Hallo liebe µC Freunde,
habe mir seit neuestem eine Signalsteurung (Modellbahn) mit einem
Mikrocontroller gebaut, die abhängig von der Weichenstellung die Signale
stellt. Nun stürzt aber mein Prozessor Atmega 8 immer wieder ab und
startet neu, sobald ich eine Weiche umschalte. Zum Teil werden auch die
FlipFlops vor dem µC durch die Impulse verstellt. Hab am Reset Pin
direkt VCC, einen 100nF und einen 4,7nF Kondensator gegen Masse
geschaltet, ausserdem ist vor jedem S und R Eingang des FlipFlops ein
Kondensator 4,7nF ebenfalls gegen Masse geschaltet (Diese Kondensatoren
sind noch nicht im Schaltplan). Der Prozessor stürzt immer noch ab, hat
mir jemand einen Tipp wie ich meinen Atmega gegen die Auswirkungen der
Spulen noch absichern kann? Hatte dieses Problem schon einmal bei einer
Platine für den Asuro, wo der Prozessor auch in unregelmäßigen abständen
abgestürzt bzw. neu gestartet ist.
Vielen Dank für Eure Antworten
Grüße Mr.Pfiff
Auf dem Schaltplan ist ja kaum was zu erkennen. Ein paar Stichworte:
- Freilaufdioden/Snubber über Spulen vorhanden?
- Abblock-Kondesatoren bei allen ICs?
- Trennung der Speisung Last/Logik
Steuerst du die Weichen direkt mit den FlipFlops an? Oder ist da noch ne
Treiberstufe hinter, die nicht im Schaltplan ist?
Ich vermute mal, dass da die Treiberstufe fehlt. Und so ne
Modelleisenbahnweiche bedient sich glaub ich schon einiger hundert mA,
die die FlipFlops nich treiben können.
Dann hast du den Reset direkt an VCC angeschlossen. Sobald auf der
Betriebsspannung irgend welche Schwankungen sind werden die sofort an
den µC getragen. Kann sein, dass da dein Reset herkommt.
Die Versorgung des Controllers ist bei Ansteuerung von Spulen immer
kritisch. Die Ströme/Spannungen zu und von den Spulen dürfen nie über
die Versorgungsleitungen des Controllers fließen. Sorge also dafür, dass
der Controller eigene Versorgungsleitungen bekommt, die an einem
ausreichend dimensionierten Pufferelko enden, an dem dann auch die
Versorgung für die Spulen abgegriffen wird. Wenn die Spulen mit höherer
Spannung, als der Controller versorgt werden und eine gemeinsame Masse
erforderlich ist, darf die Masse ebenfalls nur an dem o.g. einen Punkt
verbunden werden.
Hi
Die Spulen vo Weichen und Signalen ziehen schon etwas mehr Strom.
Dadurch wird vermutlich die Versorgungsspannung zusammenbrechen. Die FF,
schätze, es sich CMOS, können auch diesen Strom nicht treiben. Außerdem
sind die Widerstände an den Ausgängen nutzlos. Wenn du mit externen FF
arbeiten musst, dann setz zusätzlich einen Transistor als Treiber für
jede Spule ein. Außerdem brauchst du Freilaufdioden an Spulen, da diese
sonst eine nicht unerhebliche Spannung beim Abschalten produzieren, die
deine Elektronikbausteine öffnet und den für die Funktion so wichtigen
Rauch entweichen läßt....
Gruß oldmax
Ohne sauber lesbaren Schaltplan mit allen Komponenten inklusive
Spulenansteuerung und Angaben zur Verdrahtung der Versorgungsspannung
ist leider nur schlecht weiter zu kommen.
Hallo zusammen,
schon mal vielen Dank für die vielen Tips und Anregungen und Sorry für
den schlecht lesbaren Schaltplan. Hab gestern Abend einfach die Export
Funktion nicht mehr gefunden ;-)
Nun hab ich die externe Beschaltung mit angehängt, da es ja zu
Missverständissen kam. Ich wollte die Weichen nicht mit den Flip Flops
ansteuern, die sind nur zum speichern des Zustandes wo die Fahrspur ist,
und die Klemmen SL-5,6,7 sind nur für LED's.
SL-1 und SL-2 siehe externe Beschaltung
bei SL-2 Pin 1,2 und 3 kommt 5V oder auch nicht von einem Doppelschalter
für den Fahrstrom (also Fahrstrom ja/nein)
SL-5,6,7 ist für die LED Weichenanzeige
SL-4 hängt am Modellbahntransformator 24V/AC
SL-8 ist wird unter die Anlage geführt 5V für LED's in Autos, Lampen
usw.
SV2,4 Signale
Was ich nicht verstehe ist, warum haben die Weichen Auswirkungen auf die
Schaltung, obwohl sie in einem anderen Stromkreis liegen, lediglich die
Schaltung ist am gleichen Transformator mit der Versorgungsspannung
angeschlossen wie die Weichen.
Zum Thema Snubber und Freilaufdioden:
Also Freilaufdioden fallen schon mal ganz weg, aber macht man bei Spulen
die mit Wechselstrom betrieben werden Snubber hin, also ein RC-Glied?
Danke schonmal
Grüße Mr.Pfiff
Ich würde mal die 24VAC abhängen und die Um-Schalter zu den
Weichenspulen betätigen. Es könnte durchaus sein, dass der uC alleine
dadurch schon abstürzt. Nämlich aufgrund der schlechten
Eingangsfilterung. Die Speisung wird bei jedem Betägigen der Schalter
durch den Filter-Kondesator kurz- geschlossen. Zwar nur kurz aber
dennoch sehr unschön für die Speisung.
Besser die Eingangsfilter (wenn du sie überhaupt brauchst?) nach diesem
Prinzip beschalten:
http://www.ne555.at/schaltungstechnik/289.html
Oder die Eingangs-Cs mal gleich ganz weglassen und SW-Entprellung
einsetzen.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung
Dann sollten an alle ICs Abbblockondensatoren von (~100nF) nahe an die
Speisung.
Und was hängt sonst noch so alles daran, da die Speisung ja verstärkt
ist?
Und wie weit, werden die 5V auf der Anlage herumgeführt?
Eventuell besser separate 5V nur für die Logik bereitstellen, die nur
auf dem Board verteilt werden. Und die exterene Speisung am Abgabepunkt
filtern.
Schau mal hier, vielleicht helfen dir die empfohlenen Varistoren:
http://www.stayathome.ch/weichenantriebe.htm>Was ich nicht verstehe ist, warum haben die Weichen Auswirkungen auf die>Schaltung, obwohl sie in einem anderen Stromkreis liegen, lediglich die>Schaltung ist am gleichen Transformator mit der Versorgungsspannung>angeschlossen wie die Weichen.
Sie sind nicht vollständig getrennt! Streukapazitäten und magnetische
Streufelder koppeln über und induzieren Störungen. Du solltest Hin- und
Rückleiter eines jeden Stromkreises so führen, daß beide direkt
nebeneinander liegen und die von ihnen aufgespannte Fläche minimal ist.
Verdrillen von Hin- und Rückleiter hilft zusätzlich. Hast du das bedacht
bei den beiden Leitungen, die aus SL1 kommen und der Vcc-Leitung bei der
Weiche? Geht wirklich eine verdrillte, dreipolige Leitung zu jeder
Weiche?
Desweiteren solltest du geeignete Tiefpaß-Filter an diesen Leitungen
haben, die steile Störimpulse bei der Steuer-Elektronik zur Masse
ableiten. Wo gehen denn diese Leitungen hin? Zu den 4013-FFs?
Die Kondensatoren an den Eingängen der Flipflops sind egtl. nicht zum
entprellen der Schalter. Wenn ich die Cs weglasse, dann schalten die
Flipflops beim umschalten einer beliebigen Weiche um, obwohl der
Schalter des jeweiligen Flipflops nicht betätigt wurde. Ich denke eine
Entprellung ist bei meiner Anwendung auch nicht erforderlich!? Weil ich
keine Impulse zähle, bzw. keine zeitkritischen Anwendungen habe. Oder
muss man Schalter grundsätzlich Entprellen auch wenn es die Anwendung
gar nicht erfordert?
Abblockkondensatoren muss ich noch einbauen...
Zu deinem Tip die Versorgung 24V abzuhängen:
Also wenn ich die Weichen nicht angeschlossen habe, dann funktioniert
die Schaltung und es gibt vom einen auf das andere Flipflop auch keine
Änderung und keine Prozessorabstürze.
Was verstehst du unter Abgabepunkt der Stromversorgung?
Schon die Klemme SL-8, oder?
Ein Oszi habe ich leider nicht zur Hand.
Grüße
Mr.Pfiff
Mr.Pfiff schrieb:> Die Kondensatoren an den Eingängen der Flipflops sind egtl. nicht zum> entprellen der Schalter. Wenn ich die Cs weglasse, dann schalten die> Flipflops beim umschalten einer beliebigen Weiche um, obwohl der> Schalter des jeweiligen Flipflops nicht betätigt wurde.
Wie lange ist das Kabel von den Schalter zu dein Eingängen? Von welcher
Distanz reden wir da?
Und ich würde mit dem Schalter GND schalten und nicht VCC. Und am
Eingang einen Pullup (~4k7) nehmen (Was ist jetzt für ein Wert drin?)
> Oder> muss man Schalter grundsätzlich Entprellen auch wenn es die Anwendung> gar nicht erfordert?
Wenn es "nur statisch" ist, ist eine Entprellung nicht zwingend
notwendig.
Aber du hast scheinbar Ströspitzen da drauf, und diese müssen weg.
> Abblockkondensatoren muss ich noch einbauen...
Unbedingt!
> Was verstehst du unter Abgabepunkt der Stromversorgung?> Schon die Klemme SL-8, oder?
Ja, einfach überall, wo deine VCC das Board verlässt. Einen
Abblockkondensator VCC-GND satt am Stecker und zusätzlich evtl. eine
Drossel.
Aber ich würde eine kommplette eigenständige 5V Versorgung nur für das
Board vorziehen, und nur noch mit GND von Extern schalten. Vom
Gleichrichter her zusätzlich: Diode - ~1000uF - 100nF - 7805 - 100nF -
10uF
>Ja die Leitungen von den Schaltern gehen zu den Flip Flops...
Mach mal Widerstände in Serie zu den Eingängen, damit sie mit den Caps
als Tiefpaß wirken können.
Die 4013 sind übrigens giftig und mögen Störungen und unsaubere
Versorgungsspannungen garnicht. Unter Fachleuten sind sie wegen ihr
Störempfindlichkeit gefürchtet...
> Was ich nicht verstehe ist, warum haben die Weichen Auswirkungen auf die> Schaltung, obwohl sie in einem anderen Stromkreis liegen,
Funk.
Du hast lange Leitungen (aka Antennen) vom Schalter zu den Weichen,
und am Schalter entsteh beim Abschalten der Weichen deutliche Funken
"Zündimpuls beim Abtrennen einer Spule von ihrer Versorgung"
und keine Freilaufioden und keine Snubber die das verhindern.
Dann hast du Leitungen in der Nähe dieser Sendeantenne, die zum
uC führen. In diese Leitunegn werden massive Störungen eingekoppelt,
die zu Spannungsschwankungen im 100V Bereich (bei offenen
Drhtenden)führen würden. Diese Störungen fliessen in deinen uC.
Klare Sache, daß das stört.
Da Freilaufdioden an den Weichen wegen der Wechselspannung
nicht möglich sind (man könnte auf Gleichspannung umstellen),
bleibt nur ein Snubber direkt an jeder Weiche:
+---------------------------------+-------+
| | |
/ o 1uF/50V Weiche
+24V --o/ | +-----
o 47R/2W Weiche
| | |
+---------------------------------+-------+
und möglichst räumliche Trennung und ene Abschirmung zwischen
Bahnstrom und Elektronik.
schalt.png
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