Moin werte Elektroniker Freaks Folgende Schaltung funktioniert bei mir seit 5 Jahren einwandfrei [Bild]. Die Schaltung läuft in einem KFZ. Eingang ist +12-14V. LM2940 Spannungsregler Ausgang 5V. Load (ohmsche Last, LEDS, ~900mA. Schaltungsbeschreibung: Sobald +12V am Eingang anliegen funktioniert der erste Timer als monostabile Kippstufe. Schaltet durch, beschaltet das Relais sowie den zweiten Timer der als bistabile Kippstufe definiert ist. Nach drei 3 Sekunden fällt der erste Timer ab und bis zum nächsten Motorstart passiert nichts mehr. Das Problem ist nun, sobald das Auto länger in der Sonne parkt, schwingt der erste 555 beim Einschalten. -> Schaltet für 3sek durch, Relais fällt ab, Timer 1 zieht dann wieder an, das Spiel lässt sich bei hohen Temperaturen im Innenraum reproduzieren. Ich weiss nicht wo zu suchen. Die Elkos sind alle aus dem Industriebedarf, kann mir nicht vorstellen dass die trocken sind. Könnte es sein, dass der LM2940 am 'Limit' ist und bei hohen Temperaturen so grad in die Current Overload Protection fällt? Diagnose ist schwierig und wenn nur ausgebaut mit Heissluftfön. Da freu' ich mich schon drauf, deswegen der Hilferuf hier im Board. Danke, Philipp
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Man darf bei IC-Pins auch die Namen statt nur der Pin-Nummern dranschreiben...
Du wirst einen Weg finden müssen, das Problem im Labor auszulösen. Denn irgendwie musst du ja später auch sicherstellen, daß die Lösung funktioniert, bevor du sie ins Fahrzeug einbaust. > Man darf bei IC-Pins auch die Namen statt nur der Pin-Nummern > dranschreiben... Alles halb so wild. Bei 8pin IC's kennt man sie normalerweise auswendig.
Gut wäre es, sich mit einem Speicheroszi auf die Betriebsspannung zu hängen, um zu sehen, ob der Spannungsregler oder die P6 KE-Diode die Betriebsspannung abschaltet bzw. einbrechen läßt.
Stefan U. schrieb: > Du wirst einen Weg finden müssen, das Problem im labor auszulösen. > Denn > irgendwie musst du ja später auch sicherstellen, daß die Lösung > funktioniert. Tut sie täglich seit 5 Jahren, nur nicht in den heissen Sommermonaten. Das lässt Wackler und ähnliche Geschichten schon mal aussen vor. Mir schon klar, dass ich um das Labor und den Heissluftfön nicht herumkomme. Wo würdet ihr anfangen zu suchen? Ich habe irgendwie den LM2940 in Verdacht. Laut DB reagiert der empfindlich auf nicht-low ESR Cs am Ausgang. Andererseits die Impedanzverschiebung wäre ja erst bei sehr negativen Temperaturen zu erwarten, daher - bin ziemlich ratlos. Gruss, Philipp
Stefan U. schrieb: > Du wirst einen Weg finden müssen, das Problem im labor auszulösen. > Denn > irgendwie musst du ja später auch sicherstellen, daß die Lösung > funktioniert. Tut sie täglich seit 5 Jahren, nur nicht in den heissen Sommermonaten. Das lässt Wackler und ähnliche Geschichten schon mal aussen vor. Mir schon klar, dass ich um das Labor und den Heissluftfön nicht herumkomme. Wo würdet ihr anfangen zu suchen? Ich habe irgendwie den LM2940 in Verdacht. Laut DB reagiert der empfindlich auf nicht-low ESR Cs am Ausgang. Andererseits die Impedanzverschiebung wäre ja erst bei sehr negativen Temperaturen zu erwarten, daher - bin ziemlich ratlos. Gruss, Philipp Herr B. schrieb: > Gut wäre es, sich mit einem Speicheroszi auf die Betriebsspannung > zu > hängen, um zu sehen, ob der Spannungsregler oder die P6 KE-Diode die > Betriebsspannung abschaltet bzw. einbrechen läßt. Mache ich, ok. Die P6 KE Diode macht erst bei 24V zu, und reisst damit die 2A Sicherung mit. Das ist so gewollt. Der LM2940 ist übrigens für automotive gebaut und übersteht eine ganze Menge, sogar negativ Spannungsanteile beim Abfall eines Relais.
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Markus H. schrieb: > Wo würdet ihr anfangen zu suchen? Bei den fehlenden Blockkondensatoren. Und ich würde auch mal einen nennenswerten Pufferkondensator vorsehen. Der 220nF Kondensator nach dem Spanungsregler wäre mir da deutlich zu knapp. Besonders, wenn daraus ein Relais geschaltet werden muss... Markus H. schrieb: > Könnte es sein, dass der LM2940 am 'Limit' ist und bei hohen > Temperaturen so grad in die Current Overload Protection fällt? Irgendwie naheliegend, wenn der Strom fürs Relais da auch noch drüber muss. Warum hängst du das nicht direkt an die Batterie? > Ich habe irgendwie den LM2940 in Verdacht. Kommst du mit Kältespray an den ran?
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Es gibt doch auch eine militärische Version vom ne555 mit erweitertem Temperaturbereich, wenn ich mich recht entsinne.. Die mal ausprobieren?
Hi, kann es sein, dass Deine Eingangsbeschaltung aus L und C eine recht hohe Guete hat und beim Abschalten des Relais eine Oszillation verursacht, deren Undershoot durch den LM2940 koppelt und den NE555 in Extremsituationen zum Resetten bringt?
Lothar M. schrieb: > Bei den fehlenden Blockkondensatoren. > Und ich würde auch mal einen nennenswerten Pufferkondensator vorsehen. > Der 220nF Kondensator nach dem Spanungsregler wäre mir da deutlich zu > knapp. Besonders, wenn daraus ein Relais geschaltet werden muss... Wie meinst Du das? Noch einen 680uF / 25V C vor den Spannungsregler? Lothar M. schrieb: > Irgendwie naheliegend, wenn der Strom fürs Relais da auch noch drüber > muss. Warum hängst du das nicht direkt an die Batterie? Die LEDS sind in den Bedienelementen (Schalter) verbaut. Die Speisung ist normalerweise über das Standlicht beschalten. Da die Schaltung da keinesfalls rückspeisen soll, habe ich es mit einem Relais getrennt. Die Schaltung lässt die Schalter für 3 Sekunden blinken zur Lampenkontrolle. Lothar M. schrieb: >> Ich habe irgendwie den LM2940 in Verdacht. > Kommst du mit Kältespray an den ran? Ja wenn ich es ausbaue, muss ich ja sowieso. Nur was soll ich mit Kälte? Dachte da eher an den Heissluft fön. Micha schrieb: > Es gibt doch auch eine militärische Version vom ne555 mit > erweitertem > Temperaturbereich, wenn ich mich recht entsinne.. > Die mal ausprobieren? Es gibt sogar 4 Versionen. NE555 bis 75°C SA555 bis 85°C NA555 bis 105°C SE555 bis 125°C (kostet übrigens 10 EUR) Bestellt habe ich den SA555 auf Verdacht schon mal. ABER: Ich kann mir nicht vorstellen, 75°C tief unter dem Armaturenbrett zu haben. 60°C Oberflächentemperatur bestimmt, aber darunter? Zumal verbrät der 555 kaum was an Leistung, Ausgang kann bis 200mA ab. Ratlos.
Quarktasche schrieb: > Hi, > kann es sein, dass Deine Eingangsbeschaltung aus L und C > eine recht hohe Guete hat und beim Abschalten des Relais eine > Oszillation verursacht, deren Undershoot durch den LM2940 > koppelt und den NE555 in Extremsituationen zum Resetten bringt? Was schlägst Du vor? Grossen C am Eingang?
> > Micha schrieb: >> Es gibt doch auch eine militärische Version vom ne555 mit >> erweitertem >> Temperaturbereich, wenn ich mich recht entsinne.. >> Die mal ausprobieren? > > Es gibt sogar 4 Versionen. > > NE555 bis 75°C > SA555 bis 85°C > NA555 bis 105°C > SE555 bis 125°C (kostet übrigens 10 EUR) > > Bestellt habe ich den SA555 auf Verdacht schon mal. ABER: Ich kann mir > nicht vorstellen, 75°C tief unter dem Armaturenbrett zu haben. 60°C > Oberflächentemperatur bestimmt, aber darunter? Zumal verbrät der 555 > kaum was an Leistung, Ausgang kann bis 200mA ab. > > Ratlos. Ich vermute eher einen "Fehler" im Schaltplan. Die genannten Gründe von Miller. Und noch was: Vielleicht könntest du dir einen NE556 zulegen. Dann ist es physikalisch zumindest mal nur ein einziger Chip.
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Ich würde zuerst die Spannungsversorgung mit Oszilloskop prüfen während der Fehler auftritt.
Stefan U. schrieb: > Ich würde zuerst die Spannungsversorgung mit Oszilloskop prüfen während > der Fehler auftritt. Poah. Den muss man erstmal haben. :-) Da würde es bei mir aufhören (noch). Und du würdest wahrscheinlich das Topic nicht erstellen. ;)
Quarktasche schrieb: > kann es sein, dass Deine Eingangsbeschaltung aus L und C > eine recht hohe Guete hat und beim Abschalten des Relais eine > Oszillation verursacht, deren Undershoot durch den LM2940 > koppelt und den NE555 in Extremsituationen zum Resetten bringt Vergessen Dir zu antworten. Wie meinst Du, eine hohe Güte? Das L schützt vor dem ganzen Lima Oberwellen Grusel im KFZ Netz. Das C ist üblich vor dem Spannungsregler. Stefan U. schrieb: > Ich würde zuerst die Spannungsversorgung mit Oszilloskop prüfen während > der Fehler auftritt. Wie soll ich vorgehen? Oszi an den Ausgang vom LM2940 und auf 200ms stellen, damit ich die Spannungseinbrüche sehe? Triggern lässt sich das ja kaum. Mein China Kracher kann 4s, 2s, 800ms, 400ms, 200ms, 80ms, darunter sieht man dann nix mehr.
Quarktasche schrieb: > kann es sein, dass Deine Eingangsbeschaltung aus L und C > eine recht hohe Guete hat und beim Abschalten des Relais eine > Oszillation verursacht, Das Verhalten von D1 dabei, macht mir auch Sorge... Markus H. schrieb: > Wie meinst Du das? Noch einen 680uF / 25V C vor den Spannungsregler? Ist der 0,47µF ein Elko? Dann tausch den mal gegen einen 100-220nF Kerko aus.
Teo D. schrieb: >> kann es sein, dass Deine Eingangsbeschaltung aus L und C >> eine recht hohe Guete hat und beim Abschalten des Relais eine >> Oszillation verursacht, > > Das Verhalten von D1 dabei, macht mir auch Sorge... Warum? Die tut nix, die ist lieb. Ist eine ganz übliche KFZ Schutzschaltung. Schützt bei 24V Jumpstart oder wenn geschweisst wird. Reisst dabei sich und die 2A Sicherung mit ins Grab und gut ist. Der LM2940 kann alles ab aber nicht Überspannung. Batterie verkehrt anschliessen macht ihm nix. Teo D. schrieb: > Ist der 0,47µF ein Elko? Dann tausch den mal gegen einen 100-220nF Kerko > aus. Jop, das ist ein Becher Alu Elko 85°C. Hm, Keramik habe ich gar nicht mehr viel in der Kiste. Geht auch ein Folienkondensator? Was stört Dich daran, die Impedanz? Die wäre eher am Ausgang kritisch, LM schreibt low ESR Cs am Ausgang vor (habe ich nicht).
Ich muss zu meiner Schande gestehen, ich habe etwas ganz wichtiges vergessen zu erwähnen. Im Laufe der Zeit wurden immer mehr LEDs verbaut, inzwischen sind es 59. Die sind jeweils paarweise seriell geschaltet, also als Paar mit 4.4V betrieben. Der Rest fällt am R 47 / 7W ab. Strom hätten wir somit 59 * 0.02, 1.18A. Maximal Load des LM2940 ist 1.15A. Das passt zu den Sommermonaten. LM2940 macht auf, Relais fällt ab, LM2940 schaltet ein, widerholt sich bis die Temperatur wieder in einen Bereich fällt, wo der LM2940 das gerade noch abkann.
> Mein China Kracher kann ....
Besser als nichts, oder? Ich habe gestern gesehen, daß es bei Amazon
Oszilloskop-Bausätze gibt, für den NF Bereich. Wenn ich wenigstens so
etwas früher gehabt hätte, wäre ich im 7. Himmel gewesen. Stattdessen
musste ich mit einem umgebauten Fernseher und später mit einer
Soundkarte vorlieb nehmen.
Markus H. schrieb: > Wie meinst Du das? Noch einen 680uF / 25V C vor den Spannungsregler? Ich würde mal einen 47uF nach dem Spannungsregler vorsehen. Und wie gesagt Blockkondensatoren an den 555 (Google hilft zum Thema weiter). > Maximal Load des LM2940 ist 1.15A. Bei entsprechender Kühlung. Maximallast sind entweder die 1,15A (das ist technisch das selbe wie deine 1,18A, du bist da also noch im "gelb-roten Bereich") oder die Last, bei der du die Wärme nicht mehr aus dem Chip herausbringst. Der zweite Fall tritt öfter ein. Er kann nämlich schon bei 200mA eintreten, wenn wieder mal der Kühlkörper vergessen wurde...
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Markus H. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Bei den fehlenden Blockkondensatoren. >> Und ich würde auch mal einen nennenswerten Pufferkondensator vorsehen. >> Der 220nF Kondensator nach dem Spanungsregler wäre mir da deutlich zu >> knapp. Besonders, wenn daraus ein Relais geschaltet werden muss... > > Wie meinst Du das? Noch einen 680uF / 25V C vor den Spannungsregler? Datenblätter lesen! http://www.ti.com/lit/gpn/LM555?keyMatch=lm555&tisearch=Search-EN-Everything Seite 15: "The LM555 requires a voltage supply within 4.5 V to 16 V. Adequate power supply bypassing is necessary to protect associated circuitry. The minimum recommended capacitor value is 0.1 μF in parallel with a 1-μF electrolytic capacitor. Place the bypass capacitors as close as possible to the LM555 and minimize the trace length." Daran solltest Du Dich erst mal halten, und nur dann davon abweichen, wenn Du weisst, was Du tust. Bei beiden 555 fehlen die Entkoppelkondensatoren komplett. Und mit den max. 200 mA aus Pin 3 muss noch das Relais mitversorgt werden, reicht das? Und beim Spannungsregler: Nochmal, Datenblätter lesen! http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=lm2940-n&fileType=pdf Seite 1: "COUT must be at least 22 μF to maintain stability. May be increased without bound to maintain regulation during transients. Locate as close as possible to the regulator. This capacitor must be rated over the same operating temperature range as the regulator and the ESR is critical; see curve" Warum baust Du denn hier eine 100 mal kleinere Kapazität ein? > Ratlos. Setze ruhig mal um, was die Hersteller vorschlagen. Meist wird es dann schon. Nachdem Dir, während ich voriges schrieb, die Erkenntnis kam dass der Regler unterdimensioniert ist, dürfte in einem Austausch desselben die Lösung liegen. Trotzdem würde ich die Bypasskondensatoren nachrüsten. Gruß, Bernhard
Lothar M. schrieb: >> Wie meinst Du das? Noch einen 680uF / 25V C vor den Spannungsregler? > Ich würde mal einen 47uF nach dem Spannungsregler vorsehen. Und wie > gesagt Blockkondensatoren an den 555 (Google hilft zum Thema weiter). Ok, ein 47uF C nach dem Regler sowie ein 100nF direkt an die Versorgungen vom 555er. Dennoch möchte ich darauf hinweisen, dass in den Datenblättern des 555er kein Hinweis auf ein BlockC steht. Bernhard D. schrieb: > Datenblätter lesen! > http://www.ti.com/lit/gpn/LM555?keyMatch=lm555&tisearch=Search-EN-Everything > Seite 15: > "The LM555 requires a voltage supply within 4.5 V to 16 V. Adequate > power supply bypassing is necessary to > protect associated circuitry. The minimum recommended capacitor value is > 0.1 μF in parallel with a 1-μF > electrolytic capacitor. Place the bypass capacitors as close as possible > to the LM555 and minimize the trace > length." > > Daran solltest Du Dich erst mal halten, und nur dann davon abweichen, > wenn Du weisst, was Du tust. > > Bei beiden 555 fehlen die Entkoppelkondensatoren komplett. Und mit den > max. 200 mA aus Pin 3 muss noch das Relais mitversorgt werden, reicht > das? > > Und beim Spannungsregler: Nochmal, Datenblätter lesen! Hab' ich. Nur wohl das alte: https://www.distrelec.ch/Web/Downloads/_t/ds/ne555-series_eng_tds.pdf Hier nix von Block erwähnt. Bei Deinem Link: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf P15, sehr wohl erwähnt. Ich mach' dann mal was mir gesagt und wünsche euch ein schönes WE. Berichte dann am Montag. Gruss, Philipp
Markus H. schrieb: > Bernhard D. schrieb: >> Datenblätter lesen! > > Hab' ich. Nur wohl das alte: > > https://www.distrelec.ch/Web/Downloads/_t/ds/ne555-series_eng_tds.pdf > > Hier nix von Block erwähnt. Ja, die Qualität der Datenblätter schwankt. Den Ersthersteller dieses uralten Teils gibt es schon lange nicht mehr, trotzdem fertigen immer noch mehrere Firmen den NE555 nach der Originalschaltung von 1971. Leider hat diese ein paar Macken, z.B. eine Stromspitze während des Umschaltens des Ausganges. Deshalb sind die Abblock-Cs erforderlich. Mehr Hintergrundinformation dazu gibt es vom Entwickler des NE555 ab S.11-1, speziell S.11-5: http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf Die CMOS Varianten sind da gutmütiger, liefern aber weniger Ausgangsstrom. Gruß, Bernhard
Markus H. schrieb: > Könnte es sein, dass der LM2940 am 'Limit' ist und bei hohen > Temperaturen so grad in die Current Overload Protection fällt? Ja.
Markus H. schrieb: > Vergessen Dir zu antworten. Wie meinst Du, eine hohe Güte? Das L schützt > vor dem ganzen Lima Oberwellen Grusel im KFZ Netz. Das C ist üblich vor > dem Spannungsregler. Hi Markus, auch wenn inzwischen ziemlich klar geworden ist, dass das Problem bei mangelnder Entkopplung und zu hohem Strom liegt, hier kurz mein Punkt: klar, die Spule muss sein, sollte aber ein verlustreiches Kernmaterial besitzen, um Schwingneigung zu mindern (HF Drossel), da beim Abschalten des Relais eine schnelle zeitliche Aenderung des Stromes erfolgt. Was von Dir verwendet wurde, geht aus dem Plan nicht naeher hervor.
Diode vors Relais, viele 555er mögen keine -0,7V am Ausgang, spinnen dann so wie beschrieben.
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Hallo Leute Das Problem ist gelöst. Ich habe zuerst im Auto die Schaltung vorsichtig erwärmt. War dann ziemlich happy, dass ich das Problem so einfach reproduzieren kann. Schaltung entfernt und gleich ins Labor gebracht. Noch happier war ich dann im Labor. Ich habe relativ wenig Last angehängt in der Form von 4 weissen LEDs die ich direkt mit 5V versorgt habe, damit die auch ein bisschen was ziehen. Auch da konnte ich mit dem Fön das Problem reproduzieren. Es lag also nicht an der Maximallast, aber dennoch: grusel00 zeigt der Ausgang am LM2940 ohne Last, noch gruseliger mit Last - grusel01. Mal fix geglättet aber das Problem war nach wie vor vorhanden. Ich habe dann weiter mit Abblockkondensatoren gearbeitet, was nicht den gewünschten Erfolg gebracht hat. Auch das Austauschen des NE555 gegen den SA555 hat nichts gebracht. Ich habe in eine dicke Aluplatte ein Loch gebohrt und konnte dann Bauteile geziehlt mit Wärme 'bestrahlen'. Der 555er brauchte nur ein klein wenig Hitze - man konnte den dabei noch gut anfassen also weit unter 60°C, schätze so 45-50°C - und schon triggerte der durch. Irgendwann mal habe ich festgestellt, dass der 555er auch ohne Wiedereinschaltvorgang durchtriggert, also die Spannungsquelle war die ganze Zeit dran. Nur ein bisschen erwärmen und zack blinken die LEDs. Da war ich schon mal sicher, dass nichts ab Ausgang Pin3 etwas damit zu tun haben könnte. Nur Wärme ist der Auslöser. Ab dann mal die grauen Zellen reaktiviert, da war es klar, zwischen Pin2 und Pin8 fehlt ein 10K Widerstand.
Peter D. schrieb: > An Eingang 2 des ersten IC fehlt der Gleichstrompfad, er floated. Könntest Du das noch etwas (un)genauer ausführen?
Markus H. schrieb: > Könntest Du das noch etwas (un)genauer ausführen? Der 10nF wird nur durch den stark temperaturabhängigen Biasstrom umgeladen und das ganze ist sehr hochohmig, d.h. super empfindlich gegen Störimpulse. Mit einem CMOS-555 würde es nie funktionieren. Man sollte immer sämtliche Eingänge statisch beschalten. Es sei denn, im Datenblatt steht ausdrücklich drin, daß der Eingang offen bleiben darf (z.B. bei einem internen Pullup/Pulldown).
Aeh ja, danke. Darauf bin ich zwischenzeitlich (siehe oben), nun selber darauf gekommen. Liesse sich das Raum-Zeikontinuum für mich optimal anpassen hätte ich Deinen Beitrag am Freitag gewünscht.
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Bearbeitet durch User
Es ist auch so, daß der Biasstrom den 10nF nur exakt bis zur Schaltschwelle umlädt, danach sperrt ja der Eingangstransistor. D.h. kleinste Änderungen der Betriebsbedingungen (Spannung, Temperatur) können den 555 wieder triggern.
Markus H. schrieb: > Aeh ja, danke. Darauf bin ich zwischenzeitlich (siehe oben), nun selber > darauf gekommen. Liesse sich das Raum-Zeikontinuum für mich optimal > anpassen hätte ich Deinen Beitrag am Freitag gewünscht. s.o.
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