STM32F4 Discovery + Spannungen

Das kann so passen. zum einen liefert dein USB-Port am PC bestimmt nicht 
exakt 5V und zum anderen laufen diese 5V ja noch über eine Schutzdiode 
in das Board, falls es durch eine extra Spannungsquelle in der Schaltung 
versorgt wird. Etwas merkwürdig ist, das der Onboard 3V Regler ebenfalls 
über eine Schutzdiode läuft und somit nicht mehr exakt 3V besitzt. Das 
sollte man für ADC-Messungen eventl. beachten. Das sind die Punkte die 
mir noch so einfallen zu dem Thema aber ohne gewähr.

Schau dir mal den Schaltplan des Boards in der zugehörigen 
ST-Beschreibung an. Da ist der genaue Typ der Schottky-Diode 
eingetragen. Diese wiederum besitzt ein Datenblatt, wo genau drin steht, 
bei welchem Strom durch die Diode und welchen Temperaturen mit 
bestimmten Spannungsabfällen zu rechnen ist. Das Board ist 
out-of-the-box eher suboptimal für hoch präzise Spannungsmessung könnte 
aber auch baulich verändert werden durch präzisere Quellen für VDD. 
Prinzipiell hatte ich damals mit den ca. 2,95V als Refernez ganz gute 
Messergebnisse, wenn man dies Softwareseitig einrechnet.

345zh5w4 schrieb:
> Die Verwunderung war dann groß, als man sich den Schaltplan ansah.
> Da hat ST doch tatsächlich hinter dem 3,3V-Regler eine Schutzdiode
> eingebaut, damit man auch parallel von außen (über die Stiftleisten)
> z.B. eine externe 3,3V einspeisen kann.

Tja. Mich wundert langsam gar nix mehr.

Gemäß "user manual" ist der 3V pin "only output"! Vermutlich heisst er 
wg. der Diode mit ca. 0,3V Spannungsabfall auch nicht "3.3V".

Siehe auch Beitrag "STM32F4 Discovery LD1 blinkt rot bei externen 5V"

In der Tradition des stm32vl discovery boards hatte ich nämlich ebenso 
munter 3,3V an den besagten Pin angelegt. Dort ist das gemäß UM explizit 
erlaubt.

3.3V extern von außen an den 3V-Pin beim stm32f4 discovery geht schon, 
spezifiziert ist es aber nicht. Erlaubt sind nur 5V am 5V pin. Also ohne 
Gewähr mit den 3.3V.

Da sich der Schaltplan bezüglich Stromversorgung m. E. zwischen dem 
stm32vl und dem stm32f4 discovery nicht wesentlich geändert hat, nehme 
ich an, das das "output only" deshalb enthalten ist, weil sonst z. B. 
USB oder ggf. noch eine andere Peripherie nicht funktioniert.

Ich meine auch, dass im stm32f4 user manual ein Fehler ist:

Dort steht auf Seite 16:
"The D1 and D2 diodes protect the 5V and 3V pins from external power 
supplies".

Gemäß Schaltplan auf Seite 32 würde ich aber sagen, dass es D1 und D3 
sind.

- Ist es richtig, dass die beiden Dioden den "Rückweg" zum 
Spannungsregler und in Richtung USB/PC absichern?

- Ist es richtig, dass der Spannungsregler eine externe Spannung 
erkennt, und dementsprechend herunterregelt?

Beim stm32vl discovery kann man problemlos extern 3.3V anlegen, und USB 
an- bzw. abstöpseln.

https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/STM32Discovery/Flat.aspx?RootFolder=https%3a%2f%2fmy.st.com%2fpublic%2fSTe2ecommunities%2fmcu%2fLists%2fSTM32Discovery%2fUsing%20external%20power%20supply%20and%20USB%20at%20the%20same%20time&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D75800084C20D8867EAD444A5987D47BE638E0F&currentviews=195

- Hat das jemand bereits beim stm32f4 discovery versucht?

https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/STM32Discovery/Flat.aspx?RootFolder=https%3a%2f%2fmy.st.com%2fpublic%2fSTe2ecommunities%2fmcu%2fLists%2fSTM32Discovery%2fExternal%20power%20supply%20to%203%20V%20pin%20of%20STM32F4-discovery&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D75800084C20D8867EAD444A5987D47BE638E0F&currentviews=89

> Kann ich das Board mit externer Spannung versorgen und zusätzlich am USB
> dran lassen, um es zu programmieren/debuggen ?!

Genau deshalb gibt es diese Schutzdiode. Du kannst an den 5V-Pins des 
Discoverys eine externe 5V Quelle anlegen und trotzdem das Board über 
USB am PC programmieren.

opcode schrieb:
> Versteh ich dann
> richtig, dass bei den externen 5V die Diode quasi übersprungen wird und
> kein Spannungsabfall über die Dioe entsteht. ?! Auf Seite 32 des UM1472
> User Manuals vom STM32F4 Board ist ja ein Pfad zwsichen dem Ausgang der
> Diode und dem Pin 5V nach links  gezogen, wo wahrscheinlich dann die
> externen 5V angeschlossen werden. Täusche ich mich da ?

Die erste (D1) wird übersprungen, die zweite (D3) nicht.

Die zweite würde beim (nicht erlaubtem) Einspeisen am 3V Pin umgangen.

Max Power schrieb:
> Du kannst an den 5V-Pins des
> Discoverys eine externe 5V Quelle anlegen und trotzdem das Board über
> USB am PC programmieren.

Hast Du zufällig die Kombination "USB/PC" + "extern 3,3V am 3V-Pin" 
probiert?

wurst schrieb:
> Das kann man nicht! Im Schaltplan steht explizit, dass man nur 5V von
> extern einspeisen darf.

Das ist keine neue Information; man kann schon, es geht, nur keiner 
weiß wie lange das gut geht.

Weisst Du, weshalb man nicht darf? Eine Erklärung aus dem Schaltplan 
heraus?

Das "user manual" selbst glänzt nicht durch Fehlerfreiheit oder 
Vollständigkeit.

> Hast Du zufällig die Kombination "USB/PC" + "extern 3,3V am 3V-Pin"
> probiert?

Also auf der ST Produktseite steht:

- Board power supply: through USB bus or from an external 5 V supply 
voltage

also würde ich mal davon ausgehen, dass 3V/3,3V nicht vorgesehen ist, 
probiert habe ich es auch noch nicht.

Vermutlich wird der 5V Pfad durch den 3,3V Regler versorgt und der geht 
dabei kaputt.
Also noch eine Diode von 3,3V nach 5V ein basteln, dann sollte es 
klappen*.

(* Angabe ohne Gewähr)

wurst schrieb:
> Denkbar ist, dass sie vermeiden wollten, dass jemand versehentlich mehr
> als 3,3V anlegt und so das Board grillt.

Wenn das so wäre, dann hätten sie es beim stm32vl discovery aus dem 
gleichen Grund auch nicht erlaubt.

wurst schrieb:
> Bei den 5V passiert ja erstmal
> nichts, weil Spannungsregler dahinter kommen.

Auf dem stm32f4 ist ein LD3985xx, der verträgt 6V (max. absolute 
rating). Da ist nicht auch nicht viel Luft für eine höhere Spannung.

Auf dem alten stm32vl ist ein LD1117, welcher 15V verträgt. Der hat auch 
wesentlich mehr Schaltungsbeispiele für verschiedenste Zwecke. Evtl. 
kann tatsächlich dieser mit einer zusätzlichen Stromquelle im Rücken 
umgehen.

Markus Müller schrieb:
> Vermutlich wird der 5V Pfad durch den 3,3V Regler versorgt und der geht
> dabei kaputt.
> Also noch eine Diode von 3,3V nach 5V ein basteln, dann sollte es
> klappen*.

Ist das nicht die Diode D3, welche grundsätzlich verhindert, dass 
irgendetwas zurück durch den 3,3V-Regler fliesst?

Oder an welche Stelle würdest Du eine Diode platzieren?

345zh5w4 schrieb:
> Nach Rücksprache mit ST ist das Einspeisen einer externen 3,3V an "3V"
> kein Problem.

Könntest Du uns bitte den Trick verraten, wie man tatsächlich von ST 
eine Antwort bekommt? :-)

> Wichtig ist hier, dass dann sowohl "5V", als auch "2V5" aus der
> 5V-Versorgungsspannung des Debug-USBs kommt und lediglich "3V" und "VDD"
> mit 3,3V versorgt sind.

Den ersten Teil verstehe ich nicht ganz. Das impliziert, dass bei 
Einspeisung von 3,3V an "3V" gleichzeitig 5V via Debug-USB vorhanden 
sein muss (und schließt externe Einspeisung am 5V-Pin aus).

Anders gefragt, gehen folgende Varianten:

- 5V von Debug-USB + externe   5V am 5V-Pin
- 5V von Debug-USB + externe 3,3V am 3V-Pin
- Nur externe   5V am 5V-Pin
- Nur externe 3,3V am 3V-Pin (dann gehen natürlich die 5V bzw. 2,5V ICs 
nicht)

- Muss man beim An- bzw. Abstöpseln der Debug-USB-Verbindung etwas 
beachten, wenn eine zusätzliche externe Einspeisung anliegt?

ReinerL schrieb:
> Ich würde an einem ADC-Kanal eine Referenzdiode spendieren, somit ist
> man relativ unabhängig von AREF und kann diese dann sogar leicht
> messen(berechnen).

Ist denn 3,3V extern + L1 + Tiefpass eine so schlechte Kombination für 
VREF? Was bzw. wie genau wollt Ihr messen?

345zh5w4 schrieb:
> Indem man hartnäckig bei seinem FAE nachfragt.

Danke!

>> - 5V von Debug-USB + externe 3,3V am 3V-Pin
>
> Ja. Weil hinter dem 3,3V-Längsregler noch eine Schutzdiode sitzt.
> Das Power-Netz heißt dann "3V".

Habe ich inzwischen mit An- und Abstöpseln von Debug-USB probiert. Hat 
funktioniert.