Spannung bricht bei Arduino mit Display zusammen

OP #5127701
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Hallo,

kann mal jemand über Schaltung schauen, leider bricht mir die Spannung 
im Betrieb zusammen. Eigentlich dachte ich, dass der Arduino Pro Mini 
mit einem 2x16 Display nicht soviel Stom zieht, dass ein 1117_5V 
zusammenbricht. Wenn ich die Spannung messe, kommen da aber nur noch 4,6 
Volt raus und das Display flackert nur. Der Trafo hat 10 VA bei 8 Volt 
Spannung.

Kann mir von euch jemand sagen, was ich da falsch gemacht habe?

PS: Entschuldigt bitte, dass ich zweimal das gleich Bild eingefügt habe, 
aber ich kann es leider nicht löschen.
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Gast #5127713
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Lars B. schrieb:
> Kann mir von euch jemand sagen, was ich da falsch gemacht habe?

Wenn der Arduino mit 5V arbeitet (Prozessorspannung) dann
hat er ja einen Spannungsregler drauf, und der benötigt
dann geschätzte mindestens 7 Volt damit er richtig Regeln
kann. Am RAW Eingang. Du lieferst aber 5V.
Gast #5127858
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Frickelfritze schrieb:
> Wenn der Arduino mit 5V arbeitet (Prozessorspannung) dann
> hat er ja einen Spannungsregler drauf, und der benötigt
> dann geschätzte mindestens 7 Volt damit er richtig Regeln
> kann.
Der dort übliche AZ1117 hat laut Datenblatt von Diodes ein Dropout von 
max 1,18 V @ 500mA. Ich habe hier gerade einen Aufbau gemacht, wo ich 
mit einem (eher schlechten Schaltregler) 6,5V auf den Vin des Nano lege. 
Damit kann er arbeiten, aber meine Verlustleistung auf dem kleinen SMD 
bleibt im grünen Bereich.

> Du lieferst aber 5V.
Da scheint der Fehler Nummer zwei zu liegen: Wenn IC1 ein externer 
5V-Regler ist, gehört der an den 5V-Pin des Arduino, nicht an Vin bzw. 
Raw. Das ist meine bevorzugte Variante, da ich die 5V meist noch 
anderweitig benötige.

Richtig ist aber auch, dass der 10µF Ladeelko hinter dem Gleichrichter 
deutlich zu klein scheint. Das hängt vom Strom ab, LM7805 oder 1117-5 
können eine ganze Menge Brummen ausrgeln, solange dessen tiefster Punkt 
oberhalb deren Grenze liegt, das sind beim 78xx 3V oberhalb der 
Nennspannung, einem LM1117-5 genügen 1,5 Volt.
OP #5127985
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.... vielen Dank für eure Ratschläge.

Ich habe die Kondesoren mal auf 220µF erhöt. Jetzt läuft alles schön. 
Dann habe ich mal geschaut was der ATmega328 so braucht. Da habe ich 
gelesen, dass bei 0-20 MHz er mit 4,5-5,5 Volt auskommt und bei 0-10 MHz 
2,7-5,5 Volt. Jetzt sind auf den Teilen 16 MHz Schwinger verbaut, da 
müssten 4,5 Volt die dann über RAW noch bereitbestellt werden doch 
eigentlich reichen, der nicht?

Viele Grüße
#5127987
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Für stromhungrigere Sachen ist das Stromversorgungskonzept des Arduino 
schlicht vermurkst!
Ein Aufbau auf Lochraster mit einem 7805 im TO220 Gehäuse oder gleich 
einem Schaltregler bietet da wesentlich mehr Reserven. Mit einem 
Schaltregler sind auch 12V oder 24V bei größeren Strömen kein Problem.
Aber es muß ja alles auf Fingernagelgröße passen und darf nicht über 1 
Pfennig 70 kosten...
Gast #5128040
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Lars B. schrieb:
> .... vielen Dank für eure Ratschläge.
>
> Ich habe die Kondesoren mal auf 220µF erhöt. Jetzt läuft alles schön.
> Dann habe ich mal geschaut was der ATmega328 so braucht. Da habe ich
> gelesen, dass bei 0-20 MHz er mit 4,5-5,5 Volt auskommt und bei 0-10 MHz
> 2,7-5,5 Volt. Jetzt sind auf den Teilen 16 MHz Schwinger verbaut, da
> müssten 4,5 Volt die dann über RAW noch bereitbestellt werden doch
> eigentlich reichen, der nicht?
>
> Viele Grüße

Nein, da auf dem Arduino noch ein Spannungsregler verbaut ist, der die 
Spannung nochmalig reduziert. Wurde doch hier schon geschrieben.
Außerdem ist der Stromverbrauch noch zu berücksichtigen.
Gast #5128069
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Lars B. schrieb:
> da müssten 4,5 Volt die dann über RAW noch bereitbestellt
> werden doch eigentlich reichen,
Verdammt nochmal, was ist so schwer, sind alle Hinweise in für Dich 
fremder Sprache verfasst?

Wenn Du aus Trafo - Gleichrichter - Elko - Spannungsregler schon 5 Volt 
bereitstellst, kommen diese an den 5V-Anschluß des Arduino. Der RAW 
bleibt dann unbenutzt.

Wenn Du über den RAW speisen willst, sollten da 7..9 Volt dran, dann, 
und nur dann, kann der 5V-Regler auf dem Arduino-Board den µC stabil 
versorgen.

Die 5V hinter dem Regler für zusätzliche externe Schaltungen zu 
verwenden ist eine extrem schlechte Idee, der kleine Kamerad wird seine 
Abwärme schlecht los.
Gast #5128192
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Manfred schrieb:
> Verdammt nochmal, was ist so schwer, sind alle Hinweise in für Dich
> fremder Sprache verfasst?

Nein, so geht es los wenn man(n) von Beratungsresistenz
übermannt wird. Er will ja nur bestätigt haben dass er
alles richtig macht.

Lars B. schrieb:
> da
> müssten 4,5 Volt die dann über RAW noch bereitbestellt werden doch
> eigentlich reichen, der nicht?

Es geht darum dass ein Regler (der auf dem Arduino) nicht regelt
wenn seine Eingansspannung nicht höher ist als die zu regelnde
Ausgangsspannung. Die Verhältnisse sind extrem undefiniert und
du kannst dich auf nichts mehr verlassen.
Gast #5128599
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C2 und C4 sind viel zu groß. Schau mal ins Datenblatt, welche Größe dort 
empfohlen wird.

Warum verwendest du einen 8V Regler?
Du kannst das Arduino Modul doch mit 5V betreiben!

Deine jetzige Kombination ist für den µC sogar ziemlich riskant. Denn 
wenn die 8V beim Einschalten langsamer hoch kommen, als die 5V (oder 
beim Ausschalten schneller abfallen, als die 5V), dann liegen an einigen 
Pins des µC 5V an während seine Spannungsversorgung geringer ist.

Wenn du mal in die "Absolute maximum ratings" schaust, wirst du sehen, 
daß der Chip dadurch warscheinlich zerstört wird.
Gast #5128801
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Und arum hast du jetzt vor den Spannungsreglern zwei Elkos (vorher war 
es nur einer)? Und wo sind die 100nF vor den Spannungsreglern, gemäß 
Datenblatt?

Ich bekomme zunehmend das Gefühl, daß du uns an der Nase herum führen 
willst.

> ich dachte, ich soll den Arduino eine separate Stromversorgung spendieren

Du denkst zu viel. Wer hat Dir gesagt oder geschrieben, daß du das tun 
sollst?
Gast #5128986
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Stefan U. schrieb:
> Ich bekomme zunehmend das Gefühl, daß du uns an der Nase herum führen
> willst.

Unterstellen wir mal einen totalen Anfänger und keinen Vorsatz.

Lars B. schrieb:
> ... ich dachte, ich soll den Arduino eine separate Stromversorgung
> spendieren.

Das ist nur in seltenen Fällen notwendig.

Dein Trafo mit 8V AC hat nicht sonderlich viel Reserve, wird gerade so 
reichen: Gleichrichter - 1000..2200 µF - einen LM1117 mit 5 Volt. 
Dieser versorgt sowohl den ProMini über seinen 5V-Anschluss als auch 
Display und Sensor.

Lars B. schrieb:
> ... ich denke mal, dass ich mit 400 mA auskomme. Dabei sind 150 mA für
> den Arduino mit Display, 200 mA für das Relais, 50 mA für sonstiges,
> oder gibt es da Probleme bei dem 800 mA Spannungsregler?

Diese Berechnung passt nicht. Ich hole gerade mal mein UNO-Testboard auf 
den Tisch - das bleibt unter 40 mA. Dem Display habe ich allerdings 
einen Vorwiderstand verpasst, weil es mir zu hell war.

Das Relais hast Du mit 200 mW = Milliwatt benannt, das sind keine 200 
mA.
200mW / 5V = 40 mA.

Der Drehencoder braucht kaum etwas, deutlich unter 10 mA.

Den Hallsensor kenne ich nicht.

Dir fehlt die Erfahrung, also ein 5V-Netzteil her (USB-Lader) und den 
Strom messen, der wird sich eher unter 100 als bei 200 mA ergeben.

Da kommt eh die Frage auf, warum Du kein fertiges Netzteil für 3,50 €uro 
verwendest!
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OP #5129141
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... bei solchen kleinen Projekten kann man schön lernen und da ich jetzt 
die Platine nun schon zum vierten mal layoute und ätze bleibt man da 
auch schön in Übung. :-) Ich bin ja auch froh, wenn es solche Foren gibt 
bei denn einen geholfen wird. Deswegen möchte ich auch nicht alles 
fertig kaufen, sondern selber basteln, auch wenn man etwas Kritik 
einstecken muss. :-) Aber das ist schon wie gesagt nicht so wild wenn 
man was dabei lernt.
Gast #5129225
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> in dem Datenblatt steht 10 µF vor und nach dem Regler.

In dem Datenblatt, wo ich rein geschaut habe, stand 100nF vor dem 
Regler. Offensichtlich kommt es hier sogar auf den hersteller des Chips 
an, was ich ziemlich ärgerlich finde.

Jedenfalls sind die Eigenschaften von 100nF Kondensatoren und 10µF Elkos 
sehr unterschiedlich. Nicht nur die Kapazität, sondern auch die HF 
Eigenschaften. Da muss man schon aufpassen, das Richtige zu verwenden. 
Mit falschen Kondensatoren schwingen viele Regler. Schlimmstenfalls 
kommt da sogar zu viel Spannung heraus, das ist mir einmal passiert. 
Damit hatte ich einen 200DM teuren Taschenrechner gekillt.

> Nur die 10 µF reicht ja nun bei 800 mA nicht

Das stimmt. Die 2200µF brauchst du auf jeden Fall.

> da ich jetzt die Platine nun schon zum vierten mal layoute und ätze

Lochraster wäre keine Option? Da kann man auch in gewissem Maße 
Änderungen vornehmen.
Gast #5130633
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Lars B. schrieb:
> Eigentlich dachte ich, dass der Arduino Pro Mini
> mit einem 2x16 Display nicht soviel Stom zieht, dass ein 1117_5V
> zusammenbricht.

An seinem RAW-Versorgungsanschluss braucht ein Arduino Pro Mini deutlich 
mehr als 5V, weil der auf dem Modul meist verbaute MIC5205-5.0 selber 
auch bis zu 350mV braucht. Dort bei einem 5V Arduino mit 5V rein zu 
gehen, ist Unsinn.
Gast #5130736
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Dumpfbacke schrieb:
> Lars B. schrieb:
>> Vielen Dank für eure Vorschläge und Kritiken.
>
> Unglaublich!
>
> Hast schon mal was von Isolationsabstand gehört?

wegen dem fehlen vom Isolationsabstand wurde auch auf primär und 
sekundär Absicherungen verzichtet, die Leiterbahnen zum Relais bringen 
13A(16A), da kann man auch beruhigt auf die Absicherung verzichten ... 
loift!
OP #5130870
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... Entschuldigt meine Naivität und den Augenkrebs den ich bei euch 
verursacht habe. Ich werde natürlich alle Kritiken annehmen und es 
nochmal neu, mit Isolationsabständen, Kühlungen, Absicherungen primär 
und sekundärseitig planen und layouten. Es gibt ebend so viele Dinge an 
die ich nicht dachte! :-(
Gast #5130951
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Hi

>Ich werde natürlich alle Kritiken annehmen und es
>nochmal neu, mit Isolationsabständen, Kühlungen, Absicherungen primär
>und sekundärseitig planen und layouten. Es gibt ebend so viele Dinge an
>die ich nicht dachte! :-(

Warum glaubt eigentlch jeder Dummbüttel das von 0 auf 100 zu können, 
wofür andere Leute jahrelang studieren müssen?

MfG Spess
Gast #5130954
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spess53 schrieb:
> Warum glaubt eigentlch jeder Dummbüttel das von 0 auf 100 zu können,
> wofür andere Leute jahrelang studieren müssen?

Weil es genügend Dummbeutel gibt, die trotz jahrelangem Studium nichts 
können, als von 0 auf 100 aufzubrausen und ihnen völlig unbekannte 
Nutzer mit ihrem Nichtwissen die Zeit zu stehlen.

(Ähnlichkeiten mit noch Lebenden und Untoten sind möglich und 
beabsichtigt)

SCNR
Gast #5131287
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Das Relais ist auch nicht sicher, isoliert nur bis 1500 Volt. Lies mal 
die Daten blätter, bevor du etwas zusammen klöppelst.

Das man 4000 Volt braucht, ist nicht so offensichtlich wenn man es nicht 
gelernt hat. Deswegen habe ich Dich darauf hingeweisen. Aber welche 
Relais für 4000 Volt geeignet sind und welche Isolationsabstände dazu 
nötig sind, das kannst du gewiss selbst heraus finden.

Kleine Tipp zum schnelleren finden: Die meisten Relais, die ausreichend 
Isolieren, sind wesentlich größer.
Gast #5131584
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Lars B. schrieb:
> ... ich habe da einen neuen Versuch gestartet. :-)

Auch wenn du jetzt ein externes Netzteil verwendest solltest
du dringend noch einen Puffer-Elko von 100...470uF auf dem
Board vorsehen. Durch die "lange Leitung" verschlechtern
sich die Stabiliserungs-Eigenschaften des Netzteils. Schon
das Relais allein wird seinen Beitrag zur Unruhe leisten.

Da die Arduinos nicht mit Abblock-Cs überschüttet werden
sollte man an dieser Stelle auch noch was Gutes tun.

2 bis 4 Stück 100nF keramisch oder so .... an den
Versorgungs-Pin(s). Kostet nichts und sorgt vor. Für direkten
kurzen Massebezug sorgen.
Gast #5131660
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Lars B. schrieb:
> Ich hoffe, dass ich alles richtig verstanden habe. :-)

Ja, und es ehrt dich das du jedem Steckverbinder einen
Abblock-Kondensator verpasst hast.

Die 5V Leitung sollte für alle Teilnehmer deutlich
breiter im Layout ausfallen. Nicht um den Strom liefern
zu können sondern um die Induktivität zu verringern
und dadurch das Störpotential das sich aufbauen kann.

Sternförmige Versorgungen (5V) sind übrigens besser als
Ring-/Kettenförmige. Immer bezogen auf Störungsanfällig-
keit und Stabilisierungseigenschaften. Stern-Mittel-
punkt ist der Elko.

Gibt sicher noch ein paar andere Meckereien die andere
Leute finden werden ...

Brauchen I2C und Dreh-Encoder keine Pullups?
Gast #5131728
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Du willst da doch einen Motor anschließen. Hat der denn auch einen 
Snubber? Wenn nicht, würde ich zumindest Platz und Leiterbahnen für 
einen Snubber vorsehen, der die Relais-Kontake beschützt. Nicht jedes 
Relais braucht das, aber du hast ja Platz genug.
#5131789
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Stefan U. schrieb:
> Du willst da doch einen Motor anschließen. Hat der denn auch einen
> Snubber? Wenn nicht, würde ich zumindest Platz und Leiterbahnen für
> einen Snubber vorsehen, der die Relais-Kontake beschützt. Nicht jedes
> Relais braucht das, aber du hast ja Platz genug.

Ich habe mir beim Anbkick so gedacht: Wenn schon soviel Platz vorhanden 
ist, dann kann man auch noch ein paar Klemmleisten fürs Netzkabel mit 
vorsehen. Ist mit Anschließen einfacher, als nur den nackten 
potentialfreien Kontakt zu haben und dann noch woanders das zu 
verteilen.
Selbst wenn du das in deinem aktuellen Projekt nicht brauchst, aber dann 
ist die Platine universell verwendbar und kann später mal wieder 
rausgekramt werden. Wenn du nicht selber ätzt, sondern in China fertigen 
lässt, dann ist das Minimum 5 Platinen.
Muß man ja nicht bestücken, wenn man's gerade nicht braucht ;-)

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