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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AC/DC-Konverter RECOM


Autor: Stefan K. (repman)
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Hallo zusammen,

ich möchte einen ATMEGA328 zur Steuerung eines WindowDriv-Antriebs 
benutzen. Da ich die Schaltung in eine UP-DOse einbauen will habe ich 
einen kleinen AC/DC-Wandler eingebaut, der mir die 5 V Versorgung des 
Controllers übernimmt (RECOM RAC02-05SC). Die Steuerung des Antriebs 
erfolgt über Relais.
Leider funktioniert dies nicht wie geplant :-(
Die Schaltung funktioniert einwandfrei, wenn ich sie über den 
Programmierzugang mit Spannung versorge (Über USB). Sobald die 
Versorgung durch das RECOM-Modul erfolgt, klappern die Relais zu Beginn, 
dann tut sich nichts mehr. Offenbar ist der Controller abgestürzt. Die 
Spannung an der 5V-Schiene liegt auf 5.2 V und hat keine merkliche 
Restwelligkeit (betrachtet mit Oszilloskop).
Brauche ich hier noch eine Stabilisierungsschaltung für das AC/DC-Modul?
Oder kann es an den 5,2 V liegen?

Any Ideas?

Viele Grüße
Stefan

: Verschoben durch Moderator
Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Von Abblockkondensatoren am Controller hältst du nicht viel?

MfG Spess

Autor: Stefan K. (repman)
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Grundsätzlich schon. Hier in der Tat vergessen!
Hab ihn aber jetzt noch nachträglich eingelötet.
Ändert aber nichts am Fehler, der ist nach wie vor da.

Viele Grüße
Stefan

Autor: Julian .. (juliank)
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Stefan K. schrieb:
> Die Schaltung funktioniert einwandfrei, wenn ich sie über den
> Programmierzugang mit Spannung versorge (Über USB). Sobald die
> Versorgung durch das RECOM-Modul erfolgt, klappern die Relais zu Beginn,
> dann tut sich nichts mehr.

Schon eine Last an den Relais?

Bild vom Aufbau bitte.

> Offenbar ist der Controller abgestürzt.

Woher willst du das wissen?
MCU(C)SR ist dein Freund.
Alternativ ein ein kräftiges _delay_ms nach µC start.
Testweise mit internem Oszillator betreiben.

> Die
> Spannung an der 5V-Schiene liegt auf 5.2 V und hat keine merkliche
> Restwelligkeit (betrachtet mit Oszilloskop).

Und was ist im Einschaltmoment der Relais?
Vergrößere die 330µF mal testweise.

Autor: Amateur (Gast)
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Ich hätte in der Nähe der Relais/Transistoren jeweils Kondensatoren, im 
µF-Bereich und jeweils einen Kerko, platziert.

Den Widerstand von der Basis zur Masse kannst Du meistbietend verkaufen. 
Bei einem Mos-Fet ist das was anderes, aber hier klaut der Dir nur den 
Steuerstrom.

Da ich die Werte der Widerstände nicht lesen kann, kann ich hierzu auch 
nichts sagen.

Sind die Leiterbahnen zu den Relais/Transistoren auch ausreichend 
dimensioniert?

Autor: Amateur (Gast)
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>Vergrößere die 330µF mal testweise.
Dazu solltest Du das Datenblatt mal befragen. Üblicherweise geben die 
Hersteller hierzu die Maxima an.

Autor: Stefan K. (repman)
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Hallo Julian,

> Schon eine Last an den Relais?

Nein. Sollte aber doch für die Spannungsversorgung egal sein, ist doch 
galvanisch getrennt. Oder ?

> Bild vom Aufbau bitte.
siehe Anhang!

>
>> Offenbar ist der Controller abgestürzt.
>
> Woher willst du das wissen?

War nur eine Vermutung. Kann aber eigentlich nicht sein, denn ein Reset 
hat keine Wirkung. Wobei beim ersten Start die 7-Segmentanzeige 
vordefinierte Zeichen ausgibt.

> MCU(C)SR ist dein Freund.
> Alternativ ein ein kräftiges _delay_ms nach µC start.

??
> Testweise mit internem Oszillator betreiben.
>
>> Die
>> Spannung an der 5V-Schiene liegt auf 5.2 V und hat keine merkliche
>> Restwelligkeit (betrachtet mit Oszilloskop).
>
> Und was ist im Einschaltmoment der Relais?

Auch wenn die Relais klappern, bleibt die Spannung immer über 5 V.

> Vergrößere die 330µF mal testweise.

Werd ich probieren.
Vielen Dank für deine Antwort.

Stefan

Autor: Stefan K. (repman)
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Laut Datenblatt sollen 330µ eingebaut werden (optional).

Autor: Stefan K. (repman)
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Die Leiterbahnen sind ausreichend dimensioniert. Das Relais hat 112 Ohm 
Innerwiderstand und verbraucht damit ca 40 mA. Das sollte auf 16 mil 
Bahnen klappen.

Die Dimensionierung der Bauteile um die Relais habe ich schon in anderen 
Projekten verwendet. Sie funktionieren ja auch mit einer Versorgung über 
den USB-Port. Der Knackpunkt scheint hier das Mini-Schaltnetzteil zu 
sein.

Autor: Julian .. (juliank)
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>> Schon eine Last an den Relais?
>
> Nein. Sollte aber doch für die Spannungsversorgung egal sein, ist doch
> galvanisch getrennt. Oder ?

Nun, für die Spannungsversorgung mag das egal sein,
aber du hast von Antrieb = Motor gesprochen.
Und die Kombination Relais + Motor erzeugt erstmal
ekelige Funken, die deine Ansteuerung stören können.
Dagegen helfen Snubber, aber das Thema können
wir wohl erst mal vertagen.

>> Bild vom Aufbau bitte.
> siehe Anhang!

Oha, Ich hoffe du benutzt einen Trenntrafo.
Die Leiterbahnabstände zwischen 230/5V sind viel zu gering.
(Für was ist der Kupferring im die Platine?)
Die Anbindung der 22p im AVR ist ungünstig:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

>>> Offenbar ist der Controller abgestürzt.
>> Woher willst du das wissen?
>
> War nur eine Vermutung. Kann aber eigentlich nicht sein, denn ein Reset
> hat keine Wirkung. Wobei beim ersten Start die 7-Segmentanzeige
> vordefinierte Zeichen ausgibt.

Das meinte ich mit den "_delay_ms nach µC start".
So kannst du prüfen ob der µC aufhört zu arbeiten oder
tatsächlich einen Reset macht.
Im letzteren Fall kann man per MCU(C)SR ermitteln
was den Reset ausgelöst hat.

>> Testweise mit internem Oszillator betreiben.

Würde ich dringend empfehlen um festzustellen
ob es am Quarz + dessen Verschaltung liegt.

>> Und was ist im Einschaltmoment der Relais?
> Auch wenn die Relais klappern, bleibt die Spannung immer über 5 V.

Dann klemm die doch mal ab und schalte LEDs dran.
Dann wissen wir ob es ein Software oder Hardware Problem ist.

> Vielen Dank für deine Antwort.

Gerne

@Amateur (Gast)
>> Vergrößere die 330µF mal testweise.
> Dazu solltest Du das Datenblatt mal befragen. Üblicherweise geben die
> Hersteller hierzu die Maxima an.

Ja, tut er: 2200µF.

Grüße
    Julian

Autor: Stefan K. (repman)
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So, habe folgende Änderungen gemacht:

Siebelko auf 1000µF und 2000µF erhöht. Ergebnis: Keine Änderung!

Neues Testprogramm geflashed, das die Relais komplett aussen vor lässt. 
Stattdessen wird nur die grüne Testled mit 200 ms Verzögerung ein und 
ausgeschaltet.
Das Testprogramm funktioniert mit Spannungsversorgung aus dem 
Laborneztzteil oder über USB. Die TestLED blinkt. Stromverbrauch der 
kompletten Schaltung ca. 40 mA.

Sobald ich die Versorgung über den AC/DC-Wandler herstelle, brennt die 
grüne LED permanent, d.h. das Programm läuft nicht mehr sondern hängt. 
Spannung an der Niederspannungsseite liegt bei 5,1 V, ist also i.O.

Es scheint tatsächlich am externen Oszillator zu liegen. Leider kann ich 
den internen nicht benutzen: 1. weiss ich nicht wie das geht und 2. 
funktioniert die seriellen Schnittstelle, die ich zum Programmieren 
benutze, dann angeblich nicht mehr sauber. Ich benutze die Arduino IDE 
mit seriellem Programmer. :-((

Hat noch jemand eine Idee, was ich am externen Schwinger noch ändern 
kann? Vielleicht andere C-Werte?
Mangels Trenntrafo will ich da auch nicht dran rummessen...

Viele Grüße
Stefan

Autor: F. F. (foldi)
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Stefan K. schrieb:
> Die Schaltung funktioniert einwandfrei, wenn ich sie über den
> Programmierzugang mit Spannung versorge (Über USB). Sobald die
> Versorgung durch das RECOM-Modul erfolgt, k

USB=500mA
Recom=400mA

Autor: oszi40 (Gast)
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Spannung messen wäre nicht schädlich. Interessant wäre noch, ob der 
Recom in die Schaltung strahlt. Evtl. sind offene Anschlüsse am 
ATMEGA328?

Was sagt die Gegenprobe, wenn die Spannung aus dem Labornetzteil kommt 
und Recom nur Spannung am Eingang "zum Spaß" läuft?

Autor: Julian .. (juliank)
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Stefan K. schrieb:
> Siebelko auf 1000µF und 2000µF erhöht. Ergebnis: Keine Änderung!

Okay, Netzteil Stabilität scheidet aus, hätte mich auch gewundert.

> Neues Testprogramm geflashed, das die Relais komplett aussen vor lässt.
> Stattdessen wird nur die grüne Testled mit 200 ms Verzögerung ein und
> ausgeschaltet.

Sehr gut.

> Das Testprogramm funktioniert mit Spannungsversorgung aus dem
> Laborneztzteil oder über USB. Die TestLED blinkt. Stromverbrauch der
> kompletten Schaltung ca. 40 mA.

Dass passt zur Hardware.

> Sobald ich die Versorgung über den AC/DC-Wandler herstelle, brennt die
> grüne LED permanent, d.h. das Programm läuft nicht mehr sondern hängt.
> Spannung an der Niederspannungsseite liegt bei 5,1 V, ist also i.O.

Also ist der Recom der Verursacher.

> Es scheint tatsächlich am externen Oszillator zu liegen.

Das ist ein Quarz. Der schwingt nicht von alleine wie ein
Oszillator, sondern brauch die Hardware aus dem AVR dafür.

> Leider kann ich
> den internen nicht benutzen: 1. weiss ich nicht wie das geht und 2.
> funktioniert die seriellen Schnittstelle, die ich zum Programmieren
> benutze, dann angeblich nicht mehr sauber. Ich benutze die Arduino IDE
> mit seriellem Programmer. :-((

Das macht es schwierig.

Schmeiss die 22pF mal runter. Ist zwar nicht optimal,
wird aber gehen. Vermutlich koppelst du dir über die
22pF auf Grund schlechter Masseführung Störungen
in den Schwingkreis ein.

Poste mal das Layout.

> Mangels Trenntrafo will ich da auch nicht dran rummessen...

Das ist auch besser so bei den Abständen.


Ich fürchte nur dass du mit angeschlossener Last beim EIN/AUS
Schalten ähnlich Phänomene erleben wirst, da die
Schaltung jetzt schon so empfindlich reagiert.

Hilft wohl nur ein neues Design mit Review durch das Forum....

Grüße
     Julian

Autor: Stefan K. (repman)
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Schätze, ich habe den Fehler gefunden!

Habe den RECOM mal ausgelötet und testweise frei verdrahtet.
Ohne Last liefert er 5,7 V, was wohl ok ist.
Wenn ich ihn jetzt über Kabel an die Platine anschließe, läuft die 
Schaltung wie gewünscht.

Ich denke, es liegt wirklich am Boarddesign. Der Atmel-Controller liegt 
genau auf der Unterseite des Wandlers. Offenbar strahlt der zu stark 
nach unten ab und bringt den Controller aus dem Takt. Es wird also alles 
auf ein Redesign der Platine hinlaufen. Schade eigentlich :-((

Oder kann ich die Strahlung irgendwie abschirmen, etwa durch ein kleines 
Stückchen Blech gegen Masse an der Unterseite des RECOM?

Viele Grüße
Stefan

Autor: Ingo L. (corrtexx)
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Stefan K. schrieb:
> Der Atmel-Controller liegt genau auf der Unterseite des Wandlers.
Im Datenblatt beim Footprint: "Leave Clear of PCB Traces".
Das steht da nicht ohne Grund ;)

Autor: Stefan K. (repman)
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Scheint so :-)

Autor: Stefan K. (repman)
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Und zu guter Letzt...

habe ich das mit der Abschirmung doch noch ausprobiert. Ein kleines 
Stückchen einseitige Platine auf die Unterseite des Wandlers geklebt, 
mit der Cu-Seite nach oben und die Cu-Fläche an Masse gelegt. Und siehe 
da: Die Schaltung funktioniert jetzt!
Ist zwar nicht super-elegant, aber wenigstens der Prototyp ist so noch 
zu retten.

Noch eine Frage zu den Leiterbahnabständen N/L zu Kleinspannung:
Oben hat mir Julian geschrieben, sie wären viel zu gering. Laut den 
Tabellen über die Mindestkriechstrecken ( Leiterbahnabstände ) 
sollten meine 7 mm aber ausreichen. Wo liege ich hier falsch?
Viele Grüße
Stefan

Autor: Ralf G. (ralg)
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Stefan K. schrieb:
> Laut Datenblatt sollen 330µ eingebaut werden (optional).
Und dabei würde ich auch bleiben!

Stefan K. schrieb:
> Siebelko auf 1000µF und 2000µF erhöht. Ergebnis: Keine Änderung!
Die 2000µ stehen unter 'maximal zulässiger Last'.

Autor: Julian .. (juliank)
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Stefan K. schrieb:
> Schätze, ich habe den Fehler gefunden!

Sehr gut!

> Ich denke, es liegt wirklich am Boarddesign. Der Atmel-Controller liegt
> genau auf der Unterseite des Wandlers. Offenbar strahlt der zu stark
> nach unten ab und bringt den Controller aus dem Takt.

Jo, Solange du das eine abgetrennt Fläche wie mit der Abschirm-Platine
Zwischen hast könnte das sogar Funktionieren.
Aber du musst sehr auf EMV und Leiterbahnführung achten.
Eine Falsch gelegt Leiterbahn und das wars.

> Es wird also alles
> auf ein Redesign der Platine hinlaufen. Schade eigentlich :-((

Ja, Wie befürchtet.

> Noch eine Frage zu den Leiterbahnabständen N/L zu Kleinspannung:
> Oben hat mir Julian geschrieben, sie wären viel zu gering. Laut den
>> Tabellen über die Mindestkriechstrecken ( Leiterbahnabstände )
> sollten meine 7 mm aber ausreichen. Wo liege ich hier falsch?

Na dann Zeige mir doch mal bitte diese 7mm auf deinem Layout.
Es nützt nix wenn du die 7mm Zwischen den Relaiskontakten und GND
einhältst, und dann einen Taster und einen CU-Ring um die gesamte
Platine in diese Sperrfläche setzt.

Grüsse
       Julian

Autor: Stefan K. (repman)
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Hallo Julian,

da hast Du Recht! Der kleine Kupferring war die Begrenzung der 
Platinenfläche und nur als Hilfslinie gedacht. Die habe ich in der 
Zwischenzeit entfernt. Jetzt sind die 7 mm überall eingehalten.

Nochmals vielen Dank für deine Unterstützung!

Viele Grüße
Stefan

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