"Kettenreaktion" von Relais zu Atmega644 löst Reset aus

Hallo zusammen,
erst mal vielen Dank für die vielen Antworten. Das Koppelrelais von 
FInder hat eine integrierte EMV-Beschaltung (Spule), der ULN2803 hat 
laut Datenblatt eine Freilaufdiode. Der MCP23017 sowie der Atmega haben 
100nF Blockkondensatoren auf den Boards praktisch direkt an den VCC 
Pins.
Ich hatte auch schon über VDR, Varistoren, RC-Glieder usw. zur 
Entstörung gelesen. Das ist bei durchaus nicht geringen Anzahl der 
verbauten Relais dann schon eine Maßnahme und ich möchte das System 
sicher betreiben, aber auch den Aufwand nicht aus den Augen verlieren - 
oder Maßnahmen umsetzen, die keinen wesentlichen Effekt haben.

Meine These, dass der Atmega in einen Reset läuft, ist sicher - der 
Watchdog wird aufgerufen. Und im Fehlerfall wird die I2C-Kommunikation 
nicht zu Ende geführt. Deshalb meine Vermutung, dass der Atmega in 
diesem Fall hängt - und dass dies mit dem MCP23017 zu tun hat (muss 
einträumen, dass ich die Pegel nicht vermessen habe - ist im verbauten 
Zustand ziemlich umständlich). Und meine Bemühungen, den Fehler auf 
einem Testsystem nachzustellen, waren bisher erfolglos.

Ich hatte den I2C-Takt auch schon auf 100kHz gesetzt - leider ohne 
Erfolg. Ebensowenig es etwas brachte, zwichen die 
I2C-Übertragungsschritte kleine Pausen einzufügen.

Ich prüfe jetzt die Wirkung, wenn ich alternativ die Pull-Ups auf 1k 
reduziere. Eine zusätzliche Freulaufdiode ist vermutlich nicht wirksam 
(siehe auch Beitrag "Relais + Freilaufdiode") - oder?

Viele Grüße
melmüll

Hubert G. schrieb:
> Wie sieht es mit Abblockkondensatoren aus. Freilaufdiode direkt an den
> Relais.

Fragt hier keiner nach der Art der Stromversorgung des Controllers
und wie sich Störungen durch den Spannungsregler fortpflanzen konnen?

Insbesondere wie Relais und Controller-Stromversorgung
zusammenhängen.

Hubert G. schrieb:
> Es gibt da eine Menge an Möglichkeiten wie man sich Störungen einfangen
> kann.

Yes.

Sebastian S. schrieb:
> Lt. Schaltbild kann es eigentlich  nur C42 sein!
> Oder die Stromversorgung hechelt wenn es dynamisch wird;-)

Wenn es hier ans Eingemachte geht wird es immer gaaaanz
schnell gaaaanz still.

(beim Motorrad: am Öl kann's nicht gelegen haben, es war
ja keins drin)

M. M. schrieb:
> Das Koppelrelais von
> FInder hat eine integrierte EMV-Beschaltung (Spule), der ULN2803 hat
> laut Datenblatt eine Freilaufdiode. Der MCP23017 sowie der Atmega haben
> 100nF Blockkondensatoren auf den Boards praktisch direkt an den VCC
> Pins.

Dieser Prosa-Schaltplan ( die Kernaussage schlechthin) ersetzt
natürlich alles was man sich sonst noch vorstellen könnte.

Hallo,
die Spannungsversorgung ist eine 24V Sitop (6EP1334-3BA10 SITOP, 10A, 
1-phasig) - sollte eigentlich locker ausreichen. Der Controller wird von 
diesen 24V via LM2574 versorgt (Standardbeschaltung wie im Datenblatt), 
das Relais hängt direkt an den 24V, da ja der ULN2803A die Masse 
schaltet.

Es gibt sicher viele Störungsmöglichkeiten, nur würde ich die Ursache 
gerne eingrenzen können. Deshalb kann ich aus eher allgemeinen Hinweisen 
nur wenig Honig ziehen.

Eine Sache habe ich noch vergessen: seit ein paar Wochen muss ich 
feststellen, dass im Einschaltvorgang der Hausautomatisierung einige 
Relais "spontan" anziehen (Jalousien, auch Lampen sind betroffen) - das 
sorgt in der Familie für ein gewisses "Hallo", leider...
Das habe ich mir nun gar nicht erklären können, da ich an der SW nichts 
geändert habe. Ich habe das aber noch genauer angeschaut (z.B. immer die 
gleichen Relais?).
Der Wechsel auf 1k Pull-Up hat diesen Effekt nicht behoben. Mal schauen, 
wie sich das Reset-Thema jetzt gestaltet..

Und noch eins: Es gibt eine Vorgängerversion der Lösung 
("Kellerversion"), in der der Atmega die ULN2803A direkt schaltet. In 
dem Fall gibt es dieses Problem nicht. Allerdings (!) sind im Lauf der 
Erstinbetriebname seinerzeit einige Ports des ULN2803 offenbar kaputt 
gegangen - ich musste auf andere Ports ausweichen. Seitdem geht es. Auch 
hier hatte ich mich gefragt, woran das liegen könnte - bin aber nicht am 
Thema geblieben..

Viele Grüße
melmüll

M. M. schrieb:
> Hallo, die Spannungsversorgung ist eine 24V Sitop

Aahhhh, nochmal hochkarätige Prosa. Wie ich es lieeeebe.
Fast wie bei McD....

M. M. schrieb:
> das Relais hängt direkt an den 24V, da ja der ULN2803A die Masse
> schaltet.

Schon mal was von Masseströmen gehört die den Pegel (Masse-Level)
des Controllers anheben? Man sagt auch Verkopplung dazu.

Die Masseführung ist ausschlaggebend für die richtige Funktion.

Solange du nicht Schaltplan und Aufbau zeigst (nein nicht
dieses hochqualitative *.jpg im Eröffnungsbeitrag) werden
wir hier nicht weiterkommen.

Hallo zusammen,
ich habe keinen detaillierten Schaltplan beigefügt - mit Absicht, auch 
wenn sich dies merkwürdig liest.

Meine bisherige Erfahrung en damit (als Gast in diesem Forum bzw. Autor 
in anderen) damit waren eher durchwachsen. Die Diskussionen 
konzentrieten sich entweder auf Schaltungsaspekte, die unkritisch waren, 
auf Hinweise, die keine Abhilfe brachten oder arteten in hitzige 
Diskussionen aus, in denen Beleidigungen den sachlichen Austausch 
ersetzten.

Das möchte ich vermeiden. Ich kann verstehen, wenn dies einige nicht gut 
finden- ich finde es aber schade und unnötig, einen eher herablassenden 
Tonfall anzuschlagen. So gesehen, läuft es anscheinend sowohl mit 
Schaltplan wie auch ohne im Forum immer in die gleiche Richtung. Muss 
doch eigentlich nicht sein.

Nun ja, ich vermute trotzdem, das war's dann wohl mit dem Thread.

M. M. schrieb:
> Eine Sache habe ich noch vergessen: seit ein paar Wochen muss ich
> feststellen, dass im Einschaltvorgang der Hausautomatisierung einige
> Relais "spontan" anziehen

Das kann man eigentlich nur verhindern, wenn man die Spannung für Relais 
erst dann zuschaltet, wenn das Gesamtsystem in einem stabilen Zustand 
ist.

M. M. schrieb:
> Muss doch eigentlich nicht sein.

Naja, deine eigentlichen Fehler willst du offensichtlich
nicht preisgeben, dann musst du auch alleine damit umgehen.

M. M. schrieb:
> Nun ja, ich vermute trotzdem, das war's dann wohl mit dem Thread.

Ja.

Zeno schrieb:
> Das kann man eigentlich nur verhindern, wenn man die Spannung für Relais
> erst dann zuschaltet, wenn das Gesamtsystem in einem stabilen Zustand
> ist.

Richtig! Werde ich umsetzen - guter Hinweis! Vielen Dank
Viele Grüße
melmüll

Ich wage mal die behauptung in den raum zu stellen, das selbst ein 
schaltplan uns nur bedingt weiterhilft, weil das problem hier eher in 
der realisierung dessen, also der letztlichen verdrahtung zu suchen 
ist..

Ich verstehe aber auch nicht wieso der to hier nichts dazu verraten 
will.. Schließlich will er doch geholfen werden...

Das bei solchen Fragen ein Schaltplan, Foto vom Aufbau usw. zu posten 
ist, geht nun schon seit Jahrzehnten durch die Foren und 
Netiquette-Texte.
Ich habe hier, wie viele andere, gefühlte Jahre auf diese Unterlassung 
hingewiesen und habe die Gründe erklärt und wieder erklärt. Aber es hat 
keinen Sinn.

Im Gegenteil, es werden, u.a., wie hier, völlig an den Haaren 
herbeigezogene Gründe angeführt. Es ist doch lächerlich, dass ein 
Schaltplan die Diskussion entgleisen lassen soll.

Hingegen ist es völlig einsichtig, dass eine Frage, in eine große Runde 
von Unbekannten gestellt, Antworten von weit variierender Qualität 
erbringen. Zudem liegt es an der Art Problem, das einfache Antworten 
nicht zu geben sind.

Deswegen antworte ich grundsätzlich nicht mehr auf solche Fragen.

hast Du vor den ULN2803A in den Eingängen einen Widerstand verbaut?
Sonst leitet bei negativem Masseversatz die eingebaute Diode...
Wo ist "com" angeschlossen?
Muskatnuss hätt' ich jetzt aber auch gern!
Was ist denn das für Projekt, bei dem es keinen Schaltplan gibt?!?

StromTuner

Axel R. schrieb:
> hast Du vor den ULN2803A in den Eingängen einen Widerstand verbaut?
> Sonst leitet bei negativem Masseversatz die eingebaute Diode...
> Wo ist "com" angeschlossen?

schöne anmerkung. ich war mir noch nicht ganz sicher wie der 
masseversatz letzlich das problem auslöst, jetzt ist es mir klar. :)

Anal Ysator schrieb:
> Schon mal was von Masseströmen gehört die den Pegel (Masse-Level)
> des Controllers anheben? Man sagt auch Verkopplung dazu.

Theor schrieb:
> Das bei solchen Fragen ein Schaltplan, Foto vom Aufbau usw. zu posten
> ist, geht nun schon seit Jahrzehnten durch die Foren und
> Netiquette-Texte.
> Ich habe hier, wie viele andere, gefühlte Jahre auf diese Unterlassung
> hingewiesen und habe die Gründe erklärt und wieder erklärt. Aber es hat
> keinen Sinn.
>  [..]
> Deswegen antworte ich grundsätzlich nicht mehr auf solche Fragen.

Hallo Theor,
ich kann Deine Haltung völlig verstehen. Mir ist bewußt, dass ich auch 
wohlmeinende Forenteilnehemer damit verärgere bzw. sie sich dann 
ausklinken.
Umgekehrt bemühe ich mich, die Beiträge des einen order anderen 
Foren-Trolls, der isch hierher verirrt hat, ebenso auszublenden.

Fred R. schrieb:
> Trenne VCC des Controllers und MCP23017 von Rest der Schaltung und
> versorge diesen extra z.B. mit ein USB- Netzteil.

Hallo Fred,
so ganz ist mir das Vorgehen nicht klar. Der Controller bzw. der 
MCP23017 sind auf zwei getrennten Platinen und hängen wie die Relais an 
den gemeinsamen +24V, die auf jedem Board via LM2574 auf 5V 
heruntergesetzt werden.
Die Baustein-VCC direkt mit +5V einer anderen Quelle zu versorgen, ginge 
deshalb nicht so einfach (das Controller-Board erlaubt allerdings auch 
alternativ eine direkte 5V Speisung). Was ich dagegen leicht tun könnte, 
wäre die +24V von einem anderen Netzeil zu nehmen (nicht ganz so 
kräftig, 1A).
Aber in beiden Fällen wäre dann die Masse des zweiten Netzteils und des 
Sitop-Transformator verschieden. Beide Massen müsste ich aber doch 
verbinden (ein erster Test lieferte eine Spannungsdifferenz der Massen 
von 1,5V - zumindest war dies die Auskunft des Voltmeters) - oder? Mir 
ist eine solche Operation im laufenden System nicht ganz geheuer.
Die Masse des Sitop-Netzteils und die +24V des anderen liefern aktuell 
überschaubare 2,5V Spannungsdifferenz (Quelle: Voltmeter, beide 
Netzteile sind Schaltnetzeile).

Zeno schrieb:
> Das kann man eigentlich nur verhindern, wenn man die Spannung für Relais
> erst dann zuschaltet, wenn das Gesamtsystem in einem stabilen Zustand
> ist.

Hallo Zeno,
ich habe das jetzt erstmal auf die einfache Weise getestet: die 
gemeinsame +24V-Leitung für alle Relais (die Finder-Relais sind über 
einen Kammbrücke verbunden) habe ich vorab gezogen, das System aus- und 
angemacht und nach der Bootphase der Conroller wieder angesteckt: keine 
Anfangsprobleme mehr - super! So einfach - ich bin begeistert! Jetzt 
muss ich dass "nur" noch automatisch beim Einschalten berücksichtigen. 
Aber der Weg ist klar - nochmal: vielen Dank!

Viele Grüße
melmüll

Fred R. schrieb:
> Ja ,Ja nun ist es doch bewiesen Dein Problem ist die schlampige
> Masse(GND).
[..]
> Wenn Du zwei Spannungsquellen verwendest und GND auf einen Punkt legst
> ist es doch kaum möglich das dort ein Spannungsabfall erzeugt wird „2,5V
> Spannungsdifferenz“ kann wohl nur ein gewaltiger Messfehler sein.

Vielleicht arbeitet mein Voltmeter schlecht - bislang hat es allerdings 
immer plausible Werte geliefert. Einerseits misstraust Du den 
Messwerten, aber sie dienen dennoch als Beweis für die "schlampige 
Masse"? Das habe ich nicht verstanden.

Mir ist allgemein Hinweis auf die "schlampige Masse" unklar: ich messe 
die Differenz der Massen direkt am GND-Ausgang der 
Spannnungsversorungen. Ich habe die Messergebnisse auch erhalten, wenn 
ich die Anlage von der Sitop-Versorung getrennt habe - also lastfrei und 
ohne weitere Verkabelung direkt an den Ausgangspins. Die Netzteile 
hängen im Schaltschrank über getrennte Sicherungen über ca. 50cm lange 
Leiter an der Phase bzw. am Nulleiter. Was kann ich dort besser machen?

Fred R. schrieb:
> Nun versehe ich deine Anfangsfrage überhaupt nicht mehr.
> Plötzlich Fehler nur beim Einschalten.
> Frage wie oft schaltest du am Tag deine Steuerung ein?

Ich schalte sie nur aus bzw. wieder an, wenn ich an der Anlage 
Änderungen durchführe, z.B. 1k Pull-ups einbaue oder ähnliches. Das 
passiert mal häufiger, mal tagelang/wochenlang gar nicht.
Es handelt sich um 2 unterschiedliche Probleme - mit offenbar 
verschiedenen Ursachen. Ich hatte das zweite Problem nur erwähnt, weil 
es vielleicht in einem Zusammenhang mit dem ersten steht.

Ausgangspunkt für den Post ist der Reset im laufenden Betrieb - das 
Problem ist übrigens nach dem Einbau der 1k Pull-ups nicht wieder 
aufgetaucht, aber das will noch noch nichts heißen (wenn es eine Woche 
durchläuft, wäre dies etwas anderes..). Das zufällige Einschalten der 
Relais beim EInschalten der 24V Versorgung ist ärgerlich, aber durch 
manuelles Ausschalten der Aktoren behebbar. Natürlich freue ich mich, 
wenn ich für beide Lösungshinweise erhalte.

Viele Grüße
melmüll

Fred R. schrieb:
> Du hast Fehler gefunden und eigen beseitigt. Meine Hochachtung.

Hallo Fred,
nun ja. Ob der Fehler, der im laufenden Betrieb einen Reset auslöst, nun 
gelöst ist, weiß ich nicht. Das muss sich noch zeigen. Für das Problem 
mit dem Einschaltvorgang gibt es dank Zeno einen Lösungweg.

> P.S 1k Pull-ups waren doch vorab nicht die Lösung.

Die Höffnung habe ich nicht aufgegeben. Allerdings treibt mich weiterhin 
um, was ich im Masseaufbau verbessern kann. Ich habe bereits auf direkt 
kurze Verbindungen geachtet, habe keine Schleifen erzeugt (jedenfalls 
nicht, dass ich wüsste). Die Masseleitungen liegen allerdings zusammen 
mit anderen Leitungen (+24V, Leitungen zu den Relais,..) benachbart in 
Kabelkanälen. Sollte ich diese vielleicht separat verlegen oder 
schirmen? Ich bin - vielleicht schon bemerkt- kein EMV-Guru.

Fred R. schrieb:
> Na ich hoffe @Anal Ysator, liest dies nicht.
Seine "Beiträge" lese ich inzwischen nicht mehr.

Viele Grüße
melmüll

Fred R. schrieb:
> Dein Argument die einzelnen Baugruppen bekommen doch jeder ein 5 Volt
> Regler von 24 Voltbasis ist wohl dein Denkfehler in Bezug Verkopplung.

Funktioniert der µC zuverlässig wenn diese Relais fehlen? j/n
Wahrscheinlich  ja weil Last und Induktivität nicht da sind.
Funktioniert der µC zuverlässig wenn statt der Relais nur 
Ersatzwiderstände sind? 
ULN2803:http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2803a.pdf
Relais: https://www.finder-relais.net/de/finder-relais-serie-38.pdf

oszi40 schrieb:
> Funktioniert der µC zuverlässig wenn diese Relais fehlen? j/n
> Wahrscheinlich  ja weil Last und Induktivität nicht da sind.
> Funktioniert der µC zuverlässig wenn statt der Relais nur
> Ersatzwiderstände sind?

Hallo oszi40,
ja-  wenn die Relais nicht angeschlossen sind, funktioniert der µC ohne 
Probleme. Einen Ersatz durch Widerstände habe ich nicht ausprobiert. Ich 
vermute, das dies dann auch funktioniert. Ich vermute/befürchte, dass 
Relais und ggf. die kapazitiven (LED-Lampen) bzw. induktiven Lasten 
(Jalousien) die Probleme machen.
Den Verweis auf die Datenblätter habe ich nicht verstanden. Die kenne 
ich, aber was willst Du mir damit sagen?

Grüße
melmüll

Joachim B. schrieb:
> ich zeige zum letzten Mal auf
> Beitrag "Re: "Kettenreaktion" von Relais zu Atmega644 löst Reset aus"

Danke, Joachim. Ich habe den Hinweis durchaus bemerkt. Aber eine 
schnelle Umsetzung kann ich nicht machen - derzeit fehlen mir die 
Bauteile.

Leider ist es nun quasi amtlich: der 1k Pull-Up hat keine Abhilfe 
geschafft. Der Test mit einem Taster, der 2 Jalousien gleichzeitig 
bewegt (und bislang der Härtetest schlechthin) hat leider bei einem von 
Hand ausgelösten Zwischenstop wieder einen Reset ausgelöst, d.h. nach 
dem Stop gingen auch die Lichter im Haus aus (kam nicht so gut an).

Grüße
melmüll

Hallo Fred,
vielen Dank! Ich werde mich an die Arbeit machen.
Noch wegen Deiner Bemerkung zur SW:

Der µC hängt sich - wenn es zu einem Fehler kommt - beim Schreiben der 
aktuellen Portwerte für den MCP23017 auf. Anscheinend wartet er ewig auf 
ein ACK des MCP23017 und löst den Watchdog aus -> deshalb meine 
Vermutung, dass der MCP23017 sich aus der laufenden Kommunikation 
ausgeklinkt hat (selbst einen Reset durchgeführt hat).
Ich hatte schon überlegt, ob ich in der ISR des Watchdogs eine 
Fehlerbehandlung einbaue (würde vermutlich zimelich hässlich werden). 
Andererseits mächte ich gerne den Fehler an der Wurzel entfernen und 
nicht am Symptom herumdoktern.

Viele Grüße
melmüll

So. Zumindest das Problem mit dem Einschaltvorgang ist behoben - nicht 
nur ein HW, auch ein SW Problem.

Nachdem ich die +24V erst zugeschaltet habe, sobald die Initialisierung 
der MCP23017 abgeschlossen war, schien ein Problem abgehakt.
Leider funktionierte auch diese Lösung nicht einwandfrei, es gab immer 
noch den Effekt, dass auch nach dem späteren Einschalten der +24V einige 
Relais angingen (manchmal, nicht immer - ein erster Test (s.o.) hatte 
mich glauben lassen, dass damit alles ok sei). Der weitere Fehler lag 
tatsächlich in der SW und - wie immer im Nachhinein - ich hätte es mir 
gleich denken können:
Die Aktualisierung der MCP23017-Ports (und am Anfang werden alle Ports 
neu geschrieben) erfolgt in einer ISR, die Initialisierung des MCP23017 
ist Teil der µC-Initialisierung.
Die ISR wird schon aktiviert, bevor die Initialisierung abgeschlossen 
ist, so dass es sein kann, dass die Aktualisierung schon anläuft, bevor 
der MCP23017  initialisiert ist. Das kann auf Dauer nicht gutgehen - man 
kann eher von Glück sprechen, wenn es mal gut geht. Das habe ich jetzt 
behoben - und es funktioniert nun zuverlässig. Wieder was gelernt.

Grüße
melmüll