Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Roboterboard rbnfra 1.22 funktioniert nicht


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von Klaus K. (kosmi)


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Hallo,

wir haben uns die Platinen RNBRFA 1.22 entsprechend der Eagle Datei 
anfertigen lassen und entsprechend bestückt. Leider bekommen wir das 
Board nicht ans laufen. Das Beispielprogramm mit BASCOM scheitert 
bereits am Lauflicht.
LED 6-8 (rot, gelb und grün) gehen an, auch die grüne Lampe vom Board 
leuchtet.

Wir haben alle Lötpunkte noch einmal sehr genau untersucht und können 
hier keinen Fehler entdecken. Auch entsprechende Bauteile sind definitiv 
richtig herum eingelötet. Die Adressen der PCF 8574 AN haben wir 
entsprechend gesetzt und auch noch mal mit dem Datensheet überprüft.

Das Programm bekommen wir ohne Fehler hochgeladen, der Atmega32 scheint 
zu funktionieren.

Wer hat eine Idee, wie wir weiter einen Fehler eingrenzen können.
Eine Frage vorab: Der Kondensator C24 wird in der Bauteilbeschreibung 
nicht aufgeführt, ist aber auf dem Board gekennzeichnet und auf dem Bild 
zu erkennen. Da er farbig und von der Form genau so aussieht wie die 
anderen 100nF auf dem Bild, haben wir erst mal geschlossen, dass es sich 
hier auch um einen 100nF handeln muss. Hat es einen Grund, dass er bei 
den Bauteilen nicht erscheint, aber warum ist er auf dem Board Bild zu 
sehen? Wir haben es erst mal mit dem Kondensator probiert, dann auch mal 
wieder ausgelötet, kein Effekt.
Wir sind nun ratlos ?

Vielen lieben Dank für jeglichen Lösungsansatz,

Klaus und Nils

von Balsam (Gast)


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> ... Kondensator C24 ...

Druckfehler? C42?

von Klaus K. (kosmi)


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Hallo Balsam,

danke für den Hinweis. Nein, es handelt sich hier lediglich um ein 
Bauteilnummer in der Liste. Aber es hat sich bereits geklärt, der C24 
wurde einfach vergessen aufzulisten in der Beschreibung. Daran liegt es 
also nicht.

Habe auch bei Roboternetz eine Anfrage gestellt mit folgender genauerer 
Problembeschreibung:

Wir verwenden einen Atmega32. Das mit dem JTAG Fuse haben wir 
berücksichtigt. Dies war auch nötig, um die Schrittmotoren ans Laufen zu 
bekommen, da diese über die Ports angegesteuert werden.
Am Board gibt es drei PCFs: PCF8574 AP , also Porterweiterungen. Diese 
werden über vom Atmega32 über I2C angesprochen. Die Adressen haben wir 
richtig eingestellt und die Signale mit einem Osci überprüft.
Die PCFs werden auch sauber angesprochen und schalten durch. I2C 
funktioniert also.
Beim PCF3 PCF8574 AP, der für Energieeinstellungen benutzt wird und über 
3 LEDs zur freien Verfügung verfügt funktioniert auch.
Unsere Probleme liegen beim PCF1 PCF8574 AP. Dieser steuert die 8 
Powerports Ausgänge  (500mA möglich). Diese können über I2C über den 
PCF1 ein- und ausgeschaltet werden. Läuft folgendermassen: Wir senden 
über I2C einen 8 bit Wert, der je nach gesetztem Bit den jeweiligen Port 
an- oder ausschaltet. Soweit gut. Dies funktioniert auch, der PCF1 
schaltet die Ausgänge durch. Nun liegen an 4 von den Powerports 
Leuchtdioden, um zu sehen, ob diese an- oder aus sind.
Diese funktionieren nicht. Damit die 500mA geliefert werden können, 
liegen die Ausgänge natürlich nicht an dem PCF1, sondern es wird eine 
Darlingtonschaltung auf dem Board verwendet: ULN2803A wird dafür 
eingesetzt.
Nun das Problem:
Obwohl der PCF1 schaltet, gehen die Leuchtdioden nicht an, dass heisst 
die Powerports funktionieren nicht.
Nach bisheriger Untersuchung stellt es sich für mich folgendermassen 
dar:
Wir haben festgestellt, das am PCF1 keine 5 Volt herauskommen 
(Eingangsspannung ist 5V), sondern etwa nur 3,2 Volt. Wenn wir den 
ULN2803A aus der Fassung nehmen, dann liegen aber saubere 5V am Ausgang 
an.
Daher haben wir dann OHNE den ULN2803 über die Fassung GND angelegt und 
siehe da, die Leuchtdioden leuchten. also diese sind in Ordnung. Wir 
haben auch schon die Chips ausgetauscht, kein Erfolg. :-(
Wir haben das gleiche Problem auf zwei Boards die von unterschliedlichen 
Leuten gelötet worden sind: Auf Beiden das gleiche Verhalten.
Den Test der Ports haben wir mit dem mitgelieferten Beispielprogramm 1 
durchgeführt mittels BASCOM. Die 4 LEDs sollten dann ein Lauflicht 
darstellen, wie erwähnt, geht nicht.

Jetzt wissen wir nicht mehr weiter. Hat jemand eine Idee?
Vielleicht noch ein Punkt, der mir komisch vorkommt: Der bei Reichelt 
bestellte ULN2803A enthielt einen ULN2803G (Auf dem Tütchen stand aber 
sogar ULN2803A drauf). Gibt es gegebenfalls hier einen Unterschied? Was 
bedeutet das A oder G hinter dem Namen?
Im Netz habe ich leider keinen Unterschied mittels Datenblätter finden 
können.

Vielen Dank für einen Lösungsansatz, bin für jede Hilfe dankbar.

Ach ja: Falls jemand den Schaltplan (Eagle) oder Anleitung des RBNFRA 
nicht kennt: http://www.robotikhardware.de/download/dokurnbfra1.22.pdf
Hier ist alles zu finden.

Lg,

Klaus

von uwe (Gast)


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PCF8574 https://www.nxp.com/documents/data_sheet/PCF8574.pdf Seite 15:
Low Level Output Current = 25mA
High Level Output Current 300µA

von Jim M. (turboj)


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Klaus K. schrieb:
> [...]
Haufenweise Prosa, wo ein Schaltplan viel bessere Aussagen liefern 
würde.

von User (Gast)


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Sind alle Jumper richtig gesetzt (z.B. JP7)?

von kuli (Gast)


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Jim M. schrieb:
> Klaus K. schrieb:
>> [...]
> Haufenweise Prosa, wo ein Schaltplan viel bessere Aussagen liefern
> würde.

Klaus K. schrieb:
> Ach ja: Falls jemand den Schaltplan (Eagle) oder Anleitung des RBNFRA
> nicht kennt: http://www.robotikhardware.de/download/dokurnbfra1.22.pdf
> Hier ist alles zu finden.

@Jim M.: Überfordert?


uwe schrieb:
> PCF8574 https://www.nxp.com/documents/data_sheet/PCF8574.pdf Seite
> 15:
> Low Level Output Current = 25mA
> High Level Output Current 300µA

TI Datenblatt
https://arduino-info.wikispaces.com/file/view/pcf8574a.pdf/593757100/pcf8574a.pdf

6.8 Typical Characteristics, Figure 10. I/O Source Current vs Output 
High Voltage

von Klaus K. (Gast)


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Hallo,

danke für die Antworten.
Bin derzeit im Ausland, werde mich am Wochenende mal mit dem Osci 
hinsetzen und weiter durchmessen.

Bis auf die Leuchtdioden, dass sie nicht leuchten funktioniert ja das 
Board soweit prima.

Überfordert? Glaube nicht :-)

Wundere mich halt nur,  dass das nicht funktioniert und dachte halt 
jemand hätte Erfahrung mit dem Board und einen Tipp.
Da dass verhalten auf zwei unterschiedlichen Boards auftritt. Wir haben 
schon ein drittes fast fertiggestellt, um Lötfehler auszuschliessen. 
Werde berichten.

Danke und Gruss,
Klaus

von kuli (Gast)


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Klaus K. schrieb:
> Überfordert? Glaube nicht :-)

Nein, du warst nicht gemeint. Jim beachtete den Link zur Doku nicht.

Den PCF8574A gibt es von Philips und Texas Instruments. Der von Philips 
sourced anscheinend nur bis 300µA, was zu knapp sein könnte, um den 
ULN2803 zu schalten. Das ist das was Uwe andeutete.

Der PCF8574A von TI kann nach o.g. Datenblatt viel mehr Strom bei high 
am Ausgang liefern.
Den einzigen Hinweis außer im o.g. Datenblatt fand ich bei 
http://hackaday.com/2008/12/27/parts-8bit-io-expander-pcf8574/#comment-198545.

von Hubert G. (hubertg)


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Ich habe auch so ein Board. Die Led haben sicher funktioniert obwohl die 
PCF von NXP drinnen waren. Jetzt kann ich es allerdings nicht mehr 
nachvollziehen da ich den Kontroller anderweitig verwendet habe.
Wenn du den PCF heraus nimmst und an den Eingang des ULN 5V, 
vorsichtshalber über eine Widerstand, anlegst, dann sollten die Led auch 
leuchten.

von Klaus K. (Gast)


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Hallo,

logisch! Hätte ich selber drauf kommen können....
Werde ich mit den 5 V probieren. Mit Masse auf dem Ausgang leuchten die 
Dioden ja.

Danke,

sage Bescheid ob's geklappt hat.

LG,

Klaus

von K. Kronig (Gast)


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Hallo,

wir haben nun noch einige Tests gemacht.
Nach letzten Messungen haben wir das Board sauber gelötet. (Mittlerweile 
haben wir 3 Boards zusammengelötet.)
Es scheint tatsächlich an der Kombination von PCF1 (I2C Expander) und 
dem ULN (Darington Schaltung) zu liegen.

Wir haben mittlerweile die beiden Bausteine auf ein Steckbrett aufgebaut 
und stellen das gleiche Verhalten wie auf dem RBNFRA 1.22 fest :-(

Wenn wir 5 Volt an den ULN legen schaltet der Baustein sauber durch 
(zieht 1.2 mA), am Ausgang liegt GND an und die Lampen leuchten.
Aus dem PCF1 liegen auf dem Ausgang auch 5V an.
Folglich sollte es ja funktionieren, wenn man die 5V vom PCF1 auf den 
ULN legt. (So wie es das RBNFRA macht.)
Aber sobald die beiden ICs so verschaltet sind (Also auf dem RBNFRA 
aufgesteckt oder auch beim Testaufbau unseres Steckbretts) bricht die 
Spannung am Ausgang auf 0.65 V zusammen!!!
Folglich liegen auch nur 0.65 V am Eingang des ULN an. Dieser kann 
folglich nicht durchschalten.

Es wundert mich wirklich, dass dies bei anderen, die das Board 
zusammengebaut haben funktioniert.

1. Ist es mit der Versionsänderung auf Board 1.22 etwas modifiziert 
worden an dieser Stelle? Wer hat noch alten Schaltplan von Board 1.1 
oder 1.2 für mich?

2. Liegt es vielleicht wirklich an dem neueren Typ PCF 8574AN den wir im 
Gegensatz zum PCF 8574 AP verwendet haben? Den PCF 8574 AP gibt es aber 
nicht mehr zu kaufen! Vom Layout sind beide gleich.

Was könnte diese Verhalten bewirken?

Danke für jeden Tipp, wie wir hier noch vorgehen können?

Gruß Klaus

von Hubert G. (hubertg)


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Auf meinem Board sind tatsächlich PCF 8574 AP verbaut. Ob das wirklich 
der Unterschied ist? Kann es nur nicht testen da das Board anderweitig 
verwendet wird und ich auch keinen AF habe.
Du könntest aber PullUp einbauen, so etwa 1k, vielleicht etwas kleiner 
könnte helfen.

von Klaus K. (Gast)


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Hallo,

leider nein, mit Pullup auf 5V am Ausgang des ULN2803G auch kein Erfolg. 
Wie immer: wenn ich 5V auf den Eingang des Uln gebe, schaltet er 
vorschriftsmässig auf GND durch.
Wenn ich aber den Ausgang des PCF8574AN (ebenfalls 5V) auf den Eingang 
des ULN lege, schaltet er nicht.
Der ULN verbraucht weiterhin 1.2mA am Eingang.
Langsam scheint mir, das die beiden Bausteine wirklich nicht kompatibel 
sind. Muss wohl doch mal versuchen, den PCF8574AG zu bekommen.
Ärgerlich ist nur, dass wenn man bei Reichelt den PCF8574AG bestellt, 
den PCF 8574AN geliefert bekommt. Obwohl auf dem Tütchen bei der 
Lieferung AG draufsteht ist ein AN drin. :-( Daher dachte ich bisher, 
dass diese Bausteine wohl kompatibel sein müssten.

Danke trotzdem für die tolle Hilfe hier, sollte sich noch ein Erfolg 
einstellen, sage ich Bescheid, jetzt bin ich erst mal am Ende mit meinem 
Latein.

LG Klaus

von Hubert G. (hubertg)


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Klaus K. schrieb:
> mit Pullup auf 5V am Ausgang des ULN2803G

Der PullUp gehört auch auf den Eingang des ULN.

von Klaus K.. (Gast)


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Danke Hubert,

macht Sinn, dann probiere ich das mal diese Woche. Habe mich wohl vom 
Relais Board irritieren lassen, da ziehen liegen die 1 kOhm auf dem 
Ausgang. Habe dort ist ja auch ein ULD verbaut, wie ich jetzt gesehen 
habe, der ja umgekehrt funktioniert und am Ausgang 5V und nicht GND 
liefert.

Danke für den Hinweis. Gebe Bescheid sobald ich es probiert habe.
Habe parallel in China noch die AP Version gefunden und bestellt. Aber 
da dauert die Lieferung ja bekanntlich etwas viel länger...

LG,

Klaus

von Klaus K. (Gast)


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Hallo,
erst mal super vielen Dank für Eure Mühe und Eure Antworten.
Folgendes: Ich habe die Bauteile gemäss Bauteilliste bei Reichelt 
bestellt und die Beschriftung
auf den gelieferten Tüten entsprach auch dem Bestellten Teilen. Leider 
liefert
Reichelt dann nicht den exakten Typ, sondern baugleich. Erst mal sucht 
man
dann erst mal als Anfänger den Fehler im Board.
Mittlerweile habe ich es nun wie folgt hinbekommen:
Tatsächlich funktioniert der PCF1, wenn ich an den Eingang des ULN einen 
Pullup auf 5V setze.
Ich habe ein Widerstandsnetzwerk (8 Wiederstände mit in die Fassung des 
PCF geklemmt und
den Anschluss (9. Pin) dann mit einem Kabel verlötet, der an 5 Volt 
angeschlossen ist.

Nun funktioniert das Bascom Testprogramm 1 einwandfrei und der ULN 
schaltet durch.
Vielleicht sollte man einen Hinweis hier in der Beschreibung des Boards 
geben, bzw. bei einer eventuellen Änderung des Boards auf eine neuere 
Version dies direkt in die Schaltung integrieren.

Vielen Dank für die Tipps hier im Forum.

Jetzt kämpfe ich an der nächsten Baustelle, den PCF3 über I2C mit Atmel 
Studio 7 anzusprechen ;-).

Liebe Grüsse,

Klaus

von Hubert G. (hubertg)


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Klaus K. schrieb:
> Vielleicht sollte man einen Hinweis hier in der Beschreibung des Boards
> geben, bzw. bei einer eventuellen Änderung des Boards auf eine neuere
> Version dies direkt in die Schaltung integrieren.

Schön wenn es soweit funktioniert.
Den Hinweis auf die Änderung solltest du vielleicht an Frank vom 
Roboternet weiterleiten. Die Bausätze stammten ja von ihm.

von Klaus K. (kosmi)


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Hallo,

ich habe auch damals eine Diskussion bei Roboternetz angefangen. Da ich 
nicht alles doppelt schreiben möchte, hier der Link:

http://www.roboternetz.de/community/threads/70126-RNBFRA-1-2-Funktioniert-nach-Aufbau-nicht/page3?p=634791#post634791

Dort habe ich das Ergebnis gerade noch einmal zusammengefasst, die sich 
aufgrund der ganzen Tipps und Hinweise ergeben hat.

Danke und Gruß,

Klaus

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