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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spulen mit Tiny und ULN2003 -> Absturz


Autor: eRookie (Gast)
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Hallo,

hier mal ein Oszibild von der 5V Versorgungsspannung für den ATtiny
wenn ich eine Magnetspule schalte. Meistens stürzt der tiny nach so
einer "Attacke" ab. Was kann ich dagegen noch tun? Habe die Dioden
schon durch Schottky wie BAT 41 ersetzt doch alles hilft nichts. Auch
parallel zum tiny hatte ich schon 33µF Tantal, doch das half leider
auch nichts. Bitte verratet mir ein paar Tricks, komme nicht mehr
weiter...

Gruss
Robin

PS: Die Spulen bewegen eine Mechanik, welche am Endpunkt per Umschalter
die Spannung von der Spule trennen, daran kann ich nichts ändern

Autor: eRookie (Gast)
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hier noch der Schaltplan...

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Dir fehlt noch der obligatorische 100nF-KerKo an der
Versorgungsspannung, so nah wie möglich an den Pins des AVR. Der Elko
kann kurze Impulse nicht kompensieren. Du kannst dir auch mal die
Appnote von Atmel über "Hardware Design Consoderations" ansehen. Da
steht auch noch einiges über dieses Thema.

Autor: Alex Trusk (Gast)
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Am AVR ist doch einer...

Ich wuerde zusaetzlich einen Kerko und einen kleinen bis mittleren Elko
am ULN versuchen.

gruss, alex.

Autor: Marillion (Gast)
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1. Maßnahme: C1 und C2 entfernen. Die bilden mit der Spule einen
Schwingkreis.

2. Maßnehme: Die GND-Rückleitung der Spulen(Pin8 vom ULN2003) einen
getrennten Weg zum GND-Punkt des Netzteils geben. Insgesammt ein
EMV-gerechter Aufbau der Platine vornehmen.

3.Maßnahme: Die Leitungen zu den Spulen nicht in die Nähe der MCU
legen.


Marillion

Autor: Peter Dannegger (peda)
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C1, C2 müssen raus oder mit je 47 Ohm in Reihe.
Die bilden ja beim Einschalten einen Kurzschluß.


Die 5V würde ich noch mit nem 220µF/10V abblocken.


Peter

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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@Alex:

patsch
Hast recht, da ist natürlich einer. Bin wohl noch nicht ganz wach.

Die Appnote, die ich meinte, ist unter
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...
zu finden. Dort wird ein LC-Tiefpaß für die Spannungsvesorgung
vorgeschlagen.

Autor: eRookie (Gast)
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hallo,
danke erstmal. Werde es jetzt mal mit den 200µF wie Peter sagte testen.
C1 und C2 hatte ich testweise auch schon ausgelötet, bzw. habe teilweise
festgestellt dass es mit ihnen besser funktioniert. Werde sie aber
trotzdem nochmal entfernen.
Ich bin mir auch ziemlich sicher dass das Problem nicht beim
Einschalten der Spulen liegt sondern beim abschalten.

Die Verlegung der Masseleitungen werde ich nochmal versuchen zu ändern.
Leider habe ich halt schon Platinen geätzt weil der Prototyp mit
fliegender Verkabelung einwandfrei funktioniert hat ;)
Ausserdem muss das auf eine möglichst kleine Platine...

Vielen Dank nochmal
Robin

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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: PS: Die Spulen bewegen eine Mechanik, welche am Endpunkt per
: Umschalter die Spannung von der Spule trennen, daran kann ich
: nichts ändern

Heisst das, die Endschalter sind in Serie zu Deinen Spulen? Probier
doch mal Snubber über den Endschaltern aus. So wie es jetzt ist, nützen
die Dioden am 2003 ja gar nichts, wenn der Endschalter aufmacht.

Viele Grüße, Stefan

Autor: (geloescht) (Gast)
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(Dieser Beitrag wurde geloescht)

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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emmh .. Diode über den Endschaltern ist wohl besser ...

Gruß, Stefan

Autor: eRookie (Gast)
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aaaaalso:
Muss mir jetzt echt mal an den Kopf fassen weil ich die Masseleitung
zum tiny so übel gelegt hab. Die ging vom 7805 zum ULN und von dort zum
tiny. Hab jetzt ne Brücke vom tiny zum 7805 direkt geschlagen und jetzt
Arbeitet er sagen wir mal zu 95% fehlerfrei. Der dicke C brachte auch
etwas. Doch auf dem Oszi sieht das immernoch ziemlich gleich übel aus
wie zuvor, das beunruhigt mich etwas. Dagegen würde ich schon gerne
etwas tun. Bringt noch ne kleine induktivität in Reihe von +5V des 7805
zum tiny evtl. etwas?

Da die Endschalter in der Mechanik sind, und ich an/in der Mechanik
nichts ändern kann, kann ich dort leider auch keine Dioden einfügen...

viele Grüße
Robin

Autor: Marillion (Gast)
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> : PS: Die Spulen bewegen eine Mechanik, welche am Endpunkt per
: Umschalter die Spannung von der Spule trennen, daran kann ich
: nichts ändern


Wenn die Endschalter beim Abschalten prellen, und das werde sie, und
die Spannung ist aber noch über den ULN eingeschaltet, dann hast du
eine Schaltung mit eingebautem Störgenerator.

Besser ist es, die Endschalter von der MCU zu kontrollieren, und die
Spulen über die MCU abzuschalten.


Marillion

Autor: Marillion (Gast)
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Wenn die Endschalter aus baulichen Gründen die Spulen direkt abschalten
müssen, dann gibt es nur eine konsequente Methode:

1. Eigenes Netzteil für MCU und ULN mit Ansteuerung von Optokopplern.
2. Eigenes Netzteil für die Spulen und die Einkopplung von obigen
Optokopplern.

Beide Netzteile müssen räumlich getrennt sein und dürfen galvanisch
nicht verbunden sein.


Marillion

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Man kann noch die Signale vom AVR zum ULN mit je 100..470 Ohm
entkoppeln.


Peter

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Zwei separate Netzteile gehen auch, falls nicht,
100µF von Vin des Spannungsreglers gegn Masse, zwischen dieser
Geschichte und den 15V eine Diode.
Falls die 15V durch die Spulen zusammenfällt, überbrückt der Elko das
Spannungsloch. Die Diode verhindert das Leersaugen des Elkos durch den
Störer.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: eRookie (Gast)
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Für separate Netzteile habe ich leider keinen Platz. Auf Optokoppler
habe ich deswegen auch schon verzichtet.

Habe jetzt ein neues Layout gemacht unter Berücksichtigung der neuen
Erkenntnisse: Der erste Test hat tadellos funktioniert!!

Vielen Dank nochmals an euch alte Hasen
Ciao

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Sind im ULN Freilaufdioden gegen Plus integriert? Glaube ja, wenn nicht
- fehlen die Dinger...

Wie Du selbst schon richtig bemerktest, die Masseleitung sollte hier
zweimal vorhanden sein. Von den 15Volt kommend gehts erstmal auf einen
470uF/25V Elko.
Direkt von diesem würde ich einen "PLUSDRAHT" zu den Spulen legen.
Direkt vom 470uF einen weiteren "PLUSDRAHT" über eine kleine 100uH
Drossel zum 7805.

Mit dem negativen Anschluß analog verfahren.
Direkt am 470uF Masseanschluss einen "MINUSDRAHT" zum ULN.
Direkt vom 470uF einen weiteren "MINUSDRAHT" zum 7805.
Den Massepunkt am 7805 würde ich als Bezugspunkt für den AVR
verwenden.
An diesen Massepunkt würde ich sowohl die AbblockCs (100n)des 7805
anschliessen, als auch die empfohlenen Elkos 47uF auf der 15V-Seite und
22uF auf der 5V Seite.

Den RESET Eingang von Tiny12 würde ich mit 10K gegen 5V und mit 100nF
gegen Masse legen.
Eine Frage noch?
Die Betriebsspannung sieht ja nunmal wirklich doll aus, wo hattest Du
währen der Messung deine Masseklemme vom Tastkopf angeschlossen und an
welchem Punkt hast Du gemessen?


Ach ich lese gerade, das jetzt alles geht - -

kannst ja mal ein Bild vom Aufbau machen.

VlG

AxelR.

Autor: eRookie (Gast)
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nAbend Axel,

also im ULN sind Freilaufdioden integriert, aber ich habe doch
zusätzlich noch zwei Dioden auf dem Schaltplan? Hast du die evtl.
übersehen oder meintest du was anderes?
Zum Oszibild: Ich hab die Spannung direkt am tiny gemessen.

Also ich hab da Testweise ja schonmal 220µF direkt am tiny angelötet
und auch mim Oszi angeschaut, ich konnte keinen Unterschied zu 1µF auf
dem Bild erkennen.

Das Hauptproblem ist eben der Platz. Das muss alles auf eine Platine
mit 40x20mm und max. Bauhöhe liegt bei ca. 5mm!

Jetzt gehts eigentlich zufriedenstellend. Hab 4 Stück aufgebaut und die
funktionieren zu 99%. Ganz selten (nur wenn man oft hintereinander
schaltet, was in der Prxis normalerweise nicht vorkommt) stürzt einer
ab (inkl. EEPROM löschen).

Trotzdem werde ich bei meiner nächsten Reichelt Bestellung noch ein
paar dicke Elkos/Tantals mitbestellen und ne kleine Induktivität, und
dann mal nach deinen Vorschlägen eins aufbauen und mit dem Oszi kucken
ob die Versorgungspannung besser aussieht. Weil das berunruhigt mich
schon ein bisschen so wies jetzt ist.

Gute Nacht
Robin

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