Hallo zusammen, Ich hab leider Probleme mit meiner selbst erstellten Leiterplatte. Und zwar verwende ich dabei ein SIM800-Chip welches kurzzeitig (~500us) bei Übertragung einer SMS 2A ziehen kann. Leider bricht die Spannung der Versorgung so weit ein das sich der Chip mitten im Betrieb ausschaltet. Die Versorgung wird durch einen 3000mAh LiPo-Akku realisiert, diese Akkuspannung wird dann durch einen "MAX1688" auf ungefähr 4,1 gewandelt. Dieser MAX1688 ist speziell ausgelegt für GSM Anwendungen und sollte daher theoretisch kurzzeitig diese 2A lieferen können ohne das die Spannung einbricht. Die Schaltung habe ich beides nach Datenblatt designed und auch so verwendet. Ich habe Bilder von meiner Oszi-Messung hochgeladen, dabei sieht man ganz schön den Spannungseinbruch auf ungefähr 3V und dies reicht aus das sich das Modul ausschaltet, da das Modul für min. 3,4V ausgelegt ist. Ebenso lade ich euch die genauen Schaltungen hoch, wie sie derzeit verbaut und verwendet werden. Dabei seht ihr das MAX1688 Modul und anschließend die weiterführung auf die Versorgung des SIM800C. So jetzt zu meiner Frage, es handelt sich um eine zweite Version des Layouts, das heißt es hat davor schon mal alles gut funktioniert ohne solche Einbrüche zu sehen. Ich lade euch auch ein Bild vom Layout hoch und dabei könnt ihr sehen wie die Kondensatoren etwas ungünstig da Platziert sind zum SIM800 Modul. Meint ihr es würde helfen wenn ich die Leitung vom MAX1688 zu den zwei großen Kondensatoren aufkratze und oben wieder verbinden beim ersten Kondensator. Die Idee wäre dabei das der Strom tatsächlich an beiden Kondensatoren vorbeifließen müsste und dann erst zum SIM800 Modul gelangt... Oder was denkt ihr? (Ich hhabs versucht bissl einzuzeichnen was ich meine...) Danke für alle Fragen und Meinungen im Voraus!
So aufkratzen wie gezeigt rettet meiner Meinung nach überhaupt nichts. Das Layout für den Schaltwandler mit den dünnen Leiterbähnchen und einzelnen DK ist ziemlich suboptimal da nicht gerade Impedanz-optimiert. Es handelt sich ja um einen Step-Up, da fließen ja schon erhebliche Ströme. Schau Dir mal das Evaluationboard zum MAX1688 an, da arbeiten die massiv mit Flächen. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1687EVKIT-MAX1688EVKIT.pdf Man muss sich anhand eines Prinzipschaltbildes auch vor Augen führen, wo in welcher Phase des Wandlungsprozesses Strom fließt. Man kann die Massen des Ein- und Ausgangskreises eigentlich immer für kurze Wege zusammenführen. Auf der anderen Seite sind die Einbrüche sage und schreibe 50ms lang. Was macht überhaupt die Eingangsspannung in diesen Phasen? Und dann frage ich mich auch noch, wie ein immerhin 600kHz Wandler mit ausschließlich 2x1000uF im Ausgangskreis so zurecht kommt. Und im Eingang auch nur ein „normaler“ Elko? Hätte jetzt ein paar keramische Cs erwartet. Weiterhin: Bzgl Spule und Kondensatoren: Sind es GENAU diese Typen oder nur ähnlich?
:
Bearbeitet durch User
Danke dir erstmal für die ausführliche Antwort !! :) Harald A. schrieb: > So aufkratzen wie gezeigt rettet meiner Meinung nach überhaupt nichts. > Das Layout für den Schaltwandler mit den dünnen Leiterbähnchen und > einzelnen DK ist ziemlich suboptimal da nicht gerade Impedanz-optimiert. > Es handelt sich ja um einen Step-Up, da fließen ja schon erhebliche > Ströme. Schau Dir mal das Evaluationboard zum MAX1688 an, da arbeiten > die massiv mit Flächen. > https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1687EVKIT-MAX1688EVKIT.pdf > > Man muss sich anhand eines Prinzipschaltbildes auch vor Augen führen, wo > in welcher Phase des Wandlungsprozesses Strom fließt. Man kann die > Massen des Ein- und Ausgangskreises eigentlich immer für kurze Wege > zusammenführen. Ja das stimmt da sind tatsächlich sehr große Flächen gewählt worden, ich hab nämlich gehofft mit kurzen Leiterbahnen alles zu Verbinden. Jedoch eben ist das Layout vom Modul her 1:1 wie bei der ersten Version und da hatte ich nicht so Effekte, deshalb weiß ich net so recht... > > Auf der anderen Seite sind die Einbrüche sage und schreibe 50ms lang. > Was macht überhaupt die Eingangsspannung in diesen Phasen? > Ich werde dies gleich nachmessen was mit der Akkuspannung passiert, ich hab gerade auch bemerkt das es die Spannungseinbrüche am GSM-Modul nur dann gibt wenn ich mein GPS-Modul mitverwende. Dieses GPS-Modul ist ein NEO-6M und wird auch über den Akku versorgt, zuvor wird die Spannung aber auf 5V gewandelt. Ich weiß nicht ganz so recht warum das GPS-Modul so einen Einfluss auf diese Spannungseinbrüche hätte?? Ich hab gerade die Akkuspannung nachgemessen und bei der sehe ich garkeine Veränderung, diese bleibt stabil. Hin und wieder gibt es bissl rauschen aber keine großartigen Spannungseinbrüche. > Und dann frage ich mich auch noch, wie ein immerhin 600kHz Wandler mit > ausschließlich 2x1000uF im Ausgangskreis so zurecht kommt. Und im > Eingang auch nur ein „normaler“ Elko? Hätte jetzt ein paar keramische Cs > erwartet. Am Ausgang des Wandlers befinden sich 2 100nF X7R MLCCs und ein 47uF Tantalkondensator. Und am Ausgang war ich mehr sehr unsicher wie man evtl. erkennt dabei sind 2x1000uF Organische Polymer-Aluminiumkondensatoren verbaut. Daher sind am Ausgang 2000uF und durchs parallele Schalten war die Hoffnung das ESR bissl runterzutreiben, direkt dahinter sind auch die C's für den SIM800C und daher denke ich mir zumindest dies sollte theoretisch ausreichen.... (Die Zeichen aus den Schaltplänen stimmen nicht ganz, also sind nicht alles ganz normale Elkos...)
Welche Kondensatoren würden dich den interessieren? Ich mach mal eine kleine Liste an den Bauteilen: L1 (Spule MAX1688): SPM7054VT-100M-D C1,C22 (100nF Eingangskondensatoren): C0805C104K5RAC7411 C2 (47uF Eingangskondensator): F981A476MSAAS1 C3,C23 (1000uF): EEH-ZS1E102UV
Gaaanz schlimm ist auch die Anbindung der Feedback-Spannung. Die muss man am Point-of-Load abholen, auf keinen Fall direkt am IC. Stichwort „Kelvin connections“. Die würde ich mal umverdrahten.
:
Bearbeitet durch User
Wenn ich das richtig sehe, hat der Eingangskondesator F981A476MSAAS1 einen RMS Current von unter 100mA. Wo soll der Strom zur Umladung denn dann herkommen?
Harald A. schrieb: > Gaaanz schlimm ist auch die Anbindung der Feedback-Spannung. Die muss > man am Point-of-Load abholen, auf keinen Fall direkt am IC. Stichwort > „Kelvin connections“. Die würde ich mal umverdrahten. Danke dir für den Punkt, den nehme ich sehr gerne mit! :) Das wusste ich leider nicht einmal und höre zum ersten Mal davon, werde mich mehr dazu einzulesen! danke dir!
Harald A. schrieb: > Wenn ich das richtig sehe, hat der Eingangskondesator F981A476MSAAS1 > einen RMS Current von unter 100mA. Wo soll der Strom zur Umladung denn > dann herkommen? Ehrlich gesagt habe ich dies garnicht beachtet, ich habe zuvor mit den Tantalkondensatoren nicht wirklich was anfangen können.
Ich bin grad dabei geewesen weiter die Eingangsspannung zu beobachten während der SMS Versendung und dem GPS Empfang. Und jetzt gerade funktioniert alles Einwandfrei bei angehängtem Tastkopf auf der Versorgungsspannung des GSM-Moduls. Da sind minimale Spannungseinbrüche zu sehen und es gibt sonst keinerlei Problem... ich habe gerade nur Fragezeichen überm Kopf???
Habe gerade nochmal den Tantal vom Evalboard nachgeschaut, der hat auch „nur“ 0.5A RMS. Merkwürdig. Packe auf das Pad von deinem Tantal doch mal 1..2 47uF MLCC huckepack drauf.
Stefan M. schrieb: > Und jetzt gerade funktioniert alles Einwandfrei bei angehängtem Tastkopf > auf der Versorgungsspannung des GSM-Moduls. Da sind minimale > Spannungseinbrüche zu sehen und es gibt sonst keinerlei Problem... ich > habe gerade nur Fragezeichen überm Kopf??? Tja, deshalb fragte ich nach der Eingangsspannung, weil 50ms Einbruch hat ja eigentlich nichts mehr mit dem Regelverhalten des Wandlers zu tun. Minimale Einbrüche würde ich ebenfalls nicht akzeptieren, auch wenn es gerade mal funktioniert. Optimiere deinen Schaltregler trotzdem. Bitte nicht: „Wieso? Geht doch…“
:
Bearbeitet durch User
A. H. schrieb: > Wozu den Schaltregler? Hielt der Accu zu lange? Habe mir gerade das Datenblatt des SIM800 angeschaut, hatte mich zuvor rein auf die Schaltregler-Thematik konzentriert. Eine durchaus berechtigte Frage!
Tut mir leid das ich mich länger net meldete, ich komme mit neuen Findungen... Und zwar erstmal habe ich gescheite Aufnahmen von dem Spannungseinbruch mit der Eingangsspannung (=Akkuspannung)... siehe Bilder, dabei ist zu erkennen wie der Spannungseinbruch geschieht aber mit der Eingangsspannung (=Akkuspannung) nichts passiert. Bezgl. den minimalen Spannungsbrüchen, die waren im mV Bereich und daher nicht wirklich tragisch für mich... Und warum ich den Wandler verwende, damit ich die Konstante Spannung von 4,1V aufs GSM-Modul habe. Ebenso versorge ich mit dem Akku einen Mikrocontroller, GPS-Modul, Display und einen Sensor. Deshalb wollte ich nicht direkt mit der Akkuspannung aufs GSM-Modul. Ebenso versuche ich mit dem Projekt nicht wirklich lange Laufzeiten zur erzielen sondern nämlich erstmal alles stabil laufen zum kriegen... EDIT: Ich muss zurückrudern, ich hatte anscheinend nur die ganze Zeit falsch gemessen gerade eben ohne dem GPS-Modul. Die Spannungseinbrüche gibt es auch ohne GPS-Modul, somit hängt dies nicht zusammen...
:
Bearbeitet durch User
Harald A. schrieb: > Habe gerade nochmal den Tantal vom Evalboard nachgeschaut, der hat auch > „nur“ 0.5A RMS. Merkwürdig. Packe auf das Pad von deinem Tantal doch mal > 1..2 47uF MLCC huckepack drauf. Da ich leider keine 47uF hatte, hab ich 2x 22uF grad draufgepackt und dies ändert auch nichts... leider...
Ich hab jz den Abgriff der Feedbackspannung auch ganz vorne an der "Last" und es hat mal soweit auch funktioniert für 30Min sowas.... Dann kam es wieder auf leider...
Wurde leider ne längere Nacht :D ... Ich hab grad nochmal das Datenblatt des SIM800C durchgelesen und da fand ich das dieser ja eigentlich dafür ausgelegt wäre direkt von einem LiPo Akku versorgt zu werden. Ich plan deshalb wahrscheinlich morgen dann nochmal bissl was umzulöten und das Modul direkt vom Akku versorgen zu lassen... oder spricht etwas dagegen? Stimmt das überhaupt das der SIM800 direkt vom Akku in Betrieb genommen werden kann? Ich hab mir nämlich eher sorgen gemacht, dass die Akkuspannung massiv dann drunter leiden würde und meine anderen Module dann net wirklich gescheit funktionieren würden...
Stefan M. schrieb: > Ich hab grad nochmal das Datenblatt des SIM800C durchgelesen und da fand > ich das dieser ja eigentlich dafür ausgelegt wäre direkt von einem LiPo > Akku versorgt zu werden. Ich plan deshalb wahrscheinlich morgen dann > nochmal bissl was umzulöten und das Modul direkt vom Akku versorgen zu > lassen... oder spricht etwas dagegen? Stimmt das überhaupt das der > SIM800 direkt vom Akku in Betrieb genommen werden kann? Dafür ist der SIM800 ausgelegt, das sprang mir jedenfalls direkt ins Auge. Sollte mich nicht wundern, wenn da auch bereits eine Ladeschaltung mit dabei ist. Habe ich aber hier nicht geprüft, bei anderen Modulen aber schon gesehen. > > Ich hab mir nämlich eher sorgen gemacht, dass die Akkuspannung massiv > dann drunter leiden würde und meine anderen Module dann net wirklich > gescheit funktionieren würden... Ein LiPo kann selbst schon massiv schieben, der ist nicht das Problem. Zudem kann man ja auch noch ein paar Cs dazu bauen, wie im Datenblatt gezeigt. Hast Du ja auch gemacht. Dazu gibt es im gleichen Formfaktor auch gleich CAT-M1 und NB-IOT, ebenfalls mit GPS. Auch gleich zum Umstecken ohne Neukonstruktion. Warum überhaupt das SIM800? Das hat ja, wenn ich das richtig gesehen habe, nur 2G und 3G. Letzteres ist bereits tot, 2G dauert auch nicht mehr lange. Du könntest Dir auch ein MiniPCI-E Sockel setzen, dann kannst Du aus einer Vielzahl sehr günstiger (LTE) Modems wählen und auch unkompliziert wechseln. Keine Angst bzgl. all der Signale auf dem Stecker, es reicht wenn man 3.3V, GND und UART (oder USB) anschließt. PCI ist auf dem Modem-Sockel noch nicht einmal drauf. Unter dem PCI-E Sockel kann man, bei entsprechender Aufbauhöhe, noch weitere Elektronik unterbringen. Ach ja, und GPS (+Glonass, Beidou, Galileo) ist bei einigen MiniPCI-E auch schon gleich mit integriert. Allerdings brauchst Du dann wieder ein 3.3V Wandler, das ist der Nachteil.
:
Bearbeitet durch User
Das Sim weiß sogar seine Versorgungsspannung: Auf AT-CBC antortet es mit Zustand,Prozent und Spannung in mV. Der Zustand besagt ob gerade geladen wird. (Keine Ahnung wie es das weiß oder ob es da Einfluß drauf nehmen kann. Ich brauchte nur den Wert damit der MC Alarm schlägt wenn sie zu klein wird) Ganz ohne Accu arbeitet es bei mir mit einem USB Netzteil gefolgt von einer 4007 und einer 5818 in Reihe zu 2000µF. Damit meint es 89% Accu zu haben. Auch Mega8, Max485 und Lcd haben kein Problem mit den 4,0x Volt. Bei schlechter Signallage bricht das etwas zusammen, aber eine "Undervoltage" Meldung oder Abstruz/Reset gab es bisher nicht. (Nachdem der Bodlevel von 4 auf 2,7 gesenkt wurde ;-)
Der Satz bzgl. NB-IOT von meinem obigen Beitrag ist verrutscht, der gehört weiter nach unten.
Harald A. schrieb: > Stefan M. schrieb: >> Ich hab grad nochmal das Datenblatt des SIM800C durchgelesen und da fand >> ich das dieser ja eigentlich dafür ausgelegt wäre direkt von einem LiPo >> Akku versorgt zu werden. Ich plan deshalb wahrscheinlich morgen dann >> nochmal bissl was umzulöten und das Modul direkt vom Akku versorgen zu >> lassen... oder spricht etwas dagegen? Stimmt das überhaupt das der >> SIM800 direkt vom Akku in Betrieb genommen werden kann? > > Dafür ist der SIM800 ausgelegt, das sprang mir jedenfalls direkt ins > Auge. Sollte mich nicht wundern, wenn da auch bereits eine Ladeschaltung > mit dabei ist. Habe ich aber hier nicht geprüft, bei anderen Modulen > aber schon gesehen. > >> >> Ich hab mir nämlich eher sorgen gemacht, dass die Akkuspannung massiv >> dann drunter leiden würde und meine anderen Module dann net wirklich >> gescheit funktionieren würden... > > Ein LiPo kann selbst schon massiv schieben, der ist nicht das Problem. > Zudem kann man ja auch noch ein paar Cs dazu bauen, wie im Datenblatt > gezeigt. Hast Du ja auch gemacht. > Das hört sich ja dann mal alles gut an, ich werde gleich meine Schaltung soweit umbauen das direkt die Versorgung vom Akku stammt :)! Danke dir! > Dazu gibt es im gleichen Formfaktor auch gleich CAT-M1 und NB-IOT, > ebenfalls mit GPS. Auch gleich zum Umstecken ohne Neukonstruktion. > > Warum überhaupt das SIM800? Das hat ja, wenn ich das richtig gesehen > habe, nur 2G und 3G. Letzteres ist bereits tot, 2G dauert auch nicht > mehr lange. Du könntest Dir auch ein MiniPCI-E Sockel setzen, dann > kannst Du aus einer Vielzahl sehr günstiger (LTE) Modems wählen und auch > unkompliziert wechseln. Keine Angst bzgl. all der Signale auf dem > Stecker, es reicht wenn man 3.3V, GND und UART (oder USB) anschließt. > PCI ist auf dem Modem-Sockel noch nicht einmal drauf. > > Unter dem PCI-E Sockel kann man, bei entsprechender Aufbauhöhe, noch > weitere Elektronik unterbringen. > > Ach ja, und GPS (+Glonass, Beidou, Galileo) ist bei einigen MiniPCI-E > auch schon gleich mit integriert. > > > Allerdings brauchst Du dann wieder ein 3.3V Wandler, das ist der > Nachteil. Naja es war einfach eine Bedingung vom Projekt her von meinem Betreuer das 2G-Netz zu verwenden, deshalb wurde kein LTE verwendet leider... Aber danke für die Information bezgl. den PCI-E Sockeln das wusste ich garnicht und wusste nicht das es solche "Standards" gibt für dieses Module :)! Naja 3,3V hätte ich sowieso auf meiner LP da ich auch einen Mikrocontroller versorge daran würds net scheitern :) Und das ist auch sehr gut zu wissen dass der SIM800 seine Ladespannung auslesen kann, dies würd einiges auch erleichtern :D Wie gesagt zusammen gefasst, werde ich jetzt meine Leiterplatte mal umbauen und das GSM-Modul direkt mit der Akkuspannung versorgen. Dann werd ich mal schauen welche Auswirkungen das auf den Rest der Schaltung hat und somit sehen ob dies alles passt:)! Danke euch beiden echt wirklich!! :)
Sooo ich hab dann jz alles umgelötet und aufgebaut und soweit getestet und alles scheint soweit sehr gut zu funktionieren :)! Die Akkuspannung schwankt garnicht schlimm wie ich es mir eigentlich vorstellte, es gibt nur paar Spannungsspitzen beim versenden einer SMS aber ansonsten ist das wirklich nichts schlimmes und sehr viel besser als im Vorhinein:)! Ich bedanke mich daher sehr für eure Hilfe!!!
Harald A. schrieb: > Warum überhaupt das SIM800? Das hat ja, wenn ich das richtig gesehen > habe, nur 2G und 3G. Letzteres ist bereits tot, 2G dauert auch nicht > mehr lange. Du könntest Dir auch ein MiniPCI-E Sockel setzen, dann > kannst Du aus einer Vielzahl sehr günstiger (LTE) Modems wählen und auch > unkompliziert wechseln. Keine Angst bzgl. all der Signale auf dem > Stecker, es reicht wenn man 3.3V, GND und UART (oder USB) anschließt. > PCI ist auf dem Modem-Sockel noch nicht einmal drauf. > > Unter dem PCI-E Sockel kann man, bei entsprechender Aufbauhöhe, noch > weitere Elektronik unterbringen. > > Ach ja, und GPS (+Glonass, Beidou, Galileo) ist bei einigen MiniPCI-E > auch schon gleich mit integriert. Als ansonsten stiller Mitleser muss ich mich kurz einmal einbauen, könntest du hierzu 1,2 Module nennen? Bin auch gerade dabei mir eine Art GPS Tracker mit LCD zu bauen. Die Idee statt einzelner Module ein MiniPCI-E zu nehmen gefällt. Nur habe ich da jetzt auf die Schnelle nichts günstiges gefunden, was alles vereint.
Vor der Krise konnte man das Quectel EG25-GGB für einen Preis von ca. 40€ bekommen. Die Zeiten scheinen vorüber. Evtl. eignet sich auch eine andere LTE-Karte wie dieser hier: https://www.amazon.de/4G-Netzwerkkarte-MC7700-Integriertes-Wireless-Modul-Windows-default/dp/B07TXQF369 Habe ich jetzt nicht im Detail geprüft. Aber auch diese Karte hat, wie viele Module von Quectel, auch einen GPS-Anschluss. Ob sich die von den Bändern her für deinen Zweck eignet musst Du prüfen. Man erkannt LTE Modem mit GPS meist an den drei Anschlüssen. Falls es ein LTE CAT M1 Modem sein darf, geht auch das BG96 MiniPCI-E von Quectel. Gab es vor der Krise <20€. Braucht aber einen Vertrag, der Cat M1 kann. Dafür sehr sparsam im Energieverbrauch.
Vielen Dank, also auf die Karte muss man erstmal kommen :) Einfach 4g PCI-E Modul und dann nach 3 Anschlüssen ausschau halten? Für 20€ ist man wirklich gut dabei, wenn man GPS und Modem mit einem Modul erschlagen kann. Rein LTE finde ich in Österreich noch gewagt, da die Abdeckung noch recht mau ist, also GPRS darf ruhig mit an Board sein. Quectel an sich habe ich auch entdeckt, aber immer nur die blanken Module. Man könnte sich hier alternativ natürlich immer eine Platine machen lassen. Die Module an sich brauchen ziemlich wenig Bauteile drum rum. Kurze Suche nach MC7700 offenbarte, dass der Chip wohl leider kein UART kann. Also wird das Ansprechen wohl schon wieder komplizierter.
:
Bearbeitet durch User
Auf Aliexpress findet man auch eine große Anzahl an MiniPCI-E Modulen, teilweise auch gebraucht - würde vermuten, dass die aus ausgeschlachteten Notebooks stammen. Für Eigenbedarf und Bastelzwecke dürfte das ja egal sein. Allerdings muss man dabei sehr auf die Bänder achten, damit die auch in D funktionieren. Und schau Dir CatM1 und NB-IOT an, auch in Ö gut ausgebaut. Niedriger Anlaufstrom bei den Modulen, generell niedriger Energieverbrauch und vor allem wesentlich bessere Verfügbarkeit durch höheres Link-Budget. Gerade für kleine Datenmengen ideal. Musst Du nur eine SIM haben, die das unterstützt. Siehe BG96 von Quectel.
:
Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.