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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsversorgung Arduino läuft nicht über Vin oder 5V-Pin


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Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Hallo Board,

Mein Problem:
Der Arduino Nano V3 läuft nur wenn er über USB versorgt wird
(Dazu habe ich in meiner Kaffeemaschine zu wenig Platz).
Der Anschluss von 5V an den 5V-Pin oder von 9V/200mA an VIn
bringt den Nano zum Absturz (manchmal nach 10s manchmal nach 20Minuten 
aber Absturz ist sicher).

Mein Projekt:
Ich nehme Daten von meiner Siebträgermaschine (Kaffeemaschine) wie
Boilertemperatur, Gewicht in Tasse und Pumpenlaufzeit.

Meine Hardware:
Arduino Nano V3, 9V-Netzteil max 200mA,
OLED 0.96" über I2C, TSIC TempSensor über Wire, Loadcell über HX711, 
230V-Relais welches mit RC-Glied entsört ist und am Kontakteingang auf 
die CPU mit Z-Diode 5,6V gegen GND.
Ein Relais-break-out-Board welches über Kontakt 12V schaltet.

Warum kann ich den Nano nicht sicher über Vin oder 5V-Pin versorgen?

Hat jemand eine Idee?

Danke und Gruß
Vater

Autor: Sohn (Gast)
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Ich würde ein kräftigeres Netzteil versuchen !?

Autor: Falk B. (falk)
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Vater_ E. schrieb:
> Warum kann ich den Nano nicht sicher über Vin oder 5V-Pin versorgen?

Kann man schon. Deine Beschreibung klingt nach Wackelkontakt oder 
Spannungseinbruch.

>230V-Relais welches mit RC-Glied entsört ist

Naja, schon mal gut, kann aber im Einzelfall trotzdem noch genug stören.

Kannst du den Absturz mit Aktionen provozieren? Sprich, stürzt der 
Arduino beim EIn- oder Ausschalten des Relais ab? Oder einfach so wenn 
gar nix passiert?

Autor: Brain 2.0 (Gast)
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Und woher bekommst du die 12 Volt die über das Relais-Modul geschaltet 
wird ?

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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> Relais ... am Kontakteingang auf die CPU mit Z-Diode 5,6V gegen GND.

Das ist unverständlich. Die Sprache der Elektroniker ist der Schaltplan. 
Zeichen das mal auf. Gerne ein Foto von Bleistift auf Papier.

> Und woher bekommst du die 12 Volt die über das
> Relais-Modul geschaltet wird ?

Sehr gute Frage. Mit den gleichen 12V würde ich auch das Arduino Board 
betreiben, ggf mit einem externen Spannungswandler, falls der On-Board 
zu heiß wird.

Vermutlich ist dein Netzteil ungeeignet.

Wenn ich 9V Netzteil höre, denke ich an Trafo-Netzteil mit 
Gleichrichter. Genau 9V braucht eigentlich kein Gerät, auf dem 9V drauf 
steht. Die haben intern alle noch einen dicken Kondensator (z.b: 2200µF 
25V) gefolgt von einem Spannungsregler (z.B. LM7805).

Ein Spannungsregler hat dein Arduino Board auch, aber vermutlich keinen 
dicken Kondensator zum Glätten der 9V. Den kannst du ja mal hinzufügen.

Was den 5V Eingang angeht, da darf natürlich nur ein stabilisiertes 5V 
Netzteil ran. Die meisten Handynetzteile eignen sich dazu ebenfalls, 
obwohl sie nur grob stabilisiert sind. Allerdings habe ich bei 
Handynetzteilen des öfteren zwei Knackpunkte gehabt:

1) Im Leerlauf geben manche zu viel Spannung (mehr als 5,5V ab). In 
diesem Fall hilft eine gewisse Grundlast durch einen 220Ω Widerstand.

2) Nach dem Einstecken steigt die Spannung zuerst an, sackt wieder ab 
und steigt dann erneut an, was zu einem Fehlstart des µC führt. Dem kann 
man begegnen, indem man den Brown-Out Detektor per Fuse auf 4,3V 
einstellt und aktiviert. Wenn es ganz hart kommt, hilft ein dicker Elko 
(100µF) am Reset Eingang. Den muss man aber beim Programmieren mittel 
ISP Programmieradapter wieder abklemmen (es gibt elgantere Lösungen).

: Bearbeitet durch User
Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Hallo liebe Leute, danke für die Infos!
Wenn ich über USB versorge - kam auch schonmal ein Absturz vor, da
konnte ich sehen, dass in diesem Fall nur das OLED tot war, aber die
CPU weiter lief. Wenn ich den Nano anders versorge kann ich glaub ich 
nicht den Seriellen Monitor mitlaufen lassen über PC.

Hier einige Antworten:

Sohn schrieb:
> Ich würde ein kräftigeres Netzteil versuchen !?
Der Nano benötigt 0.02mA mit Wägezelle 0,04mA - das 9V Netzeil liefert 
200mA, das sollte doch reichen.

Falk B. schrieb:
> Kannst du den Absturz mit Aktionen provozieren? Sprich, stürzt der
> Arduino beim EIn- oder Ausschalten des Relais ab? Oder einfach so wenn
> gar nix passiert?
Wenn ich nur den Arduino versorge und Kaffeemaschine/230V+12V komplett 
vom Netz trenne, stürzt er auch ab zwischen 10s bis 20 Minuten

Falk B. schrieb:
> Deine Beschreibung klingt nach Wackelkontakt
Ist gelötet, bei einer Versorgung könnte ich mir das durchaus 
vorstellen, aber bei beiden Versorgungsarten (Vin und 5V-Pin)?

Brain 2.0 schrieb:
> Und woher bekommst du die 12 Volt die über das Relais-Modul geschaltet
> wird ?
12V-Versorgung als Fehler schliess ich aus, weil es auch bei getrennten 
12V/230V passiert.

Stefanus F. schrieb:
> Vermutlich ist dein Netzteil ungeeignet.
Könnte sein. Das 5V (HandyNetzteil evtl.) und das 9V Netzteil sind 
willkürliche Netzteile, die ich noch zu Hause hatte. Aber was ist an 
denen Falsch? der 9V-Stecker ist nicht geerdet, somit kann ich die 
Abschirmung dieser nicht verbessern.

Stefanus F. schrieb:
> 1) Im Leerlauf geben manche zu viel Spannung (mehr als 5,5V ab). In
> diesem Fall hilft eine gewisse Grundlast durch einen 220Ω Widerstand.
Hast Du paar Anschlussdetails hierzu? Immer einen Ausgang einschalten 
über 220Ohm an GND?

Stefanus F. schrieb:
> indem man den Brown-Out Detektor per Fuse auf 4,3V
Ahah - how?

Danke erstmal für Euren Input. Vielleicht hat noch jemand Ideen.
Den Schaltplan habe ich mal angehängt - macht ja schon Sinn.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Vater_ E. schrieb:
> Der Nano benötigt 0.02mA mit Wägezelle 0,04mA

Wette, das nich? :)

Dein Schaltplan ist Murks.
- Ich hoffe, das du nicht 5V und 3,3V gebrückt hast. So sieht es erstmal 
aus als ob 5V am 3,3V-Pin des Displays liegen. Ein paar Elkos an beiden 
Spannungen helfen im übrigen vielleicht auch.
- Sicher, das der eingebaute Spannungsregler des Nano die Last des 
Displays schafft?
- Sicher, das das Netzteil 9V liefert, nicht 12V? Und sag jetzt nicht 
"da steht 9v drauf?!". Messen!
- Das Offtimer-Relais ist aber nicht wirklich direkt am Portpin? 
Hoffentlich ist das eine Relaisplatine mit Treiber. Sieht aber nicht so 
aus. Wenn kein Treriber: Da ist dein Fehler. Transistor (mit 
Basiswiderstand) und Freilaufdiode anbauen!
- Wenn das Pumprelais die eigenen 5V auf kurzen Leitungen in einen DIO 
bringt, brauchts da keine Z-Diode. Der Pulldown ist auch evtl. eine 
Fehlerursache: Intern hätte der Ardu einen Pullup. Wenn der an ist, ist 
der Pin undefiniert... Pullup extern und Kontakt auf Masse wäre 
eigentlich das Standardvorgehen. Dann könnte man nämlich bei kurzen 
Leitungen auch noch den Pullup sparen und den in der Software benutzen. 
;)
- Haben die Relais die erforderliche Isolation?
- Ich hätte es komisch gefunden, das MISO/MOSI nur halb zu nutzen. Setz 
den Relaiskontaktkram mal auf einen normalen Pin, weg vom SPI.
auch wenn das OLED nur MOSI braucht, ist so eine Schnittstelle m.W. 
immer MISO&MOSI.
- Warum den LM34 per Port versorgen? Geht das? Kondensatoren 
dran/fehlen?

Vater_ E. schrieb:
> Hast Du paar Anschlussdetails hierzu? Immer einen Ausgang einschalten
> über 220Ohm an GND?

Er meinte einfach einen Widerstand zwischen Plus und Minus. Das belastet 
das Netzteil sinnlos und heizt, kann aber helfen das die Spannung nicht 
ins endlose läuft weil es nix zu tun hat.

Vater_ E. schrieb:
> Ahah - how?

Bootloader bzw. Fuses umflashen
Muss man aber normal nicht.

Mein Tip: Das Relais ist tatsächlich direkt mit der Spule am Pin.

Und: Wir wissen immer noch nicht, wo die 12V herkommen. Im Plan sind 
keine.

: Bearbeitet durch User
Autor: Brain 2.0 (Gast)
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So ist das mit den Spezialisten, die meinen alles richtig zu machen, 
aber die Fragen nicht beantworten wollen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Vater_ E. schrieb:
> Den Schaltplan habe ich mal angehängt - macht ja schon Sinn.

Du hast nicht wirklich ein Relais direkt an D4 gehängt, oder?

p.s. Für Schaltpläne gibt es übrigens standardisierte Schaltzeichen
und für Linienzeichnungen aus dem PC gibt es wirklich geeignetere 
Bildformate als JPEG ;-)

Autor: Falk B. (falk)
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Vater_ E. schrieb:

>> Ich würde ein kräftigeres Netzteil versuchen !?
> Der Nano benötigt 0.02mA

Nö, eher 0,02A = 20mA.

> mit Wägezelle 0,04mA - das 9V Netzeil liefert

Dito.

> 200mA, das sollte doch reichen.

Ja.

> Falk B. schrieb:
>> Kannst du den Absturz mit Aktionen provozieren? Sprich, stürzt der
>> Arduino beim EIn- oder Ausschalten des Relais ab? Oder einfach so wenn
>> gar nix passiert?
> Wenn ich nur den Arduino versorge und Kaffeemaschine/230V+12V komplett
> vom Netz trenne, stürzt er auch ab zwischen 10s bis 20 Minuten

Dann hast du einen Wackelkontakt oder Softwarefehler.

>> Vermutlich ist dein Netzteil ungeeignet.
> Könnte sein. Das 5V (HandyNetzteil evtl.) und das 9V Netzteil sind
> willkürliche Netzteile, die ich noch zu Hause hatte. Aber was ist an
> denen Falsch? der 9V-Stecker ist nicht geerdet, somit kann ich die
> Abschirmung dieser nicht verbessern.

Naja, hier könnte ein Problem liegen. Diese einfachen Steckernetzteile 
ohne  Schutzerdeanschluß legen V+ und GND am Ausgang mittels 
Kondensatoren in die Mitte von L + N. Das sind zwar nur ein paar nF, 
aber die reichen. Wenn dann Störpulse vom Netz kommen, laufen die auch 
über V+ und GND durch den Arduino. Je nach Layout und sonstiger 
Situation kann das EMV-Probleme bis zum Absturz machen.

Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Hallo zusammen,
vielen Dank für Eure Antworten!

Ich hoffe ich kann Eure Fragen alle verständlich beantworten
(ich bin ein Softi und bei Hardware kein Spezialist):

Jens M. schrieb:
>> Der Nano benötigt 0.02mA mit Wägezelle 0,04mA
>
> Wette, das nich? :)
Ich habe mit einem USB-Zwischenschaltteil aus China gemessen dass alle 
5s Spannung und dann Strom anzeigt. Hoffe dass das einigermassen stimmt.

Jens M. schrieb:
> - Ich hoffe, das du nicht 5V und 3,3V gebrückt hast. So sieht es erstmal
> aus als ob 5V am 3,3V-Pin des Displays liegen.
Nein, ich gebe zu das sieht aber so aus (schlecht von mir gezeichnet!)
3.3V gehen ans OLED  - liegt leider im Bild mit 5V "Draht" übereinander.
Sonst benötigt nix 3.3V.

Jens M. schrieb:
> - Sicher, das der eingebaute Spannungsregler des Nano die Last des
> Displays schafft?
Nein, aber da ich nur 0.04mA ziehe (Relais` sind in dem Fall aber nicht 
On)
denke ich das reicht.

Jens M. schrieb:
> - Sicher, das das Netzteil 9V liefert, nicht 12V? Und sag jetzt nicht
> "da steht 9v drauf?!". Messen!
Werd ich tun, und ebenfalls ob auch 5V am 5V-Pin des Nano ankommen
aber wenn Eingang von 7-20V laut Angabe Ok sind, sollte das i.O sein.

Jens M. schrieb:
> - Das Offtimer-Relais ist aber nicht wirklich direkt am Portpin?
> Hoffentlich ist das eine Relaisplatine mit Treiber. Sieht aber nicht so
> aus. Wenn kein Treriber: Da ist dein Fehler.
Frage 1: direkt am PortPin
Frage 2: Hoff ich schon, bin mir nicht sicher und hab die Relaisplatine 
mal angehängt. (Spasseshalber hatte ich den Ausgang mal "nie auf High" 
geschrieben - Absturz aber trotzdem.

Jens M. schrieb:
> - Wenn das Pumprelais die eigenen 5V auf kurzen Leitungen in einen DIO
> bringt, brauchts da keine Z-Diode. Der Pulldown ist auch evtl. eine
> Fehlerursache: Intern hätte der Ardu einen Pullup. Wenn der an ist, ist
> der Pin undefiniert... Pullup extern und Kontakt auf Masse wäre
> eigentlich das Standardvorgehen. Dann könnte man nämlich bei kurzen
> Leitungen auch noch den Pullup sparen und den in der Software benutzen.
z-Diode hab ich nachher eingebaut, um zu sehen obs dann besser läuft.
Von Internen Pull-ups hab ich erst später gehört - werd ich beim 
nächsten Projekt einsetzten - hast Recht.

Jens M. schrieb:
> - Haben die Relais die erforderliche Isolation?
Um die 230V auf der Lochrasterplatine habe ich 2 Leiterbahnen rundrum 
weggenommen für genügend Abstand zu 5V

Jens M. schrieb:
> - Haben die Relais die erforderliche Isolation?
du meinst Abstand zu anderen Leiterplattenbahnen - ja.

Jens M. schrieb:
> - Ich hätte es komisch gefunden, das MISO/MOSI nur halb zu nutzen. Setz
> den Relaiskontaktkram mal auf einen normalen Pin, weg vom SPI.
> auch wenn das OLED nur MOSI braucht, ist so eine Schnittstelle m.W.
> immer MISO&MOSI.
Mist - mein Schaltplan ist wirklich Murks - OLED geht über I2C - aber
ich hatte für den Schaltplan nicht die korrekten Bauteile gefunden - tut 
mir leid, dass ich das vergessen habe zu erwähnen :(
I2C über Nano Pin 18+19

Jens M. schrieb:
> - Warum den LM34 per Port versorgen? Geht das? Kondensatoren
> dran/fehlen?
War so im Beispiel und hat gleich funktioniert.
die Bibliothek TSIC.h will das so.
Keine Kondensatoren dran.
Wo sollte einer hin und was bringt er?

Jens M. schrieb:
> Er meinte einfach einen Widerstand zwischen Plus und Minus. Das belastet
> das Netzteil sinnlos und heizt, kann aber helfen das die Spannung nicht
> ins endlose läuft weil es nix zu tun hat.
Kann ich probieren - muss es halt einlöten, da es schon ziehmlich 
fest/fertig ist (es lief halt am PC beim Testen gut :) )

Jens M. schrieb:
> Und: Wir wissen immer noch nicht, wo die 12V herkommen. Im Plan sind
> keine.
Die kommen aus der Kaffeemaschine, dort ist ein MicroController verbaut 
der mit 12V aussen arbeitet. Dieser ist einzig dazu da, die Maschine 
nach 30Minuten auszuschalten - das verhindere ich nach Zeit x mit dem 
OffteimerRelais, das der Maschine sagt: du wirst grad wieder 
eingeschaltet lauf weitere 30Minuten.

Brain 2.0 schrieb:
> So ist das mit den Spezialisten, die meinen alles richtig zu machen,
> aber die Fragen nicht beantworten wollen.
Weiss nicht wer und was gemeint ist - ich glaub nicht das Du mich als 
Spezialisten meinst - ich bin Hobbybastler mit gefährlichem Halbwissen.

Verständlich? Fehler endeckt?
Ich muss mal Messen ob die 5V auch bei den nichtfunktionierenden 
ordentlich ankommt am Pin 5V

Danke für Eure Zeit und Gruß
Vater_E61

Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Ups - Falk, Du hast natürlich Recht. Nano benötigt 40mA.
Deinen Beitrag hab ich erst jetzt gelesen, weil ich an meiner Antwort 
geschrieben habe ohne zu aktualisiseren.

Die Spannugnen die von den NEtzteilen kommen, muss ich wohl nochmal 
checkn... .

Autor: Vater_ E. (vater_e61)
Datum:

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Nachtrag:
Habe gemessen:
Bei Versorgung mit 9V/200mA Netzteil messe ich folgendes:
Ohne Last 13,6V
Arduino ect. angeschlossen: 11,4V
Arduino 5V-Pin: 5,02V (bleibt stabil)
Arduino 3.3V-Pin: 3,6V

Sieht für mich nicht als Fehlerquelle aus.

Autor: Supermario (Gast)
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Wenn du den Nano über USB betreibst, liegt in der Versorgungsleitung der 
Kabelwiderstand und eine Schottky Diode. D.h. die Versorgungsspannung 
des uC ist 0.35..0.5V geringer als im Direktbetrieb an 5V oder 9V.

Vielleicht macht diese Differenz schon einen Unterschied. Versorge den 
5V Eingang des Nano mal nur mit 4.6V, bzw. schalte eine normale Diode 
zwischen ein 5V Netzteil und den Nano, und lass das 9V Netzteil für 
diesen Versuch weg.

Autor: Supermario (Gast)
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Weitere Fehlermöglichkeit:

I2C Verbindung zwischen uC (5V) und OLED (3.3V) ohne Levelshifter.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Vater_ E. schrieb:
> Arduino 3.3V-Pin: 3,6V

Äh, nee.
Das sieht mir nach einem Hochzieher aus. Also z.B. 5V-Pullups am 
3,3V-I2C, die über Schutzdioden die Spannung hochziehen.
Die 3,3V kommen aus dem USB-Baustein, k.A. ob der das display versorgen 
kann...
Der Nano ist ein 5V-Baustein, das Display 3,3. Geht das? Also: ist das 
Display mit Pegelwandlern ausgerüstet und verträgt 5V IO?

Ansonsten sehen die Spannungen aber gut aus.
Die Relaisplatine ist nicht für 230V geeignet, ansonsten aber ok.
Zumindest, wenn du einen Kontakt für 230V und den anderen für 
Kleinspannung nutzt.
Schaltplan stimmt da aber nicht, denn das Relais läuft auf 5V, und es 
könnte ordentlich Strom ziehen. Das USB-Schätzeisen geht nicht sooo 
genau, "mit alles"  könntest du über 200mA kommen. Und dann bleibt noch, 
ob der 5V-Regler  auf dem Nano genug Eier hat für Relais und Display.

2 Reihen Abstand auf einer Lochrasterplatine reicht nicht, selbst wenn 
die Ringe weg sind.
Du brauchst 8mm, also mindestens 3 komplette Reihen dazwischen und ohne 
Lötaugen.

Also: anderes Netzteil versuchen, und die Kabelverlegung nachsehen.
Evtl. Anntennt da was rein.

Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Hi Leute, vielen Dank für die guten Tipps - hier scheint einiges 
interessante dabei zu sein!

Supermario schrieb:
> Versorge den
> 5V Eingang des Nano mal nur mit 4.6V, bzw. schalte eine normale Diode
> zwischen ein 5V Netzteil und den Nano, und lass das 9V Netzteil für
> diesen Versuch weg.
Mario, die Idee klingt gut - das muss ich probieren könnte was bringen - 
und selbst bin ich bisher  nicht drauf gekommen!

Jens M. schrieb:
> 2 Reihen Abstand auf einer Lochrasterplatine reicht nicht, selbst wenn
> die Ringe weg sind.
> Du brauchst 8mm, also mindestens 3 komplette Reihen dazwischen und ohne
> Lötaugen.
Das wird schwierig in meinem Fall weil der Platz auf der 
Lochrasterplatine bei meinem Aufbau fehlt - Als letzte Möglichkeit 
sollte ich das PRobieren - aber: da der Nano auch ohne angeschlossenen 
Fremdspannungen aussteigt, schliess ich das erstmal aus.

Auch das Ihr sagt I2C arbeitet mit 5V und Versorgung OLED 3.3V könnte 
kritisch sein - danke für diesen Tip - hier probier ich mal bisschen was 
aus.

Vielen Dank erstmal - jetzt hab ich was zu tun und meld mich 
anschliessend!

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Der Sicherheitsabstand ist für's Leben, nicht für die Funktion.

Den Nano mit viereinhalb Volt zu versorgen kann nach hinten losgehen, 
wenn der einen Brownout von 4,3V programmiert hat.

Vielleicht solltest du mal stückweise Teile entfernen, bis es hält. Das 
zuletzt entfernte ist dann vermutlich der Verursacher.

Autor: Vater_ E. (vater_e61)
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Hi,
als ich erneut das Datenblatt fürs OLED lass stand da auf einmal 3.3-5V
...wer hat 5V auf einmal dazu geschrieben? Also hab ich schnell auf 5V 
gelötet - leider ist das auch nicht der Fehler.
Da ich jetzt kein 3.3V mehr benötige, habe ich zusätzlich Raum gegen die 
230V gewonnen. Schade ich dachte das wäre der Fehler.

Ein weiterer Testlauf über 90 Minuten mit Versorgung über USB (alles 
ohne Fremdspannungen 230/12V) lief perfekt, mit 9V gings njur für 3-7 
Minuten gut.

Als nächstes Probier ich die Sache von SuperMario mit 5V-Netzteil, 
welches ich mit einer Diode versehe um  4.xV zu bekommen. Evtl. klappt 
das.

Ich geb weiter Gas... .

Jens M. schrieb:
> Vielleicht solltest du mal stückweise Teile entfernen, bis es hält. Das
> zuletzt entfernte ist dann vermutlich der Verursacher.
Die Idee kam mir auch schon, werd ich auf jedenfall machen um den Fehler 
einzugrenzen!

Danke Euch bis hierher!

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Hallo Vater_ E.

Ich war ein paar Tage im Urlaub ohne Internet. Inzwischen haben schon 
andere geantwortet, doch da du mich direkt gefragt hast (denke ich 
jedenfalls) will ich so höflich sein, deine Fragen zu beantworten.

Das meiste wurde bereits von anderen geschrieben.

Vater_ E. schrieb:
> Könnte sein. Das 5V (HandyNetzteil evtl.) und das 9V Netzteil sind
> willkürliche Netzteile, die ich noch zu Hause hatte. Aber was ist an
> denen Falsch?

Weiß ich doch nicht. Ich habe Dir typische Knackpunkte beschrieben, die 
du prüfen sollst.

Vater_ E. schrieb:
>> hilft eine gewisse Grundlast durch einen 220Ω Widerstand.
> Hast Du paar Anschlussdetails hierzu? Immer einen Ausgang einschalten
> über 220Ohm an GND?

Ich hoffe doch, dass du es ohne Hilfe schaffst, ein Netzteil mit einem 
Widerstand zu belasten. Das hat mit den Ausgängen des Mikrocontrollers 
jedenfalls nichts zu tun.

Vater_ E. schrieb:
>> indem man den Brown-Out Detektor per Fuse auf 4,3V
> Ahah - how?

Kommt auf deine Software an, mit der du den ISP Programmieradapter 
bedienst. Falls du den Arduino Bootloader verwendest: Die Fuses kann man 
damit nicht ändern. Dazu brauchst du einen ISP Programmieradapter. 
Anleitungen findest du im Internet, das richtige Stichwort hast du ja 
jetzt.

Vater_ E. schrieb:
> Den Schaltplan habe ich mal angehängt - macht ja schon Sinn.
Keinen Sinn erkenne ich allerdings daran, die Spule des unteren Relais 
direkt an den Mikrocontroller zu hängen. Jetzt hast du ein Foto von 
einem Relais-Modul nachgereicht, dass einen Optokoppler und Transistor 
zur Verstärkung enthält. Aber das müsste man ganz anders anschließen, 
nämlich mit 3 Leitungen: VCC, GND und eine Steuerleitung. Das sehe ich 
in deinem Plan so nicht.

Ich erkenne auch keinen Sinn in der Zenerdiode.

Bist du sicher, dass die I²C Bus vernünftige Pull-Up Widerstände hat? In 
deinem Plan seeh ich jedenfalls keine. Da gehören 2x 4,7kΩ hin, falls 
nicht bereits auf dem Display-Modul vorhanden.

Es scheint, als ob du die 5V Leitung mit der 3,3V Leitung 
kurzgeschlossen hast. Zeichen das mal richtig. Und dann würde ich mal 
prüfen, woher der 3,3V Regler (der befindet sich im USB-UART Chip) seine 
Stromversorgung bezieht. Ich vermute: vom USB Kabel. Wenn ich Recht 
habe, liegt hier ein Designfehler vor, denn du willst es ja ohne USB 
Kabel betreiben.

Dein Arduino Nano hat 5V Signale, aber dein Display wird mit 3,3V 
betrieben. Das passt so nicht zusammen - du hast Glück, wenn dein 
Display noch nicht kaputt gegangen ist.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Bei deiner Berechnung zur Stromaufnahme hast du die Stromaufnahme des 
Displays und des Relais vergessen. Beide hängen mehr oder weniger direkt 
auch an dem 5V Regler des Arduino Nanos.

Der originale Arduino Nano verträgt maximal 20V, aber nur wenn da keine 
weitere Last dran hängt, als der Mikrocontroller selbst. Zu den 
Chinesischen Klonen habe ich mehrmals gelesen, dass sie keine 20V 
vertragen.

Ich würde dem Regler dauerhaft nicht mehr als 500mW zumuten, das wären 
dann insgesamt etwa 70mA bei 12V. Dabei wird die Platine sicher bereits 
deutlich warm.

Autor: Manfred (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Zu den Chinesischen Klonen habe ich mehrmals gelesen,
> dass sie keine 20V vertragen.

Bei denen ist verbreitet ein AMS117 drauf, ein Datenblatt sagt uns:

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
Input Voltage 15V

Egal, kein gesunder Mensch macht das, verbrät 15V am Längsregler.

Autor: äxl (Gast)
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Das Display hat einen Spannungsregler drauf und auch Pull-up widerstände 
onboard. Alles im grünen Bereich. Daran liegt es nicht.
<Krümelkackmodus>
Bist Du dir sicher, dass Du die Pumpe "mitbekommst"?
Evtl ist im Sketch etwas nicht in Ordnung. Denn dein 
"Pumpenmeldeschalter" hängt zwar an +5V und am PORTPin, aber die 
Anschlüsse am Melderelais gehen irgendwie ins leere.
Aber das ist sicher auch wieder nur ein weitere Zeichenfehler, so wie 
vieles andere auf der Zeichnung eben auch)
</Krümelkackmodus>

Autor: Vater_E61 (Gast)
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Hallo liebe Mitglieder,
danke für Eure Ideen!

Aber manche Ideen betreffen Grundlegende Fehler, bei denen die CPU nicht 
laufen würde. Mich interessieren vor allem die Dinge, die mit 
einbeziehen, dass das Board über USB gut funktioniert. Da war aber schon 
einiges dabei, auf das ich nicht gekommen wäre!
Den Schaltplan korrigiere ich natürlich auch immer wenn ihr da komisches 
findet!

Stefanus F. schrieb:
> Bei deiner Berechnung zur Stromaufnahme hast du die Stromaufnahme des
> Displays und des Relais vergessen. Beide hängen mehr oder weniger direkt
> auch an dem 5V Regler des Arduino Nanos.
Die Relais' fehlen das stimmt - OLED ist aber dabei. Der Absturz 
passiert aber meist wenn grad kein Relais schaltet. Deswegen vermute ich 
nicht dieses als Problem. (Strom mit Relais zu messen ist nicht einfach 
mit dem USB-Zwischenteil, deswegen kann ich hier keine Werte liefern - 
hab im Internet nachgeschatu was so ein Relais ca. aufnimmt - passt)

Stefanus F. schrieb:
> Aber das müsste man ganz anders anschließen,
> nämlich mit 3 Leitungen: VCC, GND und eine Steuerleitung. Das sehe ich
> in deinem Plan so nicht.
Denk daran, da ich nicht die korrekten Symbole in Fritzing gefunden 
habe, darf man den "Schaltplan" nur als Stütze denken und nicht 100% 
ernst nehmen. Die Relaiskarte ist natürlich so angeschlossen wie Du es 
hier beschreibst <sorry>.

Stefanus F. schrieb:
> Ich erkenne auch keinen Sinn in der Zenerdiode.
Die Z-Diode soll Spannungsspitzen >5.6V gegen GND ableiten, anstatt sie 
auf den CPU-Eingang zu geben. Dies soll während Ausschalten der 
230V-Relaisspule passieren (die im Ausschaltmoment induzierte Spannung 
ist ja gegenpolig zur Angelegten) - soweit mein Gedanke dazu.

Stefanus F. schrieb:
> Bist du sicher, dass die I²C Bus vernünftige Pull-Up Widerstände hat? In
> deinem Plan seeh ich jedenfalls keine. Da gehören 2x 4,7kΩ hin, falls
> nicht bereits auf dem Display-Modul vorhanden.
Interessant! Ist es üblich einen I2C-Bus zusätzlich up-zu-pullen? Bin 
ich noch nicht drauf gestossen, Aber laut Äxl oben ist alles an Deck.

Manfred schrieb:
> kein gesunder Mensch macht das, verbrät 15V am Längsregler.
Mein 9V-Netzteil sollte nicht zu stark für VIn sein. Hier sehe ich 
keinen Fehler der zum Abstuzr führt.

äxl schrieb:
> Bist Du dir sicher, dass Du die Pumpe "mitbekommst"?
> Evtl ist im Sketch etwas nicht in Ordnung. Denn dein
> "Pumpenmeldeschalter" hängt zwar an +5V und am PORTPin, aber die
> Anschlüsse am Melderelais gehen irgendwie ins leere.
Du hast recht - ist ein Schaltplanfehler (dachte der Wechselkontakt wäre 
in der Mitte) habs mal korrigiert.

So, was bleibt für mich, was ist umsetzbar am Installierten System:
Demnächst probier ich die Sache von SuperMario mit 5V-Netzteil,
welches ich mit einer Diode versehe um  4.xV zu bekommen. Evtl. klappt
das - kann aber auch nciht funktionieren laut anderen Posts oben.
Ist aber ein Test wert. Evtl. probier ichs mit einem Widerstand damit 
NEtzteil nicht "leerläuft".

Auch, mache ich folgendes um den Fehler zu umzingeln:
> Vielleicht solltest du mal stückweise Teile entfernen, bis es hält. Das
> zuletzt entfernte ist dann vermutlich der Verursacher.

Falls Ihr noch Ideen habt - sehr gerne (vergesst nicht, das System läuft 
bei Versorgung über USB!)

Vielen Dank!

Autor: Supermario (Gast)
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Vater_E61 schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Bist du sicher, dass die I²C Bus vernünftige Pull-Up Widerstände hat? In
>> deinem Plan seeh ich jedenfalls keine. Da gehören 2x 4,7kΩ hin, falls
>> nicht bereits auf dem Display-Modul vorhanden.
> Interessant! Ist es üblich einen I2C-Bus zusätzlich up-zu-pullen? Bin
> ich noch nicht drauf gestossen, Aber laut Äxl oben ist alles an Deck.

Wie kann Äxl das wissen, er kennt doch dein Board nicht. Dieses Display 
gibt es in verschiedenen Ausprägungen und Versionen. Also mußt du 
nachprüfen, ob die Pull-Ups da sind, und messen welchen Wert sie haben.

Du hattest eingangs geschrieben, daß das Problem auch bei einer 
Versorgung des Nano direkt mit 5V auftritt. Wie sind die Daten des 
Netzteils das du dafür benutzt hast?

Wenn das Board über USB gut funktioniert, ist es dann am PC 
angeschlossen, oder an einem USB Steckernetzteil?

Enthält dein Code irgendwelche Debug Ausgaben, die einen Einfluss auf 
das Timing haben könnten?

Bei all deinen Test solltest du das Relais erst mal nicht schalten 
lassen (auskommentieren), um die möglichen Fehlerquellen etwas zu 
reduzieren.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Vater_E61 schrieb:
> Denk daran, da ich nicht die korrekten Symbole in Fritzing gefunden
> habe, darf man den "Schaltplan" nur als Stütze denken und nicht 100%
> ernst nehmen. Die Relaiskarte ist natürlich so angeschlossen wie Du es
> hier beschreibst <sorry>.

Ich sehe wenig Sinn darin, über einen Schaltplan zu diskutieren, der nur 
ungefähr der Schaltung entspricht. Bringe erst deinen Plan in Ordnung, 
dann können wir weiter arbeiten.

Fritzing ist kein ernst zu nehmendes Schaltplan-Programm. Für sowas nimm 
bitte Stift und Papier oder ein anständiges Programm. Als kostenlose 
Vertreter fällt mir spontan Eagle und Kicad ein.

> Die Z-Diode soll Spannungsspitzen >5.6V gegen GND ableiten,
> anstatt sie auf den CPU-Eingang zu geben.

Wo sollen die denn her kommen? Der Relais-Kontakt schaltet +5V VCC auf 
den µC Eingang. Wesentlich mehr als 5V würden den µC ohnehin zerstören, 
egal ob mit oder ohne Zenerdiode.

> Dies soll während Ausschalten der 230V-Relaisspule passieren
> (die im Ausschaltmoment induzierte Spannung
> ist ja gegenpolig zur Angelegten) - soweit mein Gedanke dazu.

Du würfelst hier alles Mögliche durcheinander. Induktions-Spannung 
entsteht an der Spule des Relais, nicht an seinen Kontakten.

> Ist es üblich einen I2C-Bus zusätzlich up-zu-pullen?

Ja, wenn die bestehenden Pull-Up Widerstände zu schwach sind. Ich weiß 
aus Erfahrung, dass 12kΩ an einem WLAN Funkmodul zu schwach sind. Sie 
empfangen Störungen vom eigenen Funksignal, die zu gelegentlichen 
Aussetzern führen.

An 5V nehme ich 4,7kΩ und an 3,3V nehme ich 3,3kΩ. Damit ist man auf der 
Sicheren Seite, sofern man keine guten Grund für andere Werte hat.

Hat dein Display Pegelwandler? Wenn nicht, bist du sicher, das dessen 
I²C Bus 5V tolerant ist? Wo ich auf jeden Fall sicher bin ist, dass der 
Arduino Nano bei 5V Versorgung mit 3V Signalen nicht zuverlässig läuft. 
Wird er jedoch mit 4,3V versorgt, klappt es sicher.

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Autor: Vater_E61 (Gast)
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Hallo zusammen,

Supermario schrieb:
> Wie kann Äxl das wissen, er kennt doch dein Board nicht. Dieses Display
> gibt es in verschiedenen Ausprägungen und Versionen. Also mußt du
> nachprüfen, ob die Pull-Ups da sind, und messen welchen Wert sie haben.
Finde keinen Schaltplan im Netz, habe mal ein Image von hinten angehängt 
(dort sieht man das es R1-R6 gibt - aber ob sie das sind ist die Frage)
und das Datenblatt dass ich habe.

Supermario schrieb:
> Du hattest eingangs geschrieben, daß das Problem auch bei einer
> Versorgung des Nano direkt mit 5V auftritt. Wie sind die Daten des
> Netzteils das du dafür benutzt hast?
Travel Charger 5V/1000mA Made in China :)

Supermario schrieb:
> Wenn das Board über USB gut funktioniert, ist es dann am PC
> angeschlossen, oder an einem USB Steckernetzteil?
Beides funktioniert problemlos !

Supermario schrieb:
> Enthält dein Code irgendwelche Debug Ausgaben, die einen Einfluss auf
> das Timing haben könnten?
Hab diese manchmal aktiviert um zu debuggen - aber im Endstadium alle 
Serial.prints ausgeklammert.

Stefanus F. schrieb:
> Du würfelst hier alles Mögliche durcheinander. Induktions-Spannung
> entsteht an der Spule des Relais, nicht an seinen Kontakten.
Hier bin ich nicht Deiner MEinung. Die Spannung einer Spule, die 
abgeschaltet wird, kann x-fach höher sein als die angelegte und dazu 
gegenteilig gepolt. Ich vermute das diese induzierte "Ausschaltspannung" 
im 230V-Relais auf die Kontakte überschlägt/stört - das ist durchaus 
möglich.

Stefanus F. schrieb:
> Hat dein Display Pegelwandler? Wenn nicht, bist du sicher, das dessen
> I²C Bus 5V tolerant ist? Wo ich auf jeden Fall sicher bin ist, dass der
> Arduino Nano bei 5V Versorgung mit 3V Signalen nicht zuverlässig läuft.
> Wird er jedoch mit 4,3V versorgt, klappt es sicher.
Pegelwandler weiss ich nicht - finde keine Doku (nur Anhang).
Ich habe ja aufgrund von Euren Hinweisen, jetzt das OLED über Arduinos 
5V versorgt.

Eine Sache würde ich im Code evtl. noch ändern. In einem Beispiel wurde 
die Bibliothek u8g2.h genutzt. Ich nutze die u8glib.h. Wenns am OLED 
liegt könnte das auch ein Problem sein - ich lasse vorher das System mal 
ohne OLED laufen.

Vielen Dank bisher und Gruß
Vater_E61

Autor: Supermario (Gast)
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Vater_E61 schrieb:

> Stefanus F. schrieb:
>> Hat dein Display Pegelwandler? Wenn nicht, bist du sicher, das dessen
>> I²C Bus 5V tolerant ist? Wo ich auf jeden Fall sicher bin ist, dass der
>> Arduino Nano bei 5V Versorgung mit 3V Signalen nicht zuverlässig läuft.
>> Wird er jedoch mit 4,3V versorgt, klappt es sicher.
> Pegelwandler weiss ich nicht - finde keine Doku (nur Anhang).
> Ich habe ja aufgrund von Euren Hinweisen, jetzt das OLED über Arduinos
> 5V versorgt.

Ich denke nicht, daß das Display für die SCL und SDA Datenleitungen 
einen richtigen Pegelwandler eingebaut hat, vielleicht 10kOhm Pullups, 
vielleicht aber auch nicht. Verbinde doch mal SCL und SDA Pins am Nano 
mit jeweils einem 4.7kOhm nach 5V.

Zum Verständnis für dich, hier noch ein Link:

http://www.dsscircuits.com/index.php/articles/47-effects-of-varying-i2c-pull-up-resistors

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Vater_E61 schrieb:
> Ich vermute das diese induzierte "Ausschaltspannung"
> im 230V-Relais auf die Kontakte überschlägt/stört - das ist durchaus
> möglich.

Wenn das so wäre, bestände Lebensgefahr. Der VDe fordert mindestens 
4000V Isolationsabstand, die Chinesen liefern immerhin mindestens 1500V.

Dein Display enthält keine Pegelwandler und muss mit 3,3V versorgt 
werden.

Wie gesagt funktionieren 3,3V I²C Busse am Arduino Nano nur, wenn er mit 
weniger als 5V versorgt wird, was beim USB Kabel der Fall ist. Bei 5V 
Spannungsversorgung sind die High Pegel zu gering.

> finde keine Doku

Demnächst suche zuerst nach Doku, bevor du Bauteile kaufst. Teile ohne 
Doku sind nutzlos oder kosten irrsinnig viel Zeit.

: Bearbeitet durch User
Autor: Vater_E61 (Gast)
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Hey Stefanus vielen Dank - ich werde dass ausprobieren. Anschliessend 
das Ergebnis posten.

Zuerst möchte ich jedoch die Wiegezelle anschliessen, damit ich die 
Maschine zumachen kann. Evtl. morgen.

Gestern habe ich mal mit verschiedenen Spannungen gespielt an VIn
mit einem anderen  Netzteil was 1000mA schafft statt nur 200mA.
12V, 9V, 7.5V: Alle hatten einen  Absturz nach ein paar Minuten zur 
Folge.

Gruß Vater_E61

Autor: Vater_E61 (Gast)
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Supermario schrieb:
> Ich denke nicht, daß das Display für die SCL und SDA Datenleitungen
> einen richtigen Pegelwandler eingebaut hat, vielleicht 10kOhm Pullups,
> vielleicht aber auch nicht. Verbinde doch mal SCL und SDA Pins am Nano
> mit jeweils einem 4.7kOhm nach 5V.

Das muss auch getetstet werden, klingt vielversprechend.
Danke Supermario

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Nochmal: Du musst das Display mit 3,3V versorgen. Die Pull-Up 
Widerstände gehören auch an 3,3V.

Wenn du den Pegelwandler unbedingt einsparen willst, dann versorge das 
Arduino Modul mit 4V (dazu gibt es einstellbare Spannungsregler). Damit 
könnte es knapp funktionieren.

Weniger als 4V kollidieren mit der 16MHz Taktfrequenz und mehr als 4V 
bewirken, dass der High-Pegel am I²C Bus aus Sicht des Arduino nicht 
hoch genug ist.

Autor: Vater_E61 (Gast)
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Hallo Stefanus,
als ich nochmal nachgelesen hatte, konnte man das OLED wahlweise mit 3.3 
oder 5V versorgen (im Internet). Da es gelötet und eng ist, ist ein 
verändern nicht so leicht zu machen. Ich möchte erstmal auf 5V bleiben 
und es mit "Pegelwandler" probieren.

Pegelwandler einsparen will ich eigentlich nicht. Ich werde die beiden 
Wiederstände einbauen so wie oben beschrieben.
Ob ich ein Netzteil mit 4V habe muss ich schauen, wenn ja, dann werde 
ich das nur zum Testen mal kurz machen.

Danke Euch

Autor: Supermario (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Nochmal: Du musst das Display mit 3,3V versorgen. Die Pull-Up
> Widerstände gehören auch an 3,3V.

Das Display wird auch mit 5V funktionieren (läuft ja schon damit :). 
Vermutlich ist der Dreibeiner auf der Rückseite ein LDO, der den Bereich 
von 3.3V bis 5V abdeckt.

Hier die Antwort auf eine Kundenfrage bei Amazon:
-----------------
Hallo,
ja, das OLED ist kompatibel zu beiden Betriebsspannungen. Ein 
Spannungswandler sorgt dabei für eine gleichmäßige Versorgung am 
Display. Weiterhin sind sowohl für SDA als auch für SCK 10 
kOhm-Pullup-Widerstände verbaut, sodass Sie das Display auch am 
Raspberry Pi mit 3,3V-Logik gefahrlos nutzen können.
Viele Grüße vom AZ-Delivery Support
-----------------


Allerdings ist die Antwort schon von Anfang 2018, und die chinesischen 
Versender wechseln manchmal ihre Boards schneller als wir unsere Wäsche.

Für einen schnellen Test spricht meiner Meinung nach nichts dagegen, die 
Pull-Up Widerstände an 5V zu hängen. Das kommt dem Nano entgegen. Da der 
Strom durch die Widerstände begrenzt wird, sollten die Eingänge des 
SH1106 das überleben. Die 10kOhm Pull-Ups (falls welche vorhanden sind) 
werden sicherlich auch an Vdd hängen.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Vater_E61 schrieb:
> Ich möchte erstmal auf 5V bleiben
> und es mit "Pegelwandler" probieren.

Das ist Quatsch. Wenn das Display mit 5V betrieben wird, brauchst du 
keine Pegelwandler. Ich glaube aber nicht, dass das Display für 5V 
geeignet ist.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Supermario schrieb:
> Für einen schnellen Test spricht meiner Meinung nach nichts dagegen, die
> Pull-Up Widerstände an 5V zu hängen.

Würde ich nicht tun. Wer weiß schon, ob die I/O Pins des Display 
Controllers 5V tolerant sind? Laut dem angehängten Datenblatt soll die 
Logik-Spannung maximal 3,3V sein und die Signale dürfen maximal 0,3V 
mehr haben, also 3,6V - wie üblich.

Wenn das Display einen 3,3V Spannungsregler enthält, kann man wohl 5V 
Versorgungsspannung verwenden, aber die Signale haben dann immer noch 
3,3V Pegel und brauchen somit einen Pegelwandler, um auf das 5V Niveau 
des Arduino Nano zu kommen.

Mir ist noch etwas am Foto aufgefallen: Kann es sein, dass das 
Flachkabel seitlich versetzt aufgelötet wurde? Vielleicht zu weit 
versetzt?

: Bearbeitet durch User
Autor: Vater_E61 (Gast)
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Hallo zusammen (gute Neuigkeiten!),
ich hatte noch einen Nano und hab den mal ausgetauscht, um 
auszuschliessen, dass der Nano einen Schaden hat. Aber gleiches 
Verhalten.

Gerade habe ich mal an meinem Schaltnetzteil auf Bereich 3V gestellt ! 
und
den Nano über Vin versorgt. Leerlaufspannung am Netzeil 5,3V und 5V wenn 
am Nano angeschlossen.
Der 3V Bereich hat tatsächlich einen Trockenlauf von 45 Minuten 
durchgehalten!!! (Dieser Versuch war etwas schneller als mit Diode oder 
Widerständen an der Versorgung zu arbeiten - deswegen hab ichs mal so 
versucht)
Gerade habe ich einen Testlauf mit allem gestartet (Beide Relais dabei, 
Kaffeemaschine eingschaltet ect.).
Nun bin ich mal gespannt ob das durchläuft - das wäre super (ohne 
weitere Lötarbeiten)

Supermario schrieb:
> Das Display wird auch mit 5V funktionieren (läuft ja schon damit :).
> Vermutlich ist der Dreibeiner auf der Rückseite ein LDO, der den Bereich
> von 3.3V bis 5V abdeckt.
Die Info beruhigt mich (inklusive der Kundenanfrage bei AZ von Amazon 
von SuperM). Deswegen behalte ich die 5V Versorgung des OLED erstmal bei 
und lasse den Lötkolben stecken.

Jetzt warte ich mal den TEst unter Realbedingen ab... .

Danke für Eure Infos
Gruß Vater_E61

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Vater_E61 schrieb:
> Gerade habe ich mal an meinem Schaltnetzteil auf Bereich 3V gestellt !
> und den Nano über Vin versorgt.
> Leerlaufspannung am Netzeil 5,3V und 5V wenn am Nano angeschlossen.

Wie kann die Leerlaufspannung über 5V betragen, wenn du es auf 3V 
eingestellt hast?

> Der 3V Bereich hat tatsächlich einen Trockenlauf
> von 45 Minuten durchgehalten!!!

Weil jetzt die Signalpegel nun besser zusammen passen. 3V ist für 16MHz 
laut Datenblatt zu wenig. Da sind dann wieder Aussetzer aus anderen 
Gründen zu erwarten. Deswegen hatte ich Dir 4V als Kompromisslösung 
vorgeschlagen. Damit liegt alles im grünen Bereich.

: Bearbeitet durch User

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