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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme mit Platine - evtl Fehler im Schaltplan?


Autor: Jan Dressler (keyman)
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Hallo Leute,

ich habe Probleme mit einer Schaltung, welche ich bereits als Platine 
aufgebaut habe. (4-lagig)
Schaltplan ist im Anhang: zu sehen ist hier ein Datenlogger welcher 
Daten per Funk-Schnittstelle bekommt und diese dann auf SD Karte 
speicher, am Display darstellen und per USB weitergeben können soll. 
Ausserdem ist eine RTC und noch einige Kleinigkeiten (Taster, LEDs) mit 
an Bord.

Ich habe die Platine nun geroutet und aufgebaut - es kommt aber bei der 
ersten Inbetriebnahme zu größeren Problemen.

Ich nutze zum Test keinen Li-Akku sondern ein Labornetzteil mit 
Strombegrenzung. Stellt man diese auf 100mA ein (mehr sollte das System 
niemals ziehen) geht das Netzteil direkt in die Stromregelung. Die 
Spannung fällt auf etwa 1,5V. Foglich kann auch der Spannungsregler 
nicht arbeiten und das System "kommt garnicht hoch".

Ich hab den Aufbau mehrfach kontrolliert und zweifle nun an der 
Schaltung im Allgemeinen.
Zum Test ist der Transistor T1 ausgelötet und ich kann mit einer 
Messpitze direkt auf den Eingang des Spannugsregler versorgen.
Ausserdem fehlen (weil Bauteile nicht lieferbar) in meinem Aufbau T2, T3 
und D2. Die Funkschnittstelle (Nordic) ist noch auch unbestückt.
Das sollte aber meiner Meinung nach nicht ins Gewicht fallen.

Hat irgendeiner eine Idee was ich tun könnte, wo hier der Fehler liegen 
könnte oder was los ist?! Ich bin leider extrem Ratlos und würde das 
aber gern vor Weihnachten noch hardwaremäßig abschließen.

Jetzt schon vielen vielen Dank an Alle, die sich hier Gedanken machen.

Grüße
jan

/edit: Ich persönlich vermute den Fehler eher unten links (im 
Schaltplan) also beim Thema "Versorgung". Aber das muss nicht stimmen... 
:(

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Jan Dressler schrieb:
> Stellt man diese auf 100mA ein (mehr sollte das System
> niemals ziehen) geht das Netzteil direkt in die Stromregelung.
Mach da mal 3 Ampere rein. Dann siehst du gleich wo es raucht und 
findest den Fehler schneller... ;-)
Ohne Witz: evtl. braucht das Design zum Start mal etwas mehr Strom...

BTW: LCD-Displays gibt es nicht...
Denn das wäre ja ein
Liquid Crystal Display Display

Autor: Louk (Gast)
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Mir fehlen einerseits die Kondensatoren am Eingang vom Spannungsregler.

Auf welche Sapnnung ist dein Labornetzteil eingestellt bzw wie reagiert 
der LIion Lade Ic auf zu hohe Spannung der Batterie? Möglicherweise 
entlädt er den Akku auf ein "sicheres" niveau

Louk

Autor: André Wippich (sefiroth)
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Hmm, schwer zu sagen...

Hast Du die Standards kontrolliert? Elkos & Dioden richtig rum 
eingelötet? Keine Kurzschlussbrücken durch nen Tropfen Lötzinn oder 
ähnlichem auf der Platine?

Autor: Jan Dressler (keyman)
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Hallo.
Erstmal vielen Dank für die Antworten... hier mal meine Beantwortung der 
Fragen.

@lkmiller: ja dass es da raucht wollte ich eigentlich vermeiden :))
Mehr Strom is leider nicht "drin". Also hab mal auf 250mA aufgedreht... 
gleiche Symptome bei höherem Stromverbrauch...
BTW: die LCD-Beschriftung ist gottseidank nicht von mir .-)

@louk: Spannung am Labornetzteil 3,7V (wie der Akku später)

@sefiroth: Ja also bauseitige Fehler will ich nicht ausschließen, habe 
aber mehrfach alles mögliche kontrolliert und keine Fehler gefunden bzw 
alle vermeintlichen Fehler beseitigt.

Für weitere Ideen bin ich dankbar... noch gehts nix :((
jan

/edit: Einen Kurzschluss schließe ich eigentlich aus. Diese 1,5V machen 
mir Sorgen... klingt nach 2x PN-Übergang oder so, aber ich habe keine 
Ahnung was da falsch läuft.

Autor: fff (Gast)
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E-test bei der Platine auch gemacht?

Autor: Laszlo H. (mobius)
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Was mir aufgefallen ist, da ist bei T1 beim Spannunsgregler eine Leitung 
quer durch den FET gelegt. Ist das Absicht?

lg
Mobius

Autor: Jan Dressler (keyman)
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@fff: ja e-test gemacht und o.b.

@mobius: das ist ein versehen in der Grafik. Da war vor dem Hochladen 
noch ein BSS123 - aber um verwirrungen zu vermeiden, weil das ja der 
falasche Typ ist, habe ich ihn nach dem auslöten (im Moment isser ja eh 
draussen) im Schaltplan ersetzt.

Ich verzweifle immernoch... macht mir jemand ein Weihnachtsgeschenk und 
hat eine zündende Idee?

Grüße
jan

Autor: Gregor Rudorfer (Gast)
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Hab deinen Schaltplan auch durchgesehen und konnte keinen derart groben 
Fehler entdecken, der so große Ströme fließen lassen würde.

Lothar Miller schrieb:
> Ohne Witz: evtl. braucht das Design zum Start mal etwas mehr Strom...

Diesen Aspekt solltest du nicht außer Acht lassen. Umso mehr 
Kondensatoren in deiner Schaltung sind, umso mehr Strom braucht die 
Schaltung beim Starten. Und das sind dann längst nicht mehr 250mA, 
sondern können schon Stromspitzen über einem Ampere und mehr sein. V.a 
wenn deine Stromversorgung keine Schaltung zur limitierung der sog. 
Inrush- Current besitzt.

Was kann ich dir sonst noch empfehlen:

Kontrollier nochmal genau die Pins des IC, falls du die Platine selbst 
gelötet hast (nicht bestücken hast lassen). Besonders pin 59 und Pin 60 
sind so Kandidaten für einen sauberen Kurzschluss. Der eine ist GND der 
andere Versorgung. Und wie gesagt es braucht nur eine kleine 
Lötzinnbrücke.


Falls du die Platine selbst bestückt hast: Kannst du gut Löten? Damit 
meine ich eine Löststelle innerhalb von 3-5 Sek herstellen? Wenn nicht, 
dann würde ich die Bauteile kontrollieren wo ich ziemlich lange mit dem 
Lötkolben herumgebraten hab. Bsp. der Spannungsregler im SOT23-5 
Gehäuse, stirbt bei längerer Hitzeinwirkung sicher ziemlich schnell den 
Hitzetod.

Lg Gregor

Autor: Louk (Gast)
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Ein Tipp von mir: Dreh mal dein Netzteil langsam rauf (max 4.2V)
Nur so ne Idee...

Louk

Autor: ich (Gast)
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Probier mal die 3,3V direkt Einzuspeisen.
Wie du jedoch auf max 100mA kommst, ist mir ein Rästel, da das 
Bluetoothmodul und die SD Karte schon worth case 200mA "fressen".

Autor: Jan Dressler (keyman)
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@Gregor Rudorfer: Löt-Skills sind nicht die schlechtesten..... ich werds 
aber morgen nochmals kontrollieren und wenn dann auch mal den 
Sapnnungsregler auf verdacht tauschen. Fehler riecht ja eigentlich nach 
"Im Versorgungs-Teil". Ausserdem: ich werd dann doch mal den Strom 
raufdrehen... mal gucken was passiert. Kann ja mal Kälte-Einfrieren-Test 
machen.

@Louk: wird morgen gemacht. Hab das Zeug grade nicht "hier", dann kommt 
der Bericht. Soweit ich mich erinnere warens aber die gleichen Symptome.

@ich: 100mA waren nur so eine symbolische Grenze um unmittelbaren Rauch 
zu vermeiden. Eine SD-Karte ist im moment nicht eingesetzt. Habe 3,3V 
auch mal hinter dem Spannungsregler direkt eingespeist. Wenn ich recht 
erinnere: gleiche Symptome. Daraus ließe sich vermuten dass der Fehler 
"dahinter" zu suchen ist... sicher bin ich da aber auch nicht. Werds 
morgen nochmal testen und dann genau sagen können wie sich das dann 
verhält.

DANKE nochmal allen die mitwirken!! Morgen früh kann ich dann wieder 
testen und werde Berichten. Freu mich sehr dass es hier so hilfsbereit 
zugeht.

schönen Abend
jan

Autor: Martin (Gast)
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noch ein Tip, wenn bei den meisten die Möglichkeiten leider begrenzt 
sind: wenn du nicht warten willst, bis Rauch aufsteigt- einfach mal mit 
einer Wärmebildkamera nach dem warmen Fleck suchen.

Autor: Jan Dressler (keyman)
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Hallo Leute,

gute Nachrichten. Das Problem scheint gelöst.
Folgendermaßen war der Fehlersuch-Verlauf:

1) Spannung auf 4,2V hochgedreht wie empfohlen: keine Änderung
2) 3,3V direkt eingespeist: keine Änderung - auch bei 500mA
3) Spannungsregler ausgebaut um sicher zu gehen - hatte letztens 
schonmal Probleme mit nem defekten Regler aus der gleichen Charge
4) 3,3V direkt eingespeist: keine Änderung
5) ganz viel Löt-Kontrolle: keine Defekte zu sehen
6) etwas Verzweiflung
7) µC ausgelötet weil das die einzige undurchsichtige Stelle war
8) 3,3V eingespeist: keine Änderung
9) Strom auf 500mA hochgedreht und Platine eingefrohren
10) RTC-Chip wird langsam warm
11) RTC ausgelötet
12) 3,3V eingespeist: geht
13) µC eingelötet: geht immernoch
14) neuen Spannungsregler eingelötet: geht immernoch
15) neue RTC eingelötet: geht immernoch
16) einen Kaffee getrunken und sich gefreut

manchmal hat man scheinbar Pech... aber jetzt läuft das Ding. War 
tatsächlich das Sample von Dallas defekt... schade aber gottseidank ist 
das jetzt behoben.

DANKE nochmal allen Mitstreitern und eine schöne Weihnachtszeit!
jan

Autor: Jan Dressler (keyman)
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Guten Abend,

ich nochmals:
nachdem ich endlich meine BSS84 Transistoren bekommen habe konnte ich 
die Platine gerade voll bestücken und alles scheint wirklich gut zu 
laufen.

Nur ein kleines Problem: Der Transistor T1 welcher bei USB-Versorgung 
den Akku vom System abtrennt bringt logischerweise in die 
Akku-->Spannungsregler Strecke einen PN-Übergang.
=> Ich habe nicht mehr die 100%-richtige Spannung als Eingang für den 
Regler... sie ist etwas zu klein wg Drain-Source Fordward-Voltage.

Hat einer von euch einen Ersatztyp für nen BSS84 parat welcher eine 
kleinere Drain-Source Forward-Voltage hat und auch im sot23-Gehäuse 
daher kommt?

Es läuft so wie es ist aber ich vermute dass bei entladendem Akku so 
früher Probleme auftreten könnten.

Danke schonmal und schönen Abend
jan

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