die Hardware kommt mit sehr wenigen, handelsüblichen<br />
Teilen aus und lässt sich im Handumdrehen aufbauen.<br />
2. Die Brennerleiterplatte<br />
Bei der Entwicklung der Schaltung habe ich mich auf eine bereits veröffentliche<br />
Schaltungen von W. Sirichote gestützt und diese entsprechend angepasst. Das Ergebnis<br />
ist eine (100x160mm) große Europakarte welche alle erforderlichen Bauteile aufnimmt.<br />
Die Anschlüsse für die externe Spannungsversorgung (Klemmen) als auch die serielle<br />
Schnittstelle (9-pol. SUB-D Female) sind auf einer Seite untergebracht um die<br />
Leiterplatte einfach mit den notwendigen Leitungen verbinden zu können. .<br />
3. Schaltungsbeschreibung<br />
3.1 Spannungsversorgung<br />
Die Spannungsversorgung erfolgt über zwei Klemmen und wird vom bekannten<br />
Spannungsregler 7805, welcher für einen maximalen Strom von 1 A ausgelegt ist, auf 5<br />
Volt stabilisiert. Ein Diode dient als Verpolungsschutz.<br />
3.2 RS232 Schnittstelle<br />
Dieser Baustein kommt mit wenigen externen Bauteilen aus und setzt das vom<br />
Prozessor an den Ports 3.0 und 3.1 (die für Datenübertragung vorgesehen sind)<br />
gelieferte serielle Sende- und Empfangssignal auf die Norm RS232 Schnittstelle um.<br />
3.3 LED<br />
3.3.1 Betriebsanzeige<br />
Hier erfolgt die Anzeige dass die Versorgungsspannung angelegt wurde und der<br />
5 Volt Spannungsregler richtig arbeitet.<br />
3.3.2 Anzeige Datenverkehr<br />
Die zwei Leuchtdioden zeigen sowohl die gesendeten als auch die empfangenen<br />
Daten optisch an wodurch einen einfache Kontrolle des Datenflusses möglich ist.<br />
3.4 Programmiersockel<br />
Sinnvollerweise wird hier ein Nullkraft- oder Texttoolsockel verwendet damit das<br />
Einsetzten und Entnehmen der Prozessoren einfach durchzuführen ist. Alternativ kann<br />
auch eine Fassung mit Präzisionskontakten genommen werden. Hier ist allerdings das<br />
Entnehmen mit etwas Kraftaufwand verbunden.<br />
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4. Hardwareaufbau<br />
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Die komplette Brennleiterplatte findet platzsparend auf einer Leiterplatte von 100 x<br />
160mm (Europakarte) Platz.<br />
Nach dem Bohren der Leiterplatte erfolgt die Bestückung in folgender Reihenfolge:<br />
● Widerstände und Brücken<br />
● Kondensatoren<br />
● Dioden<br />
● LEDs<br />
● Reset-Taster<br />
● ICs<br />
● Buchsen und Jumper<br />
Prüfen Sie als nächstes, ob keine Lötpunkte vergessen wurden oder Lötbrücken<br />
vorhanden sind.<br />
Bevor der 98C51 eingesteckt wird testen Sie bitte die Spannungsversorgung.<br />
5. Inbetriebnahme<br />
Nachdem alle Bauteile außer dem IC1 und IC101 bestückt wurden, wird zuerst die<br />
Versorgungsspannung von >15V DC angeschlossen. Die Leuchtdiode D202 muss<br />
brennen. Dann werden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Spannungen gemessen<br />
IC Plus Minus Spannung<br />
IC1 40 20 ca. 5 V<br />
IC1 31 20 ca. 5 V<br />
IC2 40 20 ca. 5 V<br />
IC2 31 20 ca, 12,5 V<br />
IC2 40 29 ca. 5 V<br />
MAX 232 16 15 ca. 5 Volt<br />
Entsprechen die gemessenen Spannungen der Tabelle liegt der gemessene Strom bei<br />
ca. 10mA.<br />
• Die Versorgungsspannung trennen und das IC101 einsetzten<br />
• Nach Anlegen der Versorgungsspannung beträgt der gemessene Strom ca. 17mA<br />
• Die Versorgungsspannung abermals trennen und den mit der Software EZ55.hex<br />
programmierten <strong>Atmel</strong>-Prozessor einsetzen<br />
• Spannungsversorgung wieder anlegen. Der Strom beträgt jetzt ca. 25mA<br />
• Jetzt kann die Verbindung zum PC hergestellt werden.<br />
Um die Brennerleiterplatte zu testen benötigen Sie ein Terminalprogramm (z.B.<br />
Terminal.exe)<br />
Die Datenschnittstelle arbeitet mit folgenden Einstellungen : 9600, 8n1, kein flow<br />
control.<br />
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Durch Eingabe eines Buchstabens kann man die Kommunikation testen :<br />
Buchstabe Antwort<br />
a Easy-Download V2.0 for ATMEL <strong>89C51</strong>/<strong>52</strong>/55<br />
c CHKSUM = 0000<br />
g Not found 89Cxx<br />
l ok<br />
p pFF,0,0<br />
r ok<br />
s ok<br />
w ok<br />
Werden die den Buchstaben zugeordneten Antworten gegeben arbeitet die<br />
Datenschnittstelle ordnungsgemäß.<br />
Die Versorgungsspannung muss >= 15 Volt sein<br />
Versorgungsspannung NIE anlegen, wenn IC2 gesteckt ist<br />
6. Software für Mikroprozessor<br />
Die Software stammt von W. Sirichote.<br />
7. Flashen<br />
Diese Software transferiert die als HEX File vorliegenden Daten in den Prozessor.<br />
Sowohl die benutzte Schnittstelle am Computer (COM) als auch der zum<br />
Programmieren vorgesehene Prozessor (IC2) wird vom Programm Ezdl4 automatisch<br />
erkannt.<br />
8. Brennen<br />
• Die Verbindungsleitung zum PC (der PC ist eingeschaltet) eingesteckt<br />
• Versorgungsspannung von > 15 Volt DC anschließen<br />
• Jetzt kann der zu programmierende Prozessor in die Fassung eingesetzt und die<br />
Ezdl4 (Windows) gestartet werden<br />
• Der Verbindungsaufbau sowie die Identifizierung des eingesetzten Prozessortyps<br />
erfolgt vollautomatisch.<br />
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9. Stromlaufplan<br />
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10.Bestückungsplan<br />
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11.Stückliste<br />
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Menge Wert Device Bauteile<br />
2 27pF RM 5 C1, C2<br />
1 1nF RM 5 C3<br />
C6, C101, C102,<br />
6 1uF RM 2,5 C103, C104, C202<br />
2 10uF RM 2,5 C5, C7<br />
1 220uF RM 5 C201<br />
3 1k5 RM 10 R102, R103, R201<br />
1 8k2 RM 10 R2<br />
1 10k RM 10 R3<br />
1 10k Netzwerk RP1<br />
1 18k RM 10 R101<br />
1 249 - 1% RM 10 R4<br />
1 1150 - 1% RM 10 R6<br />
1 2150 - 1% RM 10 R5<br />
1 1N4001 RM 10 D201<br />
1 11,0592 Q1<br />
1 2N2222 T1<br />
1 7805 IC201<br />
1 AT<strong>89C51</strong>/<strong>52</strong>/55 IC1, IC2<br />
1 DB9F/90 Weiblich CON102<br />
1 LM317 IC5<br />
1 MAX232 IC101<br />
2 grün LED3MM D102, D202<br />
1 rot LED3MM D101<br />
1 KLEMME2 KL201<br />
1 LP3005 Leiterplatte<br />
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12.Werkzeuge<br />
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Zum Bohren und Bestücken der Leiterplatte benötigen Sie folgende Werkzeuge:<br />
• Ständerbohrmaschine oder gleichwertige Bohrmaschine<br />
• Hartmetallbohrer verschiedener Stärken<br />
• Digitales Multimeter (hochohmig)<br />
• Lötkolben max. 15 Watt oder geregelt<br />
• geeignetes Lötzinn, bei SDM max. 1mmØ<br />
• kleiner Seitenschneider (zum Abzwicken der bedrahteten Bauteile)<br />
13.Bauteile<br />
13.1 Leuchtdioden<br />
Bei der Bestückung der Leuchtdioden ist auf die Polung zu achten. Sie verfügen<br />
über eine Anode (Pluspol) und eine Kathode (Minuspol), wobei der längere<br />
Anschlussdraht den Pluspol und der kürzere Anschlussdraht den Minuspol darstellt.<br />
Auch hier ist bei der Montage auf den Aufdruck der Platine zu achten, da die<br />
Leuchtdiode nur richtig gepolt leuchtet und ansonsten beschädigt wird.<br />
13.2 IC<br />
Auch bei der Montage der ICs ist unbedingt auf die Pinbelegung zu achten, da die<br />
ICs bei falschem Einbau beschädigt werden. Die Einkerbung auf der Oberseite des<br />
ICs muss bei der Montage mit der Einkerbung des IC-Sockels und dem<br />
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Bestückungsdruck der Platine übereinstimmen.<br />
13.3 Widerstände<br />
Zunächst muss ermittelt werden, welchen Wert jeder einzelne Widerstand besitzt,<br />
um ihn so anschließend an der richtigen Stelle auf der Platine platzieren zu<br />
können. Zur Ermittlung des Widerstandswertes kann der auf dem Widerstand<br />
aufgedruckte Farbcode dienen oder der Wert des Widerstandes kann mit Hilfe eines<br />
Vielfachmessgerätes mit integriertem Ohmmeter messtechnisch bestimmt werden.<br />
Zum Ablesen des Farbcodes wird der Widerstand so gehalten, dass sich der<br />
goldfarbene Toleranzring auf der rechten Seite des Widerstandskörpers befindet.<br />
Die Farbringe werden dann von links nach rechts abgelesen.<br />
13.4 Dioden<br />
Im Gegensatz zu den Widerständen ist der Typ der Dioden auf deren Gehäuse<br />
aufgedruckt. Für die Montage der Dioden ist es ebenso ratsam wie für die<br />
Widerstände, deren Anschlussdrähte entsprechend dem Rastermaß rechtwinklig<br />
abzubiegen und in die für die Diode vorgesehenen Bohrungen zu stecken.<br />
Beachten Sie dabei unbedingt die Polarität der Diode (schwarzer Kathodenstrich<br />
der Diode muss mit dem Strich des Bestückungsdrucks auf der Platine<br />
übereinstimmen)<br />
13.5 Kondensatoren und Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos)<br />
Ähnlich wie bei den Dioden ist der Wert der Kondensatoren bzw. Elektrolyt-<br />
Kondensatoren auf dem Bauteil aufgedruckt. Im Gegensatz zu Kondensatoren ist<br />
bei Elektrolyt-Kondensatoren unbedingt auf deren Polung zu achten. Je nach<br />
Hersteller besitzen Elektrolyt-Kondensatoren unterschiedliche Kennzeichnungen<br />
ihrer Polarität. Einige Hersteller kennzeichnen den Pluspol mit „+“, andere dagegen<br />
den Minuspol entsprechend mit „-“. Bitte achten Sie darauf, dass die Polarität des<br />
Elektrolyt-Kondensators mit der Angabe der Polarität des Bestückungsdruckes auf<br />
der Platine übereinstimmt.<br />
13.6 Bohrloch-Durchmesser (Vorschlag)<br />
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Bauteil Bohrloch in mm<br />
Diode z.B. 1N4148 0,8<br />
Diode z.B 1N4001 0,9<br />
Kondensator 0,7 - 0,8<br />
Widerstand 0,7<br />
IC 0,7<br />
IC- Sockel (gedreht) 0,7<br />
Nullkraft-Sockel 1<br />
LED 0,6<br />
Sub-D 0,6-0,7<br />
Befestigung SUB-D 3,0<br />
Wannenstecker 0,9<br />
Transistor TO92 0,6<br />
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14.Betriebsbedingungen<br />
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• Der Betrieb der Baugruppe darf nur an der dafür vorgeschriebenen Spannung<br />
erfolgen.<br />
• Die Betriebslage des Gerätes ist beliebig.<br />
• Es ist unbedingt auf die Einhaltung, der in dieser Anleitung angegebenen<br />
technischen Daten zu achten. Das Überschreiten dieser Werte kann zu Schäden<br />
am Gerät oder Verbraucher führen.<br />
• Die zulässige Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) darf während des<br />
Betriebes 0°C und 40°C nicht unter-, bzw. überschreiten.<br />
• Das Gerät ist für den Gebrauch in trockenen und sauberen Räumen bestimmt.<br />
• Bei Bildung von Kondenswasser muss eine Akklimatisierungszeit von bis zu 2<br />
Stunden abgewartet werden.<br />
• Schützen Sie diesen Baustein vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und<br />
Hitzeeinwirkung!<br />
• Das Gerät darf nicht in Verbindung mit leicht entflammbaren und brennbaren<br />
Flüssigkeiten verwendet werden!<br />
• Baugruppen und Bauteile gehören nicht in Kinderhände!<br />
• Die Baugruppen dürfen nur unter Aufsicht eines fachkundigen Erwachsenen oder<br />
eines Fachmannes in Betrieb genommen werden!<br />
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des<br />
Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und<br />
Betriebsmittel zu beachten.<br />
• In Schulen, Ausbildungseinrichtungen, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist das<br />
Betreiben von Baugruppen durch geschultes Personal verantwortlich zu<br />
überwachen.<br />
• Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung, in welcher brennbare<br />
Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sind oder vorhanden sein können.<br />
• Falls das Gerät einmal repariert werden muss, dürfen nur Original-Ersatzteile<br />
verwendet werden! Die Verwendung abweichender Ersatzteile kann zu<br />
ernsthaften Sach- und Personenschäden führen!<br />
• Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Fachmann durchgeführt<br />
• werden!<br />
• Dringt irgendeine Flüssigkeit in das Gerät ein, so könnte es dadurch beschädigt<br />
werden. Sollten Sie irgendwelche Flüssigkeiten in, oder über die Baugruppe<br />
verschüttet haben, so muss das Gerät von einem qualifizierten Fachmann<br />
überprüft werden. Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen<br />
Zustand ausgeführt werden. Im Zweifelsfalle sind unbedingt Rückfragen bei<br />
Fachleuten, Sachverständigen oder den Herstellern der verwendeten Baugruppen<br />
notwendig!<br />
15.Sicherheitshinweis<br />
Beim Umgang mit Produkten, die mit elektrischer Spannung in Berührung<br />
kommen, müssen die gültigen VDE-Vorschriften beachtet werden, insbesondere<br />
VDE 0100, VDE 0550/0551, VDE 0700, VDE 0711 und VDE 0860.<br />
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• Vor Öffnen eines Gerätes stets den Netzstecker ziehen oder sicherstellen, dass das<br />
Gerät stromlos ist.<br />
• Bauteile, Baugruppen oder Geräte dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn<br />
sie vorher berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut wurden. Während des<br />
Einbaus müssen sie stromlos sein.<br />
• Werkzeuge dürfen an Geräten, Bauteilen oder Baugruppen nur benutzt werden,<br />
wenn sichergestellt ist, dass die Geräte von der Versorgungsspannung getrennt sind<br />
und elektrische Ladungen, die in den im Gerät befindlichen Bauteilen gespeichert<br />
• sind, vorher entladen wurden.<br />
• Spannungsführende Kabel oder Leitungen, mit denen das Gerät, das Bauteil oder<br />
die Baugruppe verbunden ist, müssen stets auf Isolationsfehler oder Bruchstellen<br />
untersucht werden.<br />
• Bei Feststellen eines Fehlers in der Zuleitung muss das Gerät unverzüglich aus dem<br />
Betrieb genommen werden, bis die defekte Leitung ausgewechselt worden ist.<br />
• Bei Einsatz von Bauelementen oder Baugruppen muss stets auf die strikte<br />
Einhaltung der in der zugehörigen Beschreibung genannten Kenndaten für<br />
elektrische Größen hingewiesen werden.<br />
• Wenn aus einer vorliegenden Beschreibung für den nicht gewerblichen<br />
Endverbraucher nicht eindeutig hervorgeht, welche elektrischen Kennwerte für ein<br />
Bauteil oder eine Baugruppe gelten, wie eine externe Beschaltung durchzuführen ist<br />
oder welche externen Bauteile oder Zusatzgeräte angeschlossen werden dürfen<br />
und welche Anschlusswerte diese externen Komponenten haben dürfen, so muss<br />
stets ein Fachmann um Auskunft ersucht werden.<br />
• Es ist vor der Inbetriebnahme eines Gerätes generell zu prüfen, ob dieses Gerät<br />
oder Baugruppe grundsätzlich für den Anwendungsfall, für den es verwendet<br />
werden soll, geeignet ist!<br />
• Im Zweifelsfalle sind unbedingt Rückfragen bei Fachleuten, Sachverständigen oder<br />
den Herstellern der verwendeten Baugruppen notwendig!<br />
• Bitte beachten Sie, dass Bedien- und Anschlussfehler außerhalb unseres<br />
Einflussbereiches liegen. Verständlicherweise können wir für Schäden, die daraus<br />
entstehen, keinerlei Haftung übernehmen.<br />
• Bereits aufgebaute Bausätze sind vom Umtausch ausgeschlossen.<br />
• Bei Installationen und beim Umgang mit Netzspannung sind unbedingt die VDE-<br />
Vorschriften zu beachten.<br />
• Geräte, die an einer Spannung ≥ 35 V betrieben werden, dürfen nur vom Fachmann<br />
angeschlossen werden.<br />
• In jedem Fall ist zu prüfen, ob der Bausatz für den jeweiligen Anwendungsfall und<br />
Einsatzort geeignet ist bzw. eingesetzt werden kann.<br />
• Die Inbetriebnahme darf grundsätzlich nur erfolgen, wenn die Schaltung absolut<br />
berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut ist.<br />
• Sind Messungen bei geöffnetem Gehäuse unumgänglich, so muss aus<br />
Sicherheitsgründen ein Trenntrafo zwischengeschaltet werden, oder, wie bereits<br />
erwähnt, die Spannung über ein geeignetes Netzteil, (das den<br />
Sicherheitsbestimmungen entspricht) zugeführt werden.<br />
• Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand ausgeführt<br />
werden.<br />
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16.Literaturverzeichnis<br />
W. Sirichote<br />
17.Autor<br />
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