Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Atmega328 wird beim Schalten eines Relais zerstört


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von McMajus (Gast)


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Hallo,

ich habe heute Nachmittag zwei Atmega328P geschrottet.
Meine Schaltung (siehe Anhang) soll ein bistabiles Relais von Finder 
(Set/Reset) schalten.

Nun habe ich ein kleines Programm (siehe unten) geschrieben, welches das 
Relais immer hin- und her schaltet. Dies funktioniert auch einige Zeit 
lang.
Nun habe ich testweise 230V angelegt. Die Schaltung funktioniert noch, 
aber ich sehe an meinem strombegrenzten Netzteil, dass der Strom mit 
jedem Schaltvorgang zunimmt. Wartet ich einfach ab, so bleibt der 
Controller irgendwann einfach stehen und benötigt fortan 330mA (kann ja 
nicht mehr sein).

Der Strom fließt nicht mehr in den Transistor, sondern definitiv in den 
Controller, was ich zum einen durch dessen Erhitzung, zum anderen durch 
Trennen des Relais herausgefunden habe.

Ein kleiner Hinweis zu guter Letzt: Der Controller sitzt räumlich recht 
Nahe an den 230V, lediglich getrennt durch eine Isolierung (könnte es 
was damit zu tun haben?)

Was könnte den Controller hier zerstört haben?

Grüße
McMajus

// Wird alle 4 Sekunden wechselweise mit true oder false aufgerufen
void relay_change(uint8_t state)
{
  if(state == true)  // Set the relay
  {
      digitalWrite(PIN_TRANSISTOR_S, HIGH);
      delay(200);
      digitalWrite(PIN_TRANSISTOR_S, LOW);
  }
  else
  {
      digitalWrite(PIN_TRANSISTOR_R, HIGH);
      delay(200);
      digitalWrite(PIN_TRANSISTOR_R, LOW);
  }
}

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Steht da 47 Ohm? Das ist zu wenig.

von McMajus (Gast)


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Hallo,

nein, da steht "470".
Leider wurde das Bild beim Hochladen total verpixelt.

Gruß
McMajus

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich denke, die Fehlerursache ist nicht im Schaltplan zu sehen.

von Dieter (Gast)


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Gibt es ein Photo des Aufbaus?

Koennte das ein Wechselrelais sein?
Sind die Transistoren noch in Ordnung?

von Mani W. (e-doc)


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McMajus schrieb:
> Ein kleiner Hinweis zu guter Letzt: Der Controller sitzt räumlich recht
> Nahe an den 230V, lediglich getrennt durch eine Isolierung (könnte es
> was damit zu tun haben?)

Bist Du sicher mit der "Isolation"?

Die 230 Volt AC sollten einige Millimeter Abstand von allen anderen
Bauteilen haben...

McMajus schrieb:
> Nun habe ich testweise 230V angelegt.

Mit Last? Wenn ja, welche?

McMajus schrieb:
> Leider wurde das Bild beim Hochladen total verpixelt.

Bitte um die Spulendaten des Relais oder gleich ein Datenblatt...

von McMajus (Gast)


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Hallo,

danke allen für die Ideen bis hierher. Ich versuche mal nacheinander die 
Fragen zu beantworten:

@ Dieter:
- Ja klar gibt es ein Foto des Aufbaus. Siehe Anhang.
- Ja, es handelt sich um ein Wechselrelais, hier der Link zum 
Datenblatt: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1400000-1499999/001419697-da-01-de-PRINT_RELAIS_41_52_6_024_4016.pdf
Die relevanten Daten sind auf Seite 2 in der rechten Spalte
- Die Transistoren hat es nicht gekostet. Mit 5V kann ich diese manuell 
schalten

@Mani W:
- Ich habe überlegt, ob es das sein kann.
Ich habe mich an die Atex-Norm EN/ISO 60079-11 angelehnt. Dort gibt es 
eine Tabelle 5, in der Sicherheitsabstände verschiedener 
Spannungsbereiche dargelegt werden.
Die 230V fließen auf der Unterseite der Platine, die Kleinstspannung 
oben. 230V Durchkontaktierungen haben einen Abstand von >= 4mm zu 
weiteren Durchkontaktierungen mit Ausnahme dreier Leiterbahnen der 
Kleinstspannung (>= 3mm). Diese habe ich unter Lack gelegt.
- Die Last war und ist eine LED Tischlampe, Netzteilangaben: Input: 
100-230V/~0.5A 50-60Hz
Output: 12V=0.5A
- Das Datenblatt des Relais habe ich weiter oben verlinkt

Ein Kommentar zum Anhang.
Ihr seht im ersten Bild die Unterseite der Platine.
Die betreffende Kleinstspannung ist auf der Oberseite. Die grün 
markierten Bereiche sind dort vollständig frei gehalten.
Der rote Bereich ist eine senkrechte Platine, die von oben in 
SMD-Stiftleisten steckt und wo auch der uC sitzt.
Zusätzlich befinden sich dort die 3 Leitungen unter Lack.
Das 2. Bild veranschaulicht den Aufbau

Grüße
McMajus

von batman (Gast)


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Hast du mal den Schaden am Chip genauer eingegrenzt? Mit Diodenprüfer 
mal die Uf an den Ports messen. Einmal gegen Vcc, dann gegen GND...

von Forist (Gast)


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McMajus schrieb:
> Schaltung.jpg

McMajus schrieb:
> nein, da steht "470".
> Leider wurde das Bild beim Hochladen total verpixelt.

Das liegt daran, dass du es im, für Linienzeichnungen völlig 
ungeeigneten, JPEG-Format hochgeladen hast. Mit Kompression auf 12kB 
hast du dann keine Chance.

Probier es einfach mal mit dem PNG-Format (bevor der Inhalt mit 
JPEG-Kompressionsartefakten verhunzt wurde).

Hast du den Hinweis auf Bildformate beim Hochladen nicht 
gelesen/verstanden?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich würde gerne mal wissen, wie denn nun die Stromversorgung des MC 
gelöst ist. Der Verdacht liegt nahe, das da was im Argen liegt.

von Mc Frickler (Gast)


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McMajus schrieb:
> lediglich getrennt durch eine Isolierung (könnte es
> was damit zu tun haben?)

Ja.

McMajus schrieb:
> Was könnte den Controller hier zerstört haben?

Induktionsspannungen die auf offene, unbenutzte Eingänge des
Controllers einstreuen. Die Eingangs-Schutzdioden brennen
durch und "brauchen" Strom.

Mal so ins Blaue hineigeschätzt ohne den Aufbau zu kennen.

McMajus schrieb:
> - Ja klar gibt es ein Foto des Aufbaus. Siehe Anhang.

Da sieht man nichts.

von Wolfgang (Gast)


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McMajus schrieb:
> Meine Schaltung (siehe Anhang)

Spendiere deinem Spannungsregler (AMS1117?) mal einen Ladeelko, so wie 
im Datenblatt in der Applikation gezeigt und sorge dafür, dass dort 
nicht das Relais mit dran hängt, i.e. baue davor eine Entkopplungsdiode 
ein.

Wer weiß, wie deine 12V aussehen.

Was hast du für Transistoren eingesetzt. Wie kommst du bei nominell 
weniger als 60mA Relaisstrom auf einen Basisvorwiderstand für den 
Transistor von 470Ω?

Den Isolationswiderstand zwischen Niederspannungsteil und Lastkreis 
könntest du auch sicherheitshalber mal messen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Induktionsspannungen die auf offene, unbenutzte Eingänge des
> Controllers einstreuen. Die Eingangs-Schutzdioden brennen
> durch und "brauchen" Strom.

Das finde ich interessant. Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, wie so 
ein 2mm langer Pin genug Energie einfangen soll, um diese Dioden zu 
zerstören.

Aber wenn das wirklich so ist, müsste es doch genügen, unbenutzte Pins 
als Ausgang zu konfigurieren, richtig?

von Wolfgang (Gast)


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Mc Frickler schrieb:
> Induktionsspannungen die auf offene, unbenutzte Eingänge des
> Controllers einstreuen.

Induktion setzt geschlossene Leiterschleifen voraus. Die sind bei 
offenen Eingängen eher nicht vorhanden, weil offen.

von A. B. (Gast)


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Neben "offenen" Pins geht meine Vermutung auch stark in Richtung 
Versorgung des uC. Beim AMS1117 steht unter "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" 
15V, damit ist dann wirklich die äußerste Grenze gemeint, nicht 
"Normalbetrieb". Mit 12V  (stabilisiert?????) ist man da schon gefählich 
nahe dran.

Abgesehen davon ist es doch etwas ... sonderbar, ausgerechnet einen 
Low-Drop-Regler zu verwenden, um von 12V auf 3.3V herunterzukommen. Dem 
sollte man dann vielleicht eine vorgeschaltete Z-Diode spendieren, um 
einen Teil der Eingangsspannung zu vernichten.

von Dieter (Gast)


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Vermutlich lief es mit nur den 12V ohne 240V Netz problemlos. Mit dem 
Netz ging es dann bergab mit der Schaltung. Beim Relais vermisse ich 
auch eine Snubber-Beschaltung auf der Netzseite. Bei der Enge der 
Bauteile sind Einkopplungen (magnetisch des Relais) durchaus möglich.

von McMajus (Gast)


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Hallo,

ich messe gerade mit dem Oszi nach...
...die Versorgung ist absolut ruhig. Die größte Störung sind seltene 
Transienten mit +-20mV
Ansonsten stabile 12V...

@batman:
Gerade gemessen. Alle Dioden haben in Durchlassrichtung 700-740mV 
Spannung.
Die Sperrrichtung ist hochohmig.

@Mc Frickler:
Nach euren Einschätzungen und den Messungen klingt Induktion 
realistisch. Fraglich ist nur, wie eine derartige Induktionsspannung am 
Pin anliegen kann. Wäre die Spannung zu hoch, so würde der Transistor 
durchschalten und die Induktion gegen Masse kurzschließen. Ich bräuchte 
also eine so hohe Leistung, dass die Spannung trotz Transistor und 
Widerstand am Eingang des Port-Pins noch hoch genug ist. Ist nicht 
unmöglich aber sehr unwahrscheinlich.

@Wolfgang:
Klar sind 470Ohm bei 60mA sehr hoch gegriffen. Aber das ist ja nicht 
weiter tragisch. Nehme ich 10mA Basisstrom an, so können bei einem Beta 
von 100 zwar 1A fließen, aber die tun das eben nicht.
Sollte den uC aber nicht zerstören, weil er ja laut Datenblatt 20mA pro 
Pin kann (bis zu einer bestimmten Summe).
Das Argument gegenüber Mc Frickler spricht für mich gegen die 
Induktionsspannung, wobei es sich um einen Ausgang handelt, wodurch ich 
gegen Masse über den Widerstand+Transistor natürlich wieder einen Kreis 
bilde...
Ich habe gerade mal den uC getrennt und am Widerstand vor dem Transistor 
(also da wo eigentlich der uC sitzt) gemessen. Fließen 230 V habe ich 
dort einen Ripple von etwa +-200mV. Sind sie weg, so sind es dort +-20mV 
Rauschen...

@A. B.:
Zunächst erzeuge ich keine 3.3V sondern 5V.
Zum anderen mag das sein, dass ich hier mit einem Low-Drop Regler mit 
Kanonen auf Spatzen schieße, aber das müsste sich die Arduino-Community 
auch gefallen lassen. Dort ist derselbe Regler (Model Uno) drauf.

Grüße
McMajus

von McMajus (Gast)


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Nachtrag:
@Dieter:
Das habe ich auch mal verdächtigt. In der Tat geht der Controller erst 
bei 230V kaputt. Und mit jedem Schaltvorgang braucht es mehr Strom...
Jetzt weiß ich wieder woran mich der ganze Mist erinnert hat: Bei der 
EMV-Surge Prüfung verhält sich eine Z-Diode genau so. Mit jedem Schuss 
kriegt sie mehr ab, bis sie irgendwann durchbrennt :(
Ich muss mir erst mal eine geeignete Snubber-Schaltung ausdenken... Wie 
müsste die aussehen?

von McMajus (Gast)


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Nachtrag2:
@Dieter:
Da ist auf alle Fälle was faul!
Wenn ich von Hand 5V an den Pin anlege und diesen ersetze, sehe ich 
(AC-gekoppelt) den Spannungsverlauf im Bild oben. In diesem Fall habe 
ich die 230V getrennt (Reset) weshalb der Ripple nach dem Schaltvorgang 
weg ist.
Was ich mir nicht erklären kann: Wenn ich die Spannung anlege, könnte es 
tatsächlich einen Peak durch das Abschalten geben. Aber wenn ich die 
Spannung wieder weg nehme, sollte das Relais ja stabil stehen und 
einfach bleiben wie es war. Warum sehe ich trotzdem so was hässliches... 
trotz Freilaufdiode...?

von Michael B. (loetmichel)


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Ein Snubber ist klassisch ein 120 Ohm widerstand und ein 100nF 
Kondensator in reihe über den Relaiskontakt.

Was für diden beutzt du für die Freilaufdioden? Sind die schnell genug? 
(1n4001 sind da viel zu langsam um Wirkung zu zeigen, 1n4148 gehen, sind 
aber etwas schwach auf der Brust was den erlaubten(Impuls-)Strom angeht)

Michael.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
ähnliches Prob. hatten wir schon einmal:
Beitrag "Entstörung mit RC Glied/Dimensionierung"

von Wolfgang (Gast)


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McMajus schrieb:
> ich messe gerade mit dem Oszi nach...
> ...die Versorgung ist absolut ruhig. Die größte Störung sind seltene
> Transienten mit +-20mV
> Ansonsten stabile 12V...

Auch während das Relais schaltet?
Trigger mal auf die Schaltzeitpunkte, insbesondere auf den 
Abschaltzeitpunkt.

Der AMS1117 überlebt den sterbenden µC, i.e. die 5V am µC sind ok?

Zeige doch mal ein Schaltbild, wo alles vernünftig drin steht und man 
keinen Augenkrebs bekommt.

von Thomas O. (kosmos)


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Ich baue das ganze anderst auf. Vor den Spannungsregler ein Elko dann 
nochmal jeweils am Ein- u. Ausgang ein 100nF Kerko, spezielle Regler 
möchten dann evtl. noch 1-10µF am Ausgang.

Die normale Z-Diodenschaltung mittels Widerstand und Z-Diode ersetze ich 
gegen eine Drosselspule (100µH) als Begrenzungswiderstand, die mir 
gleichzeitig kurze Impulse wegfiltert und statt der Z-Diode verwende ich 
eine Supressordiode (das ganze vor dem Spannungsregler)

Ich habe bei meinem Schaltungen keinerlei Probleme auch wenn diese sich 
direkt neben einer KFZ-Zündspule oder direkt neben der Funkenstrecke 
befindet.

Der µC bekommt jeweils an VCC und AVCC eine 10µH Drosselspule verpasst.

Und die Resetbeschaltung besteht aus dem empfohlenen RC-Filter aus 10 
kOhm und dem 100nF Kerko, welcher bei dir auch fehlt.

Das mit dem Verschleißverhalten kenne ich bei Z-Dioden noch nicht aber 
bei Varistoren ist es wohl so das jeder Durchbruch Sie dem Ableben näher 
bringt, in der Unterhaltungselektronik eine Sollbruchstelle.

von Thomas O. (kosmos)


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da du ja aber ein Oszilloskop hast, klemme an es mal nach dem 
Spannungsregler an und/oder auch am Resetpin. Da dein Relais ja munter 
in beide Richtungen induziert wäre evtl. eine Diode vom Reglerausgang 
zum Reglereingang anzuraten.

Und ansonsten die Störquelle direkt entstören, das wäre eben ein Snubber 
an der Relaisspule.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Da ist auf alle Fälle was faul!
> Wenn ich von Hand 5V an den Pin anlege und diesen ersetze, sehe ich
> (AC-gekoppelt) den Spannungsverlauf im Bild oben.

Da ist nichts faul. Der gelbe Kurvenverlauf entsteht durch den 
Eingangs-Kondensator des Oszilloskopes, weil es auch AC gestellt wurde. 
Die Amplitude der "Peaks" beträgt 5V.

von Dieter (Gast)


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Bei dem Aufbau hast Du Dir anscheinend eine Menge EMV-Probleme 
eingehandelt.

Am Aufbau würde ich noch folgendes räumlich ändern:
Alle 240V-Teile auf eine Hälfte der Platine und die Leiterbahnen 
ebenfalls. Auf der anderen Hälfte die stehende Platinen sind so weit ok, 
aber ganz an die Außenseite sollte die stehene Platine des 
MiniProzesssors befinden. Auf der stehenden Paltine in der Mitte sind 
Spannungsregler und die Schalttransistoren.

Die Snubberbeschaltung ist vor allem bei den Kontakten des Realais auf 
der 240V-Seite erforderlich. Diese bestehen aus Widerstand und 
Kondensator.
Auf der Spulenseite Freilaufdiode und zusätzliche kleine 
Snubberschaltung anzubringen, ist gut.


Aus der Vergangenheit von TTL und CMOS gibt es noch vereinzelt Artikel 
zu finden über Latches Trouble durch das "zünden" parasitärer Bauteile 
im inneren des IC. Das gilt übrigens auch für die Mikrocontroller. Den 
Effekt hast Du ja schon beschrieben in der stufenweise Erhöhung des 
Stromes. Eigentlich ein gutes Beispiel Deine Schaltung für EMV. Wenn es 
der Etat zuläßt, würde ich die Schaltung aufheben und ein zweites mal 
komplett neu bauen. (Wenn Du so ein EMV-Problem mal bewußt aufsetzen 
willst, wirst Du es so nie mehr hinbekommen.)

Es gibt übrigens für MIL-Bauteile einen Test mit einem starken E-Feld 
und B-Feld bei dem die Bauteile nicht "Latchen" dürfen. Sowas läßt sich 
auch selbst leicht aufbauen. Durch Peaks an den Beinchen ist "latchen" 
natürlich auch möglich.

Und es gibt auch noch "ganz dumme" Störungsfälle die Auftreten können. 
Einige könnten passen.

Wenn vor dem Spannungsregler ein weiterer Verbraucher hängt (hier Relais 
mit Schaltransistor) kann es passieren, dass eine längere Zuleitung 
(hier 12V) dynamische Spannungsabfälle auftreten unter die 
Ausgangsspannung des Spannungsreglers. Komischerweise gibt es Regler 
(selten, aber Murphys Law), die kurzzeitig einen Regelaussetzer haben 
und ein kurzer Impuls der Eingangsspannung am Ausgang erscheint. Abhilfe 
schafft hier die kleine Diode über dem Spannungsregler angebracht.
Überspannungsimpulse können natürlich auch auftreten. Dagegen gibt es 
vorgeschaltete Zenerdioden zur Überspannungsableitung.

Im ausgeschalteten Zustand ist der Ausgang nicht Überspannungsfest. Die 
BE-Strecke wirkt als Diode und in Sperrichtung bricht diese erst über 6V 
durch. Meist reicht ein zusätzlicher Widerstand mit dem 10 bis 20 fachen 
des Vorwiderstandes (bei Dir 470 Ohm ( würde diese auf 1 kOhm erhöhen)).

von Wolfgang (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> Und ansonsten die Störquelle direkt entstören, das wäre eben ein Snubber
> an der Relaisspule.

An der Relaisspule sollten die Freilaufdioden die Entstehung einer 
größeren Induktionsspannung beim Abschalten erledigen - ist doch kein 
AC.

Dieter schrieb:
> Abhilfe schafft hier die kleine Diode über dem Spannungsregler angebracht.

Die hilft, wenn beim Spannungsregler die Eingangsspannung nicht 
wesentlich kleiner als die Ausgangsspannung sein darf. Bei 5V dürfte das 
nicht das Problem sein. Eine U_CE von -5V dürfte der AMS1117 am 
Regeltransistor doch wohl locker wegstecken.

Bleibt die Frage, ob der AMS1117 stirbt und den µC mit nimmt oder ob nur 
der µC alleine stirbt.

von McMajus (Gast)


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Hallo,

@Stefan Us:
Ist mir auch gerade aufgefallen.
Das wäre eine zu schöne Erklärung gewesen, deshalb habe ich gar nicht 
darüber nachgedacht, ob das überhaupt Sinn ergibt.
Ich habe gerade mal den AC zu DC umgestellt und siehe da: Die Spannungen 
sehen hervorragend aus. Scheint es also doch nicht zu sein.

@Dieter:
Ich verstehe nicht so richtig, worauf du hinaus willst. Nehme ich an, 
die BE-Strecke würde in Sperrrichtung durchbrechen, so müsste das 
Potential an der Basis 6V unter dem der Masse liegen. Wo genau hilft mir 
jetzt da ein Widerstand?
Der Effekt des Reglers höre ich zum ersten Mal. Ist ja interessant.
Würde also bedeuten, wenn durch EMV kurzzeitig zu wenig Eingangsspannung 
anliegt, dann ist der Regler verwirrt und lässt kurzzeitig die 12V vom 
Eingang durch. Damit sieht der Atmega328P einen 12V Peak und das hält er 
über längere Sicht nicht aus. Muss ich mit dem Funktionsgenerator mal 
prüfen, ob der Effekt bei diesem Regler tatsächlich vorliegt.

Allgemein zur Snubber-Schaltung. Das kann ich fürs Erste nicht 
probieren, weil mir die entsprechenden Hochspannungs-Kondensatoren 
fehlen. Die 16V Typen halten das sicher nicht aus.
Auch kann ich gerade keine Atmega328P mehr auflöten, weil ich keine mehr 
habe.
Und auch neue Platinen werden erst mal ein paar Wochen gehen...
Ich versuche mal herauszufinden, was das Problem wirklich war. Ich werde 
auf alle Fälle die Lösung des Problems hier drunter posten, damit 
nachfolgende Suchende die Lösung nachvollziehen können.

Jedenfalls danke an alle, jetzt habe ich wieder Ideen, wonach ich suchen 
kann.

Grüße
McMajus

von Relais (Gast)


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Ich habe mehrere Schaltungen fast identisch aufgebaut. Der einzige 
Unterschied ist dass ich einen ATtiny und einen Profet verbaut habe. Und 
statt dem 470Ohm habe ich einen 270 Ohm verbaut. Rest ist identisch. Und 
ich habe keinerlei Probleme. Mir ist der ATTiny mal gekillt worden als 
ich die Freilaufdiode vergessen habe. Als Freilaufdiode verwende ich 
eine Schottky.

von Relais (Gast)


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Auf was ich besonders geachtet habe: ich habe die 230Volt komplett 
getrennt vom Rest und beim fräsen der Platine mit einem 1mm Fräser einen 
richtigen "Graben" zw. 230Volt und Rest gefräst.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wieso verwendest du eigentlich so kleine Widerstände an der Basis des 
Transistors? Ich nehme dort immer irgendwas zwischen 1k und 10k Ohm, je 
nachdem, was gerade verfügbar ist.

(Wobei das wohl kaum die Problemursache ist)

von Dieter (Gast)


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Mit 230V angelegt, manuell schalten und an den Pins des ATinys, bzw. den 
Lötflächen messen, ob  dort auffällige Spitzen auftreten, wäre jetzt 
noch möglich zu messen. Aber dabei aufpassen, dass Du nicht das Oszi 
killst.

> @Dieter:
> Wo genau hilft mir jetzt da ein Widerstand?
Das IC verträgt nur -0.5V...-0.7V. Meist reicht ein Widerstand zwischen 
BE, wie angeben oder verwendet eine Diode in umgekehrter Richtung.

> Die 16V Typen halten das sicher nicht aus.
Eigentlich müßten dafür die VDE-Typen verwendet werden. Diese sind aber 
teuer und groß.

von Peter D. (peda)


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Auch wenn das hier immer wieder gebetet wird, ich halte nichts von 
minimalen Kondensatoren am Spannungsregler. Bei mir ist für 5V ein 47µF 
Elko mit 100nF Keramik parallel je an Ein- und Ausgang das Minimum.
Spannungsregler sind keine schnellen Regler, d.h. Transienten können 
leicht vom Eingang durchgreifen. Daher ist ein Puffer sinnvoll, der sie 
ableiten kann. Und eine Transzorb sehe ich auch fast immer vor.

Wenn dann immer noch der MC abraucht, dann ist ne ungünstige 
GND-Leiterbahnführung die Ursache.

Offene IO-Pins stören höchstens den Programmablauf und erhöhen etwas den 
Ruhestrom.

von Wolfgang (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Bei mir ist für 5V ein 47µF
> Elko mit 100nF Keramik parallel je an Ein- und Ausgang das Minimum.
> Spannungsregler sind keine schnellen Regler, d.h. Transienten können
> leicht vom Eingang durchgreifen.

Wobei ein großer Kondensator am Ausgang den Regler nur unnötig kapazitiv 
belastet. Und für die hohen Frequenzen reicht der kleine.

von batman (Gast)


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Ein kleiner Elko hat einen hohen ESR hat und ein großer hohe 
Induktivität, beide lassen Transienten passieren.

von McMajus (Gast)


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Hallo,

eine kleine Sache habe ich in der Zwischenzeit untersucht:
Die Versorgungsspannung bzw. genauer den AMS1117.
Die Ergebnisse findet ihr im Anhang.
Ich werde wohl weitersuchen müssen...

Grüße
McMajus

von Thomas O. (kosmos)


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Deine Untersuchung ist wie eine Seifenblase, R Last ist überhaupt nicht 
definiert bzw. spricht du immer von unbelastet, wenn man keine Last 
angeschlossen hat dann stört ja dieser Impuls auch nicht und wer 
betreibt so einen Regler auch außerhalb seiner Spezifikation? Das 
Datenblatt schreibt ganz deutlich das man einen 22µF Kondensator am 
Ausgang vorsehen soll.

Und wenn man direkt vom Brückengleichrichter auf den Regler geht wären 
da auch nochmal ca. 3000µF/1A empfehlenswert.

Teste das Ding unter realistischen Bedingen und halte dich an das 
Datenblatt.

Die Bilder mit dem Impuls am Ein- und Ausgang direkt nebeneinander 
setzten, amit man das auf einem Blick sehen kann.

Ich handhabe das so das auch Impuse die max. Vin nicht überschreiten, da 
gibt es so viele Möglichkeiten wie einen RC o. RL-Tiefpassfilter, 
Z-Dioden Begrenzung...

von McMajus (Gast)


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Hallo,

da hat wohl jemand schlechte Laune...
...und interpretiert Sachen ins Datenblatt und in dieses Forum, die 
nirgendwo stehen.

Erstens:
The value of 22μF tantalum covers all cases of bypassing the adjustment 
terminal. Without bypassing the adjustment terminal smaller capacitors 
can  be used with equally good results.

Hier steht, dass man sehr wohl kleinere Kondensatoren verwenden darf, 
sofern kein Bypass zum Adjustment notwendig ist. Da ich einen 
FESTspannungsregler habe (der hat eine FESTE Spannung) betrifft mich das 
nicht. Und sonst verliert das Datenblatt kein Wort zur Größe der 
Kapazität.

Zweitens:
Es war auch nicht Ziel der Analyse, ob der Regler stabil ist, sondern ob 
er kurzzeitige Überspannungspulse hindurch lässt oder nicht.
(Stabilität -> Siehe Pol-Nullstellen-Plan, Laplace-Transformation und 
Regelungstechnik)

Drittens:
Wer spricht hier von einem Brückengleichrichter? Das ist an dieser 
Stelle Schwachsinn. Da ging es gar nicht drum.
Hätte ich einen Kondensator von 3mF da hin getan, hätte ich ein 
Generatormonster gebraucht, um die Spannung pulsförmig ansteigen und 
abfallen zu lassen.

An die anderen Foristen: Ich wollte lediglich ein Teil der 
Lösungsfindung präsentieren, sodass nachfolgende Suchende ausschließen 
können, dass sie dieses Problem haben oder nicht haben.

Grüße
McMajus

von Wolfgang (Gast)


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McMajus schrieb:
> Die Ergebnisse findet ihr im Anhang.

Mit deinem Fazit "Zudem sollte bei hochohmigen Lasten ... keinesfalls 
auf den Ausgangskondensator verzichtet werden" sprichst du dem 
Hersteller AMS aus der Seele.

Nicht ohne Grund steht im Datenblatt des AMS1117 im Abschnitt 
"Stability":

"The circuit design used in the AMS1117 series requires the use of
an output capacitor as part of the device frequency compensation.
The addition of 22μF solid tantalum on the output will ensure
stability for all operating conditions."

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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McMajus schrieb:
> Leider wurde das Bild beim Hochladen total verpixelt.
Das verlustbehaftet komprimierende JPEG ist auch nicht das richtige 
Format für eine Computerstrichzeichnung. PNG oder GIF ist da das 
richtige...

Relais schrieb:
> Als Freilaufdiode verwende ich eine Schottky.
Eine ganz normale 1N4148 reicht da auch...

Mc Frickler schrieb:
> Induktionsspannungen die auf offene, unbenutzte Eingänge des
> Controllers einstreuen. Die Eingangs-Schutzdioden brennen
> durch und "brauchen" Strom.
Der Ansatz ist korrekt, aber die logische Schlussfolgerung mit den 
Schutzdioden ist falsch. Denn nicht diese Dioden sind das Problem.

Wenn unbenutze Eingänge offen gelassen werden, dann pegelt sich dort die 
Spannung im Laufe der Zeit so ein, dass sowohl der P-Kanal und der 
N-Kanal Mosfet des Eingangstreibers "halb" leitet und ein Strom von Vcc 
nach GND fließt (einfach mal im Datenblatt das Schaltbild des IO-Pins 
ansehen). Wenn das bei mehreren Pins der Fall ist, dann kann die 
Verlustleistung für den Chip zu groß werden: er überhitzt.

Deshalb: unbenutze Pins auf Ausgang schalten. Oder auf Eingang mit 
Pullup.

: Bearbeitet durch Moderator
von Karl (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> "The circuit design used in the AMS1117 series requires the use of
> an output capacitor as part of the device frequency compensation.
> The addition of 22μF solid tantalum on the output will ensure
> stability for all operating conditions."

Das ist für LDOs normal, für die guten alten 78L05 reichen 10µ. 
Allerdings sollte man bei LDOs auch nicht zu hoch gehen, sonst neigen 
die zum Schwingen.

Da LDOs prinzipiell schlechter Transienten ausregeln kann es schon sein, 
dass Rückspeisungen der schaltenden Relais auf die 12V den AVR gekillt 
haben.

von Thomas O. (kosmos)


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Ups bin kritischer rüber gekommen als ich wollte.

Ich fand nur das dein Fazit andere dazu verführt alle Maßnahmen außer 
acht zu lassen.

Es war hier ein Beispiel dass man in anderen Fällen 3mF genommen hätte 
und man in diesem Fall nicht mal 100uF zur Seite stellt. Aber deine 
Ableitung finde ich gut dass bei einem größeren Elko der Impuls nicht so 
durchgeschlagen hätte. Müsste eben nur angewendet werden.

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