Guten Abend zusammen,
ich verwende einen STM32 Controller aus der F302 Reihe im LQP64 Gehäuse.
Leider wird das Teil nach kurzer Betriebszeit sehr heiß. Die Schaltpläne
darf ich euch leider nicht zeigen. Ich habe euch aber ein Bild von der
Wärmebildkamera angehängt.
Wo könnten die Ursachen für solche Probleme liegen?
MfG
NiceStudent schrieb:> Leider wird das Teil nach kurzer Betriebszeit sehr heiß.
Ports überlastet? Oder gar Latch-up?
> Die Schaltpläne> darf ich euch leider nicht zeigen.
Dann gibts auch nur Vermutungen.
1. ALLES bis auf die Spannungsversorgung trennen.
2. Controller-Software löschen
--> Problem immer noch vorhanden?
--> Wie sind die Spannungen(alle) der einzelnen Versorgungsspannungen
(gemessen!)?
...wie wäre es du fragst den, der das designt hat oder grdstzl
Erfahrung? Was wären denn deine Überlegungen bisher um den Fehler
einzugrenzen, das ließe den Grad deiner Fähigkeiten schon erkennen.
Klaus.
NiceStudent schrieb:> Die Schaltpläne> darf ich euch leider nicht zeigen.
Das ist doch Quatsch. Vorausgesetzt, der Schaltplan stimmt mit der
Realität überein, ist es das einzige, was bei der Diagnose weiterhelfen
würde. So ist das lediglich Verschwendung von Bandbreite.
Mit Software kriegst du einen ordentlich verdrahteten Controller
jedenfalls nicht zum Erhitzen - ihr habt also bei der Schaltung Mist
gebaut.
Schon etwas her, jemand hatte hier an Vcore Pins Spannung angelegt wo
nur C dran sollten. Habe nicht nachgesehen ob der F302 das auch hat, da
ging es WIMRE um einen F4.
Nur mit kurzgeschlossenen oder überlasteten Outputs schafft man das
glaube ich nicht.
Wie seid ihr denn auf R203 und R204 gekommen? VDDA über 100k und einen
2,7k Widerstand in Serie mit dem Quarz ist sicher in keinem Datenblatt
empfohlen worden.
Das DaBla des STM32F302xB STM32F302xC sagt:
"The VDDA voltage level must be always greater or equal to the VDD
voltage level and must be provided first."
Das ist hier wohl eher nicht gegeben (R203 hängt an -3V3)...
Könnte das der Fehler sein?
VG, Stephan
Verwirrter schrieb:> warum liegt an VDDA eine negative Spannung über einen 100K an?!
Ach, das habe ich nicht mal gesehen. Ist ja noch schlimmer. Im
Datenblatt wird VDDA über Filter an VDD angeschlossen, oder ohne Filter,
wenn man den ADC nicht verwendet.
NiceStudent schrieb:> Die Schaltpläne darf ich euch leider nicht zeigen.
Ist auch besser so! Das Ding ist ein katastrophales Fehldesign. Eine
Veröffentlichung kann zum Ruin von Nachbauern führen. Das willst du
nicht verantworten...
NiceStudent schrieb:> Also den Schaltplan des µC könnte ich euch zeigen.
Geht doch.
Vielleicht schwingt etwas auf Grund von floatenden Eingängen - kommt auf
die Programmierung an.
Moin,
Wird nix mit der Erwaermung zu tun haben, aber vielleicht mit der
Kuehlung durch den Ventilator: So FAN_TACHO Signale sind gerne mal "nur"
open Collector, da koennt' so ein niederohmiger Spannungsteiler ggf.
nicht so funktionieren, wie erwartet. Da vielleicht mal noch mal einen
Blick ins Datenblatt des Propellers werfen.
Gruss
WK
NiceStudent schrieb:> Guten Abend zusammen,>> ich verwende einen STM32 Controller aus der F302 Reihe im LQP64 Gehäuse.> Leider wird das Teil nach kurzer Betriebszeit sehr heiß. Die Schaltpläne> darf ich euch leider nicht zeigen. Ich habe euch aber ein Bild von der> Wärmebildkamera angehängt.>> Wo könnten die Ursachen für solche Probleme liegen?>> MfG
Sehr heiß sieht aber anders aus ;-)
25°C Temperaturerhöhung kann je nach Takt durchaus drin sein. Du
müsstest schon ein paar Details nennen. Takt, CPU-Last und so weiter.
Miss doch mal die Stromaufnahme über VCC.
Du kannst die Stromaufnahme und Tempearturerhöhung grob abschätzen.
Thermischer Widerstand steht bei ST im Datenblatt, und die
Verlustleistung ebenfalls.
Blumpf schrieb:> Miss doch mal die Stromaufnahme über VCC.
Hi,
das habe ich vorhin gemacht. Das Multimeter zeigte mir 150mA. Als ich
mit den Messspitzen den Strom gemessen hatte, ging am Labornetzteil der
Begrenzer auf 20mA runter. Wenn ich aufhöre zu messen, dann zeigt mir
das Netzteil 90mA an.
MfG
NiceStudent schrieb:> Als ich> mit den Messspitzen den Strom gemessen hatte, ging am Labornetzteil der> Begrenzer auf 20mA runter. Wenn ich aufhöre zu messen, dann zeigt mir> das Netzteil 90mA an.
Schwingt was, und du verstimmst den Schwingkreis mit deinen Messspitzen?
Haben die Nachbarn noch Radio und Fernsehen, wenn dein µC heizt?
NiceStudent schrieb:> Das Multimeter zeigte mir 150mA. Als ich> mit den Messspitzen den Strom gemessen hatte, ging am Labornetzteil der> Begrenzer auf 20mA runter.
Das verstehe ich nicht. Wieso verändert sich die Strombegrenzung des
Netzteils wenn du irgend etwas an der Last machst? Das sollte unabhängig
voneinander sein.
Wie kann es sein, dass das Multimeter 150mA anzeigt, während das
Labornetzteil nur 20mA liefert?
Stefan ⛄ F. schrieb:> Das verstehe ich nicht. Wieso verändert sich die Strombegrenzung des> Netzteils wenn du irgend etwas an der Last machst? Das sollte unabhängig> voneinander sein.>> Wie kann es sein, dass das Multimeter 150mA anzeigt, während das> Labornetzteil nur 20mA liefert?
Hi Stefan,
das versuche ich heruaszufinden. Das gute ist, der Mikrocontroller wird
kühler. Wenn ich aufhöre, den Strom zumessen, fängt es wieder an zu
glühen.
MfG
NiceStudent schrieb:> Wo könnten die Ursachen für solche Probleme liegen?
Ist das im Schaltplan so gewollt und im Footprint berück-
sichtigt dass die Pins an einer Prozessor-Kante nicht
vollständig aufsteigend angeordnet sind?
Wenn da was nicht stimmt sind sicherlich einige Pins
falsch mit Vcc beaufschlagt und es mag vielleicht drunter
und drüber gehen. Dann fliesst viel Strom ....
NiceStudent schrieb:>> Hast du ein Oszilloskop zur Verfügung?> Leider nein. Was hättest du vorgeschlagen?
Damit könntest du feststellen, ob die Spannungsversorgung schwingt. Mit
normalen Multimetern siehst du so etwas nicht.
Schwingende Spannungaversorgung führt aber oft dazu, dass Multimeter
völlig unplausible Werte anzeigen und sie führt auch oft dazu, dass sich
Bauteile ungewöhnlich aufheizen.
Ursache sind meistens fehlende Abblock-Kondensatoren an den IC's,
insbesondere am Spannungsregler, sowie zu dünne Masseleitungen oder zu
viel Induktivität in den Masseleitungen.
Ich habe es mal unabsichtlich geschafft, dass eine Audio-Endstufe ohne
großartige Belastung mehrere Ampere Strom aufnahm. Das Oszilloskop
zeigte, dass sie eine Schwingung oberhalb von 1 MHz erzeugte.
Bei einem 78L05 hatte ich mal mehr als 500 mA Stromaufnahme, also viel
mehr als er eigentlich durchlassen sollte. Dort hatte ich einen
Kondensator nicht korrekt angelötet.
Wenn du Geld sparen musst, besorge Dir wenigstens ein DSO-138, das ist
Spielkram aber immer noch viel besser, als gar keins zu haben.
R204 kann ja noch fast ok sein. Auch wenn ich 2.7k bezweifeln mag.
Aber Widerstand darin ist damit ggf. der Quarz Treiber den Quarz nicht
überfährt.. <100uW sollte die Leistung am Quarz sein..
Kann man bei Jauch ausmessen lassen..
Stefan ⛄ F. schrieb:> Damit könntest du feststellen, ob die Spannungsversorgung schwingt. Mit> normalen Multimetern siehst du so etwas nicht.
Welches "normale Multimeter" hat denn keinen V AC-Bereich?
Wolfgang schrieb:> Stefan ⛄ F. schrieb:>> Damit könntest du feststellen, ob die Spannungsversorgung schwingt. Mit>> normalen Multimetern siehst du so etwas nicht.>> Welches "normale Multimeter" hat denn keinen V AC-Bereich?
In den allermeisten Fällen ist die Frequenz der Schwingung so hoch, dass
ein Multimeter damit heillos überfordert ist.
NiceStudent schrieb:> das versuche ich heruaszufinden. Das gute ist, der Mikrocontroller wird> kühler. Wenn ich aufhöre, den Strom zumessen, fängt es wieder an zu> glühen.
Ja klar wenn man Strom parallel misst geht halt die Spannung in die Knie
und dann kühlt der µC mangels Versorgungsspannung ab.
NiceStudent schrieb:> das habe ich vorhin gemacht. Das Multimeter zeigte mir 150mA. Als ich> mit den Messspitzen den Strom gemessen hatte, ging am Labornetzteil der> Begrenzer auf 20mA runter. Wenn ich aufhöre zu messen, dann zeigt mir> das Netzteil 90mA an.
Das ist viel zu viel.
Hast du ein zweites Board?
Verhält sich das da gleich?
Ist das auch dann so, wenn der µC nicht programmiert wird, oder nur wenn
die Software rennt?
Wenn das nämlich nur dann ist, wenn die Software rennt, dann ist es
ziemlich sicher einfach nur ein Konfigurationsfehler.
Ich tippe auf einen Kurzschluss Port gegen GND oder VCC oder Port gegen
Port. Kann ein Lötfehler sein. Oder auf eien Fehler im Pinning.
BTDT, haben wir alle schon zusammengebastelt ;-)
Was du tun solltest:
Geh das von Pin 1 bis zum letzten durch. Schau dir genau an: Stimmt das?
Kann ein Kurzschluss auftreten? Können Ausgang auf Ausgang treiben?
Lötfehler: Kligel das durch. Das ist lästig, man muss das unter dem
Mikroskop mache, aber eventuell findest du ja zwei Pins, die
kurzgeschossen sind.
No Y. schrieb:> R204 kann ja noch fast ok sein. Auch wenn ich 2.7k bezweifeln mag.> Aber Widerstand darin ist damit ggf. der Quarz Treiber den Quarz nicht> überfährt.. <100uW sollte die Leistung am Quarz sein..
Bei 16MHz ist ein Widerstand dieser Größe einfach nur unsinnig. Sowas
findet man auch in keinem Datenblatt der gesamten STM32 Serie. Ich
verstehe, wenn da jemand einen 10-33 Ohm Widerstand einbauen möchte,
aber selbst das ist unnötig.
Also ich würde mal zum Anfang, den Widerstand am Quarz durch einen 0Ohm
Widerstand ersetzen, oder einen Fädeldraht drüber legen.
Und den 100k bei VDDA rausnehmen und VDDA direkt an einen 3V3 Pin mit
Fädeldraht anlöten.
Es kann natürlich sein, dass bestimmte Teile am µC schon im Kurzschluss
abgebrannt sind und darum der Controller heiß wird.
52°C ist für diesen Controller jedenfalls sehr heiß, das bekommst du im
normalen Betrieb nicht hin.
Ich hatte erst einen STM32 der ähnlich heiß wurde und der ist durch eine
induzierte Überspannung von einem Motor gestorben und danach heiß
geworden.
Nur mal eine Frage am Rande hast du auf diesen Controller überhaupt ein
Programm Flashen können?
Moin,
Beo Bachta schrieb:> Ist das im Schaltplan so gewollt und im Footprint berück-> sichtigt dass die Pins an einer Prozessor-Kante nicht> vollständig aufsteigend angeordnet sind?
Das ist ja nicht nur an einer Seite so. Zwar so, dass es vielleicht doch
OK ist, aber die Frage bleibt schon: Warum tut man sowas?
Insbesondere, wenn das Fehlerbild ziemlich gut dazu passen wuerde, dass
genau da irgendwas tatsaechlich verbloedelt wurde.
Gruss
WK
Hallo zusammen,
vielen Dank für eure Antworten. Ich bin nun einiges durchgegangen und es
sieht wie folgt aus:
1. µC Librabry überprüft -> Nichts gefunden.
Die Nummerierung im Schaltplan ist zwar vielleicht nicht gut, aber sie
stimmt mit dem Footprint überein.
2. Alle unbenutzten Pins wurden einem definierten Pegel zugewiesen. Es
hat nichts gebracht.
3. Widerstand am Quarz habe ich entfernt und überbrückt -> Bringts
nichts
4. Überlastung der Portpins: Ich habe keine Ausgänge mehr als HIGH
definiert. Es bringt auch nichts.
5. Controller Software gelöscht. In der while Schleife steht nichts
mehr. Es bewirkt auch nichts.
6. 100k Widerstand an VDDA entfernt und überbrückt mit 0Ohm. Keine
Besserung.
7. An VDDA liegt keine negative Spannung an. Das Bild ist unscharf,
deswegen denken einige, da würden -3V3 anliegen. Ist aber nicht.
8. Abblockkondensatoren sind überall vorhanden
Das lustige ist ja, wenn ich meine ursprüngliche Software wieder drauf
flashe, dann klappt der Rest wieder wie z.B. die Lüftersteuerung und
alles andere. Nur der Controller bleibt immer noch heiß :(
Peter K. schrieb:> Nur mal eine Frage am Rande hast du auf diesen Controller überhaupt ein> Programm Flashen können?
Ja es geht. Es geht über SWD und auch mit dem Bootloader über den FTDI
Chip.
MfG
womit flasht Du?
Des Weiterem solltest Du auch unbedingt, wie es schon Dir geraten wurde,
die Pins auf Kurzschluss zu anderen Pins prüfen, und das am besten mit
einer stark vergößernden Lupe.
Ich kann im Bild aber eindeutig zwischen -3V3 und +3V3 unterscheiden.
Kann es sein dass da etwas beim Layout nicht passt und der VDDA Pin in
der Luft hängt?
Mess mal die Spannung oder hängen den Pin mit Fädeldraht auf einen 3V3
Pin. Den 100k dazu raus nehmen.
Wenn du den Chip flashen kannst ist zumindest der Kern nicht beschädigt.
Hast du alle Chipfunktionen mal überprüft?
Also testen ob sich ein Pin an jedem Port schalten lässt, ADC und
verwendete Schnittstellen.
Miss auch mal alle Spannungen an jedem Kondensator durch ob diese
passen.
Kurzschluss an einem IO Pin lässt den uC für gewöhnlich nicht so heiß
werden.
Probier auf jeden Fall mal aus, ob der ADC Teil im Controller noch
funktioniert. Ich hatte beim 3D Drucker durch einen Schluss diesen mal
etwas überlastet und anschließend glühte der uC auch heftig, die
digitalen IOs (auch die ungemappten ADCs) liefen problemlos.
> An VDDA liegt keine negative Spannung an.
Da ist definitiv ein "-" Zeichen. Bitte prüfen (wie ein Vorredner schon
schrieb) ob der Pin in der Luft hängt.
NiceStudent schrieb:> Stefan ⛄ F. schrieb:>> Hast du ein Oszilloskop zur Verfügung?>> Leider nein. Was hättest du vorgeschlagen?
Ab ins nächste FABLAB/Makerspace.
NiceStudent schrieb:> 7. An VDDA liegt keine negative Spannung an. Das Bild ist unscharf,> deswegen denken einige, da würden -3V3 anliegen. Ist aber nicht.
Warum lädst du es dann in dieser Form hoch?
Verwende besser eine vernünftiger Auflösung beim PNG-Export.
Die 150 dpi Default-Einstellung von Eagle ist in Wahrheit eine
Fault-Einstellung
Peter K. schrieb:> Kurzschluss an einem IO Pin lässt den uC für gewöhnlich nicht so heiß> werden.
Da habe ich eine andere Erfahrung gemacht.
Ich weis nicht mehr ob ich VCC oder GND am IO hatte und dann
entsprechend andersrum den IO geschalten. Auf jeden Fall wurde der
Atmega sehr heiß. (Temperatur allerdings nicht nachgemessen.)
Ich habe die STM gemeint. Ich hatte beim STM32F103 einen Kurzschluss
gegen GND von einem Pin und bis auf, dass das der Pin nicht funktioniert
hat habe ich bei der Inbetriebnahme nichts vom Kurzschluss mitbekommen.
Ich habe den Effekt mit dem heiß werden auch schon bei einem defekten
STM32 gehabt.
War durch eine einmalig zu hohe/niedrige Eingangsspannung an einem
Portpin passiert (ausgelöst durch fehlende Masseverbindung zwischen
Controller und Programmieradapter bzw. Anstecken in falscher Reihenfolge
- wimre).
Es könnte also sein dass der Controller nicht mehr i.O. ist. Wenn Du
Heißluft o.ä. hast wäre evtl. auch mal ein Austausch eine Maßnahme bevor
Du Dich totsuchst.
Ich hatte mal versehentlich bei einem Cortex von NXP einen Ausgang auf
GND gelegt. Es dauerte nur wenige Minuten, bis wir es gemerkt haben,
aber der Pin war hin. Alle anderen Pins des MCs funktionierten noch und
heiß wurde er auch nicht.
Ist die Platine nach der Fertigung elektrisch getestet worden? Ich hatte
mal einen Fall, wo eine sehr feine Brücke für einen Kurzschluss sorgte
und somit auch ein IC heiß wurde.
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