Spannungswächter aus Resten ;-)

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Spannungswächter aus Resten ;-)

    










BID = 1091439

Nnamreh

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Beiträge: 53
Wohnort: Duisburg
 

  


Hi,
da mir als Laie durch Schusseligkeit oft etwas kaputt geht beim Basteln versuche ich es so gut es geht die Bauteile zu schützen, dieses Jahr waren es ein paar Mikrocontroller, USB-rs232 Adapter, Spannungsregler...

O.K., es geht um die Mikrocontroller auf den Testplatinen die mit einem 7,2V AKKU über Spannungsregler dann mit 5V versorgt werden, die Platine mit dem Spannungsregler hat eine grüne LED um anzuzeigen das Spannung vorhanden ist. Das Problem ist die LED leuchtet auch noch wenn die Spannung nicht mehr ausreicht um den Mikrocontroller zu Programmieren, der Mikrocontroller bedankt sich dann während dem Programmiervorgang mit Fehlermeldungen und ist danach unbrauchbar.

Also muß ein Spannungswächter her, alles was ich so gefunden habe (zum selber basteln) war mit Bauteilen die hier nicht vorrätig sind.

Dann viel mir ein das so eine Solarleuchte recht abrupt die LED ein- ausschaltet,eine defekte Solarleuchte war noch nicht im Müll gelandet und wurde zerlegt.

Schön, auf der Platine ist nicht viel los, 1 schwarzes Ding, 1 Widerstand, eine LED, +- für das Solarpaneel, +- für den AKKU 1,2V. Der AKKU wird nicht gebraucht und das Solarpaneel wird durch die 5V vom Spannungsregler ersetzt, da ja jetzt 5V statt ca. 2V vom Solarpaneel anliegen wurde 1 10k Widerstand und 1 10k Poti vor den + Eingang gesetzt. der 10k Widerstand reduziert grob und das 10k Poti ist für die Feinabstimmung.

Das Poti wurde so eingestellt (Spannung vor dem Spannungsregler) das bei 5,2V die LED aus ist und bei 6V die volle Leuchtkraft hat. Und es funktioniert ganz gut. Bei einem Versuch mit 6V vor dem Spannungsregler wurde eine Testplatine mit Mikrocontroller und angeschlossenem 2x16 Display eingeschaltet, die LED vom Spannungsregler leuchtet fröhlich weiter und die LED vom Spannungswächter glimmt nur noch.

Wenn es Einwände zu meinem Spannungswächter warum auch immer gibt, her damit.










Grüßle, Nnamreh


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Nnamreh am 14 Dez 2021 14:17 ]

BID = 1091450

I-need

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Beiträge: 410

 

  

Eine etwas abenteuerliche Lösung ist das schon. Muss gestehen ich habe nicht ganz alles begriffen wie und wo, aber wenn es funktioniert....

Ich würde schon eher versuchen, das Problem beim Ursprung zu lösen. z.B. dass während dem Programmiervorgang der uC über die Programmierschnittstelle versorgt wird. Wahrscheinlich gehen die uC kaputt, weil über die Programmierpins und dessen Schutzdiode Strom fliessen und entweder diese Dioden tötet, oder dass der uC über diese Dioden dann sogar mit Spannung versorgt wird, aber nicht richtig und nicht stabil.

Du könntest evt den Spannungsregler durch eine ersetzten, der einen Enable Eingang hat und nach mit einem Spannungswächter-IC (voltage watchdog) dessen Enable steuerst und die Versorgung ganz ausschaltest.


Zitat :
Schön, auf der Platine ist nicht viel los, 1 schwarzes Ding, 1 Widerstand, eine LED, +- für das Solarpaneel
das schwarze Ding ist ein Schaltregler und der eine "Widerstand" in deiner Zeichnung, vermutlich R2, ist eine Induktivität. Die Aufgabe dieses IC's ist eigentlich das Wandeln von 1.2V auf ~2V für die weisse LED.

_________________








BID = 1091453

BDX85

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Wohnort: Darmstadt

..offenbar verändert das schwarze Ding auch die Polung der LED..

BID = 1091464

BlackLight

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Beiträge: 4761

@Nnamreh: Soll Unterspannung nur angezeigt werden oder auch abgeschaltet werden? Ersteres reicht doch schnell nicht aus.

Ansonsten ist kein uC, Op-Amp oder Komparator vorhanden, der bei 3,3-5V sauber arbeitet?

BID = 1091466

mlf_by

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Beiträge: 619
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Schöne Schaltung, geile Idee ... ich hätte da viel zu kompliziert gedacht

Eine "Akkuwächter"-Schaltung rein aus ein paar Widerständen, ein paar Allerweltstransistoren und einer handvoll Feld- Wald- und Wiesendioden (oder alternativ 2 Standard-Z-Dioden) wäre bspw. auch bei Pollin unter der Nr. 810 397 verfügbar. Hätte noch mehr LEDs und wäre leicht erweiterbar hin auf einen Summer, eine Programmier-"Sperre" usw. .
Kannst ja bei Interesse einfach mal die Technische Dokumentation zu dem Bausatz runterladen.

Der Mikrocontroller wird in der Schaltung programmiert?. Kann es da nicht auch sein, daß dem Ding durch den Programmierabbruch einfach nur der Bootloader kaputtgeflasht wird? D.h. daß man dem Tausendfüssler einfach nur in einem externen (Parallelport-) Brenner seine Sich-selber-an-den-Haaren-wieder-aus-dem-Sumpf-zieh- Daten neu verpassen müsste?

Parallelport-Brenner deswegen, weil es für sehr viele Mikrocontroller Selbstbauvorschläge gibt von supersimpel bis hin zu "Wow" und besser als jedes Seriengerät. Und warum für mind. 45€ ein Gerät kaufen wenn man es sich für 3€ auch selber bauen kann.
Um was für Mikrocontroller handelt es sich denn?

Was ich eh nicht verstehe, ist, warum der MC während am Programmiervorgang mehr Strom ziehen sollte wie im Normalbetrieb. Und warum der bei exakt 4,95V schon den Betrieb einstellen sollte. Ich würde da eher vermuten daß der bei Unterspannung einfach irgendwann ins Stolpern kommt, und sich dieses Stolpern erst nach und nach von 'unmerkbar' bis erst bei massiver Unterspg. hin zu einem 'lästig' entwickelt.

Kann es da nicht eher sein daß der Spannungsregler ein Problem mit Lastsprüngen hat? Was mit 1-2 zusätzlichen Elkos behebbar sein könnte/dürfte?
Ich würd nämlich eher sagen daß die meisten der "üblichen" Spg.-Regler über -keine- Unterspannungsabschaltung verfügen, und stattdessen bei Unterspannung gar merkwürdige Sachen machen. In der Form, daß sie einfach irgendwann das Regeln einstellen und daraufhin Vin minus die Reglerverluste ungehindert an den Ausgang durchlassen.

BID = 1091476

Nnamreh

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Wohnort: Duisburg

Hi,
wie Eingangs geschrieben ich bin Laie, habe Heute mit Jemanden gesprochen der mehr Ahnung hat. Zu dem Abrauchen der uC meinte Er es könnte am Ohmchen Gesetz liegen weil die Spannung einbricht steigt der Strom was dem uC nicht bekommt.

Bilder sagen mehr als 1000 Worte ;-).

@I-need, ja die Ursache zu ermitteln wäre der bessere Weg, das mit dem Spannungswächter ist erst mal die schnelle Lösung. Und Du hast Recht mit dem Programmer, der hat eine Diode und kann den uC zum Programmieren mit Spannung versorgen.
Die Idee mit dem Abschalten bei Unterspannung ist auch nicht schlecht, werde mal drüber nachdenken.

Und das schwarze Ding muss ja auch irgendwie regeln ob Spannung vom Paneel kommt (Sonne scheint) oder nicht, und das machen die Teile recht schnell, LED-Beleuchtung an oder aus mehr gibt es da nicht.

@BlackLight, bis mir etwas Besseres einfällt ist es erst mal sicherer als vorher, die LED vom Spannungswächter arbeitet sehr zuverlässig.

@mlf_by, in der Testkiste ist kein Platz mehr für große Bauteile, und ich liebe es so klein wie möglich. Siehe Martin-Horn 2.jpg.

ja der uC wird in der Schaltung programmiert bis das Programm macht was es soll, wenn er dann irgendwo eingesetzt wird nur mit dem Programmer falls das Programm verbessert wurde.

Es geht um ATmega, ATtiny und PICAXE uC, auf der Testumgebung befinden sich 1 Atmega, 2 ATtiny und 3 PICAXE plus die meist benutzten Bauteile wie RC-Empfänger, Servo, Motor, Display, MATRIXRC-Module... 1 USBASP-Programmer für die AVRs und ein USB-rs232 Adapter für die PICAXE. Damit es besser mit der Spannungsverteilung klappt gibt es 1x 5V für die uC, 1x 5V für Verbraucher und 1x 7,2V für Verbraucher die mehr wollen. Also 2 Spannungskonstanthalter mit LM317 5V und die Eingangsspannung des AKKus.

Die 4,95V sind vor dem Spannungskonstanthalter der 5V liefern soll, bei 5V vor dem Spannungskonstanthalter reicht es für die uC noch die mit 3,5V noch zufrieden sind.

Grüßle, Nnamreh




Beispielschaltung, die werte sind natürlich angepaß worden.







*edit, habe das schwarze Ding unter das Mikroscop gelegt, vielleicht kann Jemand was darauf erkennen, irgenwas wie X8051 sehe ich da.





[ Diese Nachricht wurde geändert von: Nnamreh am 15 Dez 2021  1:31 ]

BID = 1091481

I-need

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Ich nehme an diese IC sind alle ca dieselben: https://github.com/mcauser/YX8018-s.....1.pdf

_________________

BID = 1091483

mlf_by

Schriftsteller



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Die armen Mikrocontrollerchen mach doch gleich eine 3,3V-Schiene ...?.

Attiny, Atmega und Picaxe laufen lt. Inet alle auch schon bei 3,3V. Dazu wärst du dann auf einen Schlag eine ganze Latte an Problemen los. Und ob du nun 2 oder 3 verschiedene Spannungen in der Testkiste liegen hast, ist völlig wurscht - muddu so oder so aufpassen daß die sich nicht in die Quere kommen. Ansonsten gibts halt magischen Rauch.

Du musst bedenken daß die Spannungsregler vom Schlag LM317, LM78xx usw. alle eine zur Ausgangsspannung um mind. 2,0 Volt höhere Eingangsspannung sehen "wollen"; mit schwerer Tendenz hin zu 2,5V - das Datenblatt zum LM317 spricht sogar von 3V ("headroom"). Damit können deine beiden LM317 bislang in ü90% der Zeit nicht regeln und machen stattdessen irgendetwas, irgendetwas - nur nichts definiertes.

Dann erscheinen mir die beiden Kühlkörper als zu klein. Das merkst du spätestens wenn du mal aus versehen bei Volllast mit dem Handgelenk drankommst. Der interne Überhitzungsschutz greift erst bei 125 oder gar 150°C ein ... das reicht locker um 14 Tage lang das Gesicht zu verziehen.

Dazu kommt noch daß wenn die Spannungsregelschaltung schon in einer Testkiste zum Einsatz kommt, und auch noch im uC-Bereich, dann gehört die verdongelt bis zum mehr-geht-schon-fast-gar-nicht-mehr. Ala parallel zu R1 noch eine Schutzdiode, parallel zu R2 noch einen Elko mit 10uF, C2 (C3^^) würde ich persönlich abgestuft machen mit 1uF-33uF-100uF plus noch Platz für einen eventuellen 4.ten C (keine Supi-LowESR-Elkos!), sowie C1 auf 1000uF aufmunitionieren.

Desweiteren scheinen Sicherungen gänzlich aus der Mode gekommen zu sein. Aber selbst wenn die in 9 von 10 Fällen zu spät auslösen sollten, mit einem nur 1x 'rechtzeitig' hätten die sich schon wieder voll ausgezahlt.

Der LM317 hat übrigens im Datenblatt noch einen Vorschlag aufgeführt für eine Erweiterung zum "electronic shut-down regulator": einfach einen NPN-Transistor mit der CE-Strecke parallel zu dem ausgangsspannungsbestimmenden R2 setzen. Und wegs der Ansteuerung dieses Transistors könnte man ja z.B. mal in das Datenblatt zur TL431 gucken.

Du denkst auch dran daß du deinen 6er Mignonzellen-Akkupack gleich in der 10er Familienpackung kaufen kannst wenn du nur oft genug die Entladeschlußspannung von 0,9V pro Zelle ignorierst? > 6x 0,9V macht 5,4V ... dann Akkupack platt.

BID = 1091510

Nnamreh

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Beiträge: 53
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Hi,

O.K. mlf_by dann sollte ich die komplette Spannungsversorgung besser entsorgen, und mit den Infos von Dir eine bessere aufbauen.

Habe noch eine Platine für Arduino die 3,3V und 5V aus 7V - 12V macht, mit einem max Strom <700mA. Wenn ich die Testkiste mit Spannung vom Netzteil mit 8V betreibe und alle Verbraucher in Betrieb sind sind es ca. 400mA, Ausnahme der RC-Fahrtregler soll schlagartig den Motor von vorwärts auf rückwärts ansteuern dann kommt eine Spitze von ca. 800mA.

Dann noch ein besserer Spannungswächter und gut ist?

Grüßle, Nnamreh

BID = 1091513

Nnamreh

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Hi,
habe Testweise meine Spannungsversorgung gegen die Arduino Spannungsversorgung ausgetauscht, jetzt weiß ich wieder warum das Teil in die Teilekiste gelandet ist.

Die AVRs funktionieren Tadellos mit 3,3V, dafür gibt es Probleme beim auslesen, schreiben der FuseBits und dem Programmieren :-(.

Also wieder getauscht, als schnelle Lösung wird jetzt ein 9,6V AKKU benutzt damit die LM317 zufrieden sind. Der Spannungswächter wurde auf 5,6V (LED aus) und 6V (LED an) eingestellt, mehr schafft das Teil nicht bei >20k vor + reagiert die LED nicht mehr. War ja auch nur eine spontane Idee von mir ;-).

Dann bleibt noch eine bessere Lösung für die Spannungsüberwachung, sie sollte klein und einfach sein. Das Teil von Polin ist ja recht nett, wird aber nur für 5V, 12V, 24V angeboten. Da fehlt mir dann das Wissen wie man für 8V die Widerstände berechnet, um z.B. das 12V Teil auf 8V zu überreden.

Grüßle, Nnamreh

BID = 1091540

I-need

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: I-need am 15 Dez 2021 22:49 ]

BID = 1091542

I-need

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Beiträge: 410

Ich hätte das ganze irgendwie so realisiert. Einmal ein Low Power watchdog Ic https://www.renesas.com/us/en/document/dst/icl7665s-datasheet, verheiratet mit einem Pullup und einem LDO mit Enable Eingang.
https://www.distrelec.ch/Web/Downlo.....s.pdf

Es müssen ja nicht genau diese beiden sein. In dieser Kategorie gibt es ne menge Auswahl, einfach darauf achten, dass das Watchdog IC eine Hysterese hat und mit dem High und Lowpegel auf die Logik des LDO enable passt.

Ich hoffe ich habe das bei den vorgeschlagenen richtig gesehen, ich habe das nur schnell so zusammengeklickt.

Dann würde ich den Enable auch gerade noch auf den Reset des uC anbinden (Logik beachten) damit der auch noch resettet. uC mit ICSP benutzen meines Wissens unteranderem den Reset Eingang zum Programmieren. Wird dieser von aussen auf Low gelegt, kann den Programmer nicht mal beginnen das Programm zu brennen.


_________________

BID = 1091549

mlf_by

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Zitat :
... Spannungsversorgung ausgetauscht, jetzt weiß ich
wieder warum das Teil in die Teilekiste gelandet ist. ... [3,3V] ...

Zitat :
Das Problem ... [bei 5,0V] ... wenn die Spannung nicht mehr ausreicht um den Mikrocontroller zu Programmieren, der Mikrocontroller bedankt sich dann während dem Programmiervorgang mit Fehlermeldungen und ist danach unbrauchbar.


Du hast kein Oszi, oder?
Nuju, mal angenommen der Hersteller des uC-Boards hätte sein Board "kostenoptimiert" und hoppladihopp die Verantwortung dem Konstrukteur der Stromversorgung zugeschoben - und der Hersteller der Stromversorgung hätte sein Modul ebenfalls "kostenoptimiert" und hoppladihopp die Verantwortung dem uC-Board-Hersteller zugesprochen, dann ...

wäre genau das oben beschriebene Fehlerbild erwartbar. Sollte die Theorie zutreffen, dann wären schlicht die erforderlichen Stützkondensatoren "irgendwie" nicht da.

Jetzt ist es so (ich weiß ja nicht wie weit dein Elektronikwissen geht aber vollständig null is es definitiv schon mal nicht^^): angenommen du schaltest deinen uC auf eine Geschwindigkeit von 1 MHz, dann dauert ein Takt schlappe 0,0000001 Sekunden lang.
Das ist aus zweierlei Gründen interessant bzw. wichtig:
a) jeder (Maschinensprache-) Befehl benötigt eine individuelle Anzahl an Takten bis er abgearbeitet ist (2, 3, 7, ... gar 12), darüber lässt sich also ausrechnen wie lange ein Programmabschnitt wohl dauern wird, und
b) jeder Prozessor hat die Krankheit daß er während der Befehlsabarbeitung sch...ße viel Strom braucht, und zwischen den einzelnen Befehlen /ein Bit im EEprom verändern /Daten auslesen /in Wartepausen /ect. so gut wie gar nichts.

Der extreme Stromhunger während der Befehlsausführung muß jetzt nur irgendwie gestillt werden. Die Netzteil-ICs (LM317 usw.) können das regelmäßig nicht, brauchen viel zu lange zum nachregeln. Und an der Entladeschlußspannung angekommene Akkupacks können diese Spitzen sowieso erst recht nicht mehr bedienen, haben dann einen zu hohen Innenwiderstand ... sind schlicht leer. Da kommen dann halt die (nicht vorhandenen^^, oder wohl zumindest deutlich zu kleinen) Stützkondensatoren ins Spiel.

Diese Cs lassen sich jeweils ganz gemütlich ein paar Sekundenbruchteile lang die Sonne auf den Bauch scheinen, um bei einer extremen Stromanforderung ihre Ladung wenn es sein muß binnen einer zehnmillionstel Sekunde zur Verfügung zu stellen.
Fehlt diese Stützung der Stromversorgung, reißt der Strommangel jedes mal aufs neue die Betriebsspannung kurz in den Abgrund.
Und das lässt sich mit einem bestenfalls 3x pro Sekunde messenden DMM nicht herausfinden. Da braucht es dann schon eine Glaskugel, oder ein mind. 2 Mio. "Messpunkte" pro Sekunde auf einen Bildschirm malendes Oszi (ab ~25€).

Anbei noch schnell, ich schreib ja schon wieder viel zu viel^^: laut Datenblatt -ich bin ein Link- ist der ATtiny25 z.B. sogar schon für den Betrieb -und- programmieren ab 1,8V spezifiziert. Mehr als 3,3V braucht es demnach nur bei "ganz besonders besonderen Wünschen"; ü10 MHz, laut Inet sogar erst ab 16 MHz. Oder/und

wenn jemand beispw. einen "verfusten" Tiny mittels "High-voltage Serial Programming" wieder ins Leben zu kitzeln versuchen wollte [* Bild, mmmh ... eventuell ganz unten]

Und, gaaaanz ganz selten denkt auch mal ein Elektroniker ein bissl zu elektronikermäßig Link zu einem poor man\'s Wunderwuzzi-Voltage-Monitor-Ic



BID = 1091562

BlackLight

Inventar

Beiträge: 4761

Gibt es in der Restekiste keinen Komparator/Op-Amp/Schmitt-Trigger?
Würde einen Schmitt-Trigger aufbauen und als Spannungsreferenz eine Z-Diode, eine/zwei/drei Diode(n) oder eine LED.
Am anderen Eingang über einen Spannungsteiler die zu überwachende Spannung.

An den Ausgang hängt man dann eine LED oder schaltet gleich mit einem (kräftigen) n-/p-Kanal FET die Versorgungsspannung ab?

BID = 1091570

Nnamreh

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Beiträge: 53
Wohnort: Duisburg

Morjen,

so viele Informationen , da habe ich viel zum Nachdenken.

Ja der Resetpin wird bei den AVRs beim Programmieren benutzt, es sind 6 Leitungen vom Programmer; ICSP2: 1 MISO, 2 +5V, 3 SCK, 4 MOSI, 5 RESET und 6 GND.

Nein kein Oszi vorhanden, vielleicht sollte ich so ein Teil mal kennenlernen.
Kondensatoren auf den Testplatinen; beim Atmega8 2, beim Attiny44 1, beim Attiny85 2 (von mir gebastelt) und bei PICAXE 0. Also sind die uC-Boards mal eben so mit Vertrauen auf die Spannungsversorgung erstellt worden, die Spannungsversorgung habe ich aus Unwissenheit mal eben nach dem einfachen Beispiel aus dem Datenblatt erstellt. Da die Anforderungen an eine Spannungsversorgung bisher sehr gering war hat es Jahrelang ganz gut funktioniert, im Prinzip auch mit den Mikrocontrollern.
Damit ist Deine (mlf_by) Vermutung mit den fehlenden Stützkondensatoren wohl bestätigt.

Habe mit dem Labornetzteil nochmal getestet wann welcher AVR nicht mehr mag; der Atmega 8 braucht min 4V zum Programmieren und der Attiny85 kommt auch mit 3,3V zurecht.

Wie genau ich jetzt eine stabile Spannungsversorgung hinbekomme weiß ich noch nicht, dafür habt Ihr hier reichlich Bauteile ins Rennen geschickt die ich noch nicht kenne. Wenn ich es richtig verstanden habe bedarf es bei meiner einfachen Schaltung noch ein paar Kondensatoren vor dem ML317 und danach?

Bei der Spannungsüberwachung sehe ich den Erfolg bei meinem Wissen am ehesten mit einem Spannungsteiler, Attiny85 und einem Programm. Für so etwas habe ich eine pdf-Datei gefunden wie man bis ca 50V mit einem Mikrocontroller der max 5V am Eingang mag messen kann. Damit stehen alle Wege offen was bei Unterspannung passieren soll, ganz individuell nach meinen Vorstellungen das Programm erstellen.

@BlackLight, puh, das muß ich erst mal nachlesen was das bedeutet.

Danke für Eure Hilfe, aber bitte nicht noch komplizierter ;-).

Grüßle, Nnamreh


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