Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Abgebranntes Bauteil in der Stromversorgung eines Fernsteuerempfängers


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von ReneZ (Gast)


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Hallo,

In dem vorliegenden Fernsteuerempfänger FS-GR3B von Modelcraft hat sich 
ein Bauteil an den Spannungsanschlüssen weitestgehend in Rauch 
aufgelöst. Ursache war der verpolte Anschluss der Stromversorgung (6 V).
Das Bauteil ist parallel zu den Spannungseingängen (Zwischen + und 
Minus, kein Vorwiderstand oder ähnliches) gelegt.
Gemessen habe ich ca. 2 Ohm, in beiden Richtungen.

Die Vermutung liegt nahe, dass es eine Diode war. Wenn ja, was könnte es 
sein? Zener-Diode zur Spannungsbegrenzung? Normale? Schottky? Oder was 
anderes?

An dem Empfänger sind Servos angeschlossen

Gruss
Rene

von Harald W. (wilhelms)


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ReneZ schrieb:

> Die Vermutung liegt nahe, dass es eine Diode war.

Ausserdem liegt es nahe, das nach dem Abbrennen dieses Bauteils
Dein Empfänger irreperabel zerstört wurde.

von HildeK (Gast)


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ReneZ schrieb:
> Die Vermutung liegt nahe, dass es eine Diode war. Wenn ja, was könnte es
> sein? Zener-Diode zur Spannungsbegrenzung? Normale? Schottky? Oder was
> anderes?

Wahrscheinlich eine normale Diode quasi als Verpolschutz.
Aber stell dir vor, du hättest deine Schaltung nie gesehen und würdest 
deine Beschreibung lesen. Was würdest du dir dann vorstellen? Mach ein 
Foto!

von Y. Z. (r4pt0r)


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Hast du ein Foto von der Leiterplatte, vielleicht ist das Bauteil ja 
noch identifizierbar. Form und Farbe könnten auch hilfreich sein.

von Horst S. (petawatt)


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Funktioniert der Empfänger denn noch? Sinnvoll wäre eine "Opferdiode" in 
Form einer normalen Diode (Verpolschutz) oder einer Zenerdiode 
(Verpolschutz und begrenzter Überspannungsschutz). Eine Schottkydiode 
wäre nur in Reihe mit der Betriebsspannung sinnvoll.
Grüße von petawatt

von hinz (Gast)


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Da wäre eine unidirektionale TVS naheliegend, sowas wie P6SMB6.8A. Aber 
nach der Baugröße musst du selbst sehen.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Hallo Rene, da Du deutlich geschrieben hast, "liegt direkt an den 
Spannungsversorgungs-Anschlüssen + und -, ja, das ist eine 
Verpolschutzdiode. Dass kann eben leicht einmal passieren, dass die 
Batteriepole verwechselt werden. Mit Schmelzsicherung in einer Zuleitung 
zum "Gerät" würde dann eben diese Sicherung auslösen, bei versehentlich 
falschem Anschluss. Ohne Sicherung brennt die Diode halt ab.
Zwick sie raus, schliesse richtig herum Spannung an, probiere Empfänger. 
Falls der noch geht, baust Du richtig erum eine neue 3-Ampere Diode ein 
(Leistungsklasse). Kathode ist markiert, diese an Plus. Leiterbahnen 
kontrollieren, oder mit Blankdraht auflöten, fertig.

von ReneZ (Gast)


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Alle,

vielen Dank für die schnellen und zahlreichen Antworten.
Die Überreste der Diode (bleiben wir mal dabei) erinnern an das Beispiel 
von hinz.
Foto macht echt keinen Sinn, das ist nur noch schwarzer bröckeliger 
Kunststoff, SMD.

Ich werde mal eine TVS nehmen, double-checking: Ich brauche eine, deren 
Sperrspannung größer ist als die Versorgungsspannung und baue die in 
Sperrrichtung ein? Völkner hat sowieso nicht viele im Angebot.

Gruss
Rene

von hinz (Gast)


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ReneZ schrieb:
> erinnern an das Beispiel
> von hinz.

Versuch doch mal sinnvolle Maße zu ermitteln.

von ReneZ (Gast)


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Abstand zwischen den Pads sind ca. 2mm, ist eine SMD..
Gr
Rene

von hinz (Gast)


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ReneZ schrieb:
> Abstand zwischen den Pads sind ca. 2mm,

Mach eine bemaßte Skizze.


> ist eine SMD..

So weit waren wir schon.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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ReneZ schrieb:
> Foto macht echt keinen Sinn, das ist nur noch schwarzer bröckeliger
> Kunststoff

Du sollst ja auch nicht die Diode fotografieren, sondern die ganze 
Platine. Und zwar von beiden Seiten.

von Karl B. (gustav)


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ReneZ schrieb:
>> Foto macht echt keinen Sinn, das ist nur noch schwarzer bröckeliger
>> Kunststoff

ReneZ schrieb:
> baue die in
> Sperrrichtung ein?

Hmm,
sind nicht bidirektionale besser?
Im Dabla steht da noch, bei denen ist auch keine Markierung der Katode 
nötig.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Karl B. schrieb:
> sind nicht bidirektionale besser?

Wenn sie bidirektional ist kann sie wohl nicht vor Verpolung Schützen. 
Denn sie behandelt richtige und falsche Polung gleich.

: Bearbeitet durch User
von karadur (Gast)


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Diode ohne Sicherung macht nicht viel Sinn.
Ein Tantal würde auch abrauchen.

von Noe (Gast)


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Noe niemals, Peng und futsch ist er.

von Karl B. (gustav)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn sie bidirektional ist kann sie wohl nicht vor Verpolung Schützen.
> Denn sie behandelt richtige und falsche Polung gleich.

Hi,
natürlich nur alle Bauteile des Schaltplanauszugs.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/456532/SMBJ14_unidirectional.jpg

ciao
gustav

von Jens M. (schuchkleisser)


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Wetten das ist ein Tantalkondensator?
FlySky hat da sicherlich keine Transil eingebaut, aber 10µ oder 22µ 10V 
machen da schon mehr sinn.

So oder so: Das Teil muss auch ohne laufen, auch wenn es nicht stabil 
funktioniert.
Also rauslöten, Saubermachen, Testen.
Wenn er noch geht, bau ich meinen mal aus und kuck rein was das ist.

von ReneZ (Gast)


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Hallo,

wenn ich mir die Überbleibsel ansehe und die mit einem Querschnittsbild 
eines Tantals vergleiche, kann das hinkommen. Auf dem Bild mit den 
Überbleibseln sind die zwei 'Elektroden' zu sehen, die Linke hat eine 
kleine 'Nadel' in der Mitte, genau so eine ist auf dem Querschnittsbild 
auch zu sehen.

Ansonsten noch ein Bild von oben und unten, wie gewünscht.

Tests kann ich nur begrenzt machen, Sohnemann hat das Ding bei mir 
abgeliefert, den Sender habe ich nicht hier.

Ich habe testweise 5 V auf das Ding gegeben, er nimmt ca 30 mA in Ruhe 
auf (sagt das Netzteil), die Status LED geht an und aus. An den 
Servo-Anschluessen kann ich Pulse unterschiedlicher Qualität im Oszi 
sehen, sind auch im Bereich 1 bis 2 ms Länge liegen.

Gruss und Danke nochmal
Rene

von Jens M. (schuchkleisser)


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ReneZ schrieb:
> Ich habe testweise 5 V auf das Ding gegeben, er nimmt ca 30 mA in Ruhe
> auf (sagt das Netzteil), die Status LED geht an und aus. An den
> Servo-Anschluessen kann ich Pulse unterschiedlicher Qualität im Oszi
> sehen, sind auch im Bereich 1 bis 2 ms Länge liegen.

Das sieht doch gut aus, Glück gehabt.

Ich muss heut abend mal nachsehen was das ist, evtl. hab ich sogar genau 
den.

von hinz (Gast)


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Jens M. schrieb:
> Ich muss heut abend mal nachsehen was das ist,

Ich bin gespannt. Mittlerweile hab ich eine Verpolschutzdiode entdeckt 
(neben der Drossel), das macht die TVS weniger wahrscheinlich.

von hinz (Gast)


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Und von der Baugröße her wäre ein 47µF/10V wie auf der Bestückungsseite 
zu erwarten. Und man sollte ein schaltfestes Exemplar nehmen, er hängt 
ja direkt an der Batterie.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Also, mein FS-GR3E sieht reichlich anders aus.

Mein FS-GR3C ist absolut identisch zum oben abgebildeten und trägt an 
der Stelle einen Tantalkondensator, 476=47µF 10V Bauform B.

Meine HK-GT2R sind identisch zum GR3C; tragen aber die Beschriftung 
"FS-GR3E"  statt "FS-GR3" auf der Platine, zudem fehlt das "Flysky 
Cool".

von Rene Zillmann (Gast)


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Danke, dann werde ich einen Tantal besorgen und einbauen.
Die Fragmente des alten waren schwarz, aber das mag der Hitze bei der 
Zerstörung geschuldet sein.

Ich habe noch nie einen Tantal auf die Weise geschlachtet. Den Empfänger 
habe ich nach der Tat bekommen.

Ich hatte verstanden, dass so ein Tantal bei Falschpolung explodiert, 
hier soll er 'nur' sehr heiß geworden sein. Das Gehäuse von dem Ding hat 
oberhalb des Bauteils auch ein regelrecht hineingeschmolzenes Loch. Kann 
das sein?

@hinz, Danke für das finden der Verpoldiode.

Gr
Rene

von hinz (Gast)


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Rene Zillmann schrieb:
> Ich hatte verstanden, dass so ein Tantal bei Falschpolung explodiert,
> hier soll er 'nur' sehr heiß geworden sein. Das Gehäuse von dem Ding hat
> oberhalb des Bauteils auch ein regelrecht hineingeschmolzenes Loch. Kann
> das sein?

Das kommt schon auch so vor.

von karadur (Gast)


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Hatte ich schon mal. Die Tantals sind dann mit kleiner Stichflamme 
gestorben.
Daher meine Bemerkung.

von Horst S. (petawatt)


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hinz schrieb:
> Mittlerweile hab ich eine Verpolschutzdiode entdeckt

Wenn der Tantalelko bei Falschpolung zerstört wird, dann ist die 
Verpolschutzdiode aber an der falschen Stelle?
Grüße von petawatt

von hinz (Gast)


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Horst S. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Mittlerweile hab ich eine Verpolschutzdiode entdeckt
>
> Wenn der Tantalelko bei Falschpolung zerstört wird, dann ist die
> Verpolschutzdiode aber an der falschen Stelle?

Nö, sie hat den eigentlichen Empfänger ja geschützt.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>Die Fragmente des alten waren schwarz
je nach Hersteller sind SMD-Tantals schwarz oder gelb.

Nachruf:
Er starb an zu großem dU/dt.

Tantals vertragen keinen schnellen Spannunganstieg, vor allem bei 
Erstinbetriebnahme oder nach langer Liegezeit. Das langsame Hochfahren 
mit kleinerer Spannung nennt man "Formieren" des Elkos, nicht zu 
verwechseln mit dem  Formatieren einer Festplatte.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Rene Zillmann schrieb:
> Ich hatte verstanden, dass so ein Tantal bei Falschpolung explodiert,

Nein, normale Elkos explodieren, weil bei ihnen ein flüssiger Elektrolyt 
in einem Hohlraum verdampfen kann. Tantalelkos haben einen festen 
Elektrolyt und keinen Hohlraum. Aber die Brandlöcher sind beachtlich. 
Ich hatte auch wchon einmal ein Loch in der Leiterplatte.

von hinz (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Rene Zillmann schrieb:
>> Ich hatte verstanden, dass so ein Tantal bei Falschpolung explodiert,
>
> Nein, normale Elkos explodieren, weil bei ihnen ein flüssiger Elektrolyt
> in einem Hohlraum verdampfen kann. Tantalelkos haben einen festen
> Elektrolyt und keinen Hohlraum. Aber die Brandlöcher sind beachtlich.
> Ich hatte auch wchon einmal ein Loch in der Leiterplatte.

Tantalelkos können wunderbar explodieren.

https://www.youtube.com/watch?v=wJnDV8WhIMo

Man beachte die fps!

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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hinz schrieb:
> Tantalelkos können wunderbar explodieren.
>
> https://www.youtube.com/watch?v=wJnDV8WhIMo

Gerade dieses Video zeigt doch sehr gut, dass der Tantalelko eher wie 
eine Wunderkerze abbrennt. Die Tropfenform bleibt doch bis zum Schluss 
erhalten. Wäre der Kondensator auf einer Leiterplatte montiert gewesen, 
hätte er vermutlich auch ein Loch hineingebrannt.

Hier der Unterschied:
https://www.youtube.com/watch?v=zHDVmjtlvM0

von Horst S. (petawatt)


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hinz schrieb:
>> Wenn der Tantalelko bei Falschpolung zerstört wird, dann ist die
>> Verpolschutzdiode aber an der falschen Stelle?
>
> Nö, sie hat den eigentlichen Empfänger ja geschützt.

Für den normalen Modellbauer ohne SMD-Kenntnisse ist der Schaden aber 
ein Totalverlust. Wenn der Empfänger auch ohne Tantalelko sicher 
funktioniert, dann kann ihn ja gleich im Herstellerwerk weglassen.
Grüße von petawatt

von Langweiler (Gast)


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ReneZ schrieb:
> In dem vorliegenden Fernsteuerempfänger

nach 20 Beiträgen zeigst erst ein Foto - Dir ist einfach langweilig 
wegen Corona und suchst ein Gespräch - geh in die psychoforen!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Horst S. schrieb:
> Wenn der Empfänger auch ohne Tantalelko sicher
> funktioniert, dann kann ihn ja gleich im Herstellerwerk weglassen.

Der Empfänger hat seinen eigenen Spannungswandler. Aber die 
angeschlossenen Servos (uns anderes Zubehör) könnten bei instabiler 
Versorgungsspannung empfindlich reagieren. Deswegen ist der Kondensator 
an dieser Stelle durchaus sinnvoll.

von hinz (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Tantalelkos können wunderbar explodieren.
>>
>> Youtube-Video "3 Tantal Kondensatoren Explosion slow Motion 5000FPS"
>
> Gerade dieses Video zeigt doch sehr gut, dass der Tantalelko eher wie
> eine Wunderkerze abbrennt.

Bei 5000fps.

von hinz (Gast)


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Horst S. schrieb:
> hinz schrieb:
>>> Wenn der Tantalelko bei Falschpolung zerstört wird, dann ist die
>>> Verpolschutzdiode aber an der falschen Stelle?
>>
>> Nö, sie hat den eigentlichen Empfänger ja geschützt.
>
> Für den normalen Modellbauer ohne SMD-Kenntnisse ist der Schaden aber
> ein Totalverlust. Wenn der Empfänger auch ohne Tantalelko sicher
> funktioniert, dann kann ihn ja gleich im Herstellerwerk weglassen.

Ich habe durchaus Zweifel an einem sinnvollen Effekt des kleinen 
Tantaliden.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Horst S. schrieb:
>> Wenn der Empfänger auch ohne Tantalelko sicher
>> funktioniert, dann kann ihn ja gleich im Herstellerwerk weglassen.
>
> Der Empfänger hat seinen eigenen Spannungswandler. Aber die
> angeschlossenen Servos (uns anderes Zubehör) könnten bei instabiler
> Versorgungsspannung empfindlich reagieren. Deswegen ist der Kondensator
> an dieser Stelle durchaus sinnvoll.

47µF mit einem ESR von ca. 0,5 Ohm? Damit bewirkt man an der Stelle ehr 
nichts.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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hinz schrieb:
> 47µF

Ok, das ist jetzt nicht gerade viel. Auf meinen eigenen Platinen, wo 
Servos dran hingen, hatte ich immer mindestens 220µF - 1000µF verwendet 
- je nach Anzahl der Servos.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> hinz schrieb:
>> 47µF
>
> Ok, das ist jetzt nicht gerade viel. Auf meinen eigenen Platinen, wo
> Servos dran hingen, hatte ich immer mindestens 220µF - 1000µF verwendet
> - je nach Anzahl der Servos.

Und deren Sinn durch Messungen bestätigt?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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hinz schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> hinz schrieb:
>>> 47µF
>>
>> Ok, das ist jetzt nicht gerade viel. Auf meinen eigenen Platinen, wo
>> Servos dran hingen, hatte ich immer mindestens 220µF - 1000µF verwendet
>> - je nach Anzahl der Servos.
>
> Und deren Sinn durch Messungen bestätigt?

Ehrlich gesagt nicht, mehr durch Trial und Error und abgucken von 
anderen fertigen Boards. Inzwischen habe das nötige Equipment, aber seit 
dem noch keine neue Anwendung mit Servos gebaut.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Stefan ⛄ F. schrieb:
>>> hinz schrieb:
>>>> 47µF
>>>
>>> Ok, das ist jetzt nicht gerade viel. Auf meinen eigenen Platinen, wo
>>> Servos dran hingen, hatte ich immer mindestens 220µF - 1000µF verwendet
>>> - je nach Anzahl der Servos.
>>
>> Und deren Sinn durch Messungen bestätigt?
>
> Ehrlich gesagt nicht, mehr durch Trial und Error und abgucken von
> anderen fertigen Boards. Inzwischen habe das nötige Equipment, aber seit
> dem noch keine neue Anwendung mit Servos gebaut.

q.e.d.

von Rene Zillmann (Gast)


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Vielen Dank an alle, die konstruktiv beigetragen haben. War eine 
interessant Diskussion.

Bis zur nächsten Fragestellung.

Gruss
Rene

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