Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Außenfühler (Eigenbau) fällt aus, wenn es kalt wird


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von Lukas (Gast)


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Hi,

ich habe vor einigen Jahren einen Temperatur- und Feuchtefühler mit 
Atmega48 und rfm12 433 Mhz Funkmodul gebaut. Stromquelle ist ein 
Supercap mit 2F, der über eine Solarzelle geladen wird. Aufbau ist auf 
Lochraster, Atmega ist gesockelt, die Platine ist mit 
"Kontakt-irgendwas" für Platinen gegen Korrosion geschützt.

Der Sensor sendet nun nicht mehr, oder nur sporadisch, wenn er draußen 
im Kalten ist. Auf dem Basteltisch fühlt er sich wohl und nimmt nach 
einiger Aufwärmzeit die Arbeit wieder auf. Stelle ich ihn raus, 
verstummt er. Die letzte Messung ist immer so um die 6°C.

Über eine LED sehe ich, dass der Controller auch im kalten Zustand 
aufwacht (Blink 1) den Sensor erfolgreich(!) ließt (blink 2) und die 
Daten weg sendet (blink 3), wobei diese Funktion keinen returncode hat, 
aber zumindest ist klar, dass sich nichts aufhängt. Es wird aber nicht 
gesendet (geprüft mit Scanner).

Meine erste Vermutung war eine kalte Lötstelle. Ich habe alles 
nachgelötet, ohne Erfolg. Hat jemand einen Tipp, was ich noch probieren 
könnte?
Danke schön!

Gruß,
Lukas

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hast du mal eine sichere und stabile Versorgung ausprobiert?

Mit Kältespray lassen sich solche Temperatureffekte genau lokalisieren.

: Bearbeitet durch Moderator
von trollolo (Gast)


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Supercap.....

von Dieter (Gast)


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Lukas schrieb:
> Stelle ich ihn raus, verstummt er.

Hast Du ein Glück, das das kein Messroboter mit KI ist, denn dieser 
hätte Dich in die Kälte gestellt und wäre zurück ins warme Haus.

Mess doch mal die Versorgungsspannung des Teils im kalten Zustand. 
Könnte sein das bei Kälte der Oszillator versagt oder er vergeblich auf 
ein Signal vom Funkmodul wartet.

von Jens G. (jensig)


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Lukas schrieb:
> Hat jemand einen Tipp, was ich noch probieren
> könnte?

Messen, ob das eher spannungsabhängig ist - vielleicht liefert der 
Supercap bei Kälte nicht mehr genug Strom, wenn das Funkmodul loslegen 
will. Sieht man ja mit Oszilloscope ...
Ansonsten anderes Funkmodul nutzen, was explizit für diesen 
Temperaturbereich spezifiziert ist, und nicht vom Billig-Chinesen kommt.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Haarrisse sind bei solchem täglichen Temperaturstress immer möglich. Da 
hilft evtl. Kältespray bei der Suche. Es könnte natürlich auch die 
Stromversorgung sein? Leider zeigt nicht jedes Messgerät bei jeder 
Betriebstemperatur genau die gleichen Werte an!

von oszi40 (Gast)


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Lukas schrieb:
> Supercap mit 2F, der über eine Solarzelle geladen wird

Wenn ich jetzt genauer Solarzelle lese und keine Sonne sehe, könnte auch 
die Energiebilanz negativ sein.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Verbrauch CPU 1,8 mA RF Modul 23mA.

von Paul (Gast)


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Häng doch mal eine Li Zelle dran und schau ob es damm immer noch ist. 
Dann weißt du zumindest sicher das es nicht an der schlechten 
Stromlieferfähigkeit des CAP liegt.

VG Paul

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Lukas schrieb:
> Es wird aber nicht
> gesendet (geprüft mit Scanner).

Dann wird das RFM 12 eine Macke haben. Ist denn die Stromversorgung für 
das Funkmodul ausreichend mit einem Elko gepuffert für die paar ms, die 
es Strom zum Senden braucht?

mfg

von Uwe D. (monkye)


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Und es mach Sinn das so wie vorgeschlagen strukturiert zu prüfen:
* Platine auf kalte Lötstellen untersuchen
* Akku als Stromversorgung draußen testen
* Spannung draußen messen beim Senden
* Alternativen: Kältespray, Tiefkühlfach

Die LED blinkt nach dem Senden sicher auch, braucht aber viel weniger 
Leistung als der Sender… (da kommt garantiert nur noch Gestammel raus)

von Mike J. (linuxmint_user)


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Uwe D. schrieb:
> * Alternativen: Kältespray, Tiefkühlfach

Das würde ich zuerst machen.
Schaltung schön trocknen, dann in eine Tüte und ordentlich verschließen. 
Einfach damit die Platine kein Kondenswasser abbekommt. Natürlich mit 
Akku der 0°C aushält, aber ein größerer LiIon-Akku wird das schon 
aushalten wenn nur wenig Strom gezogen wird.

von er (Gast)


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Zuerst den Supercap gegen alkaline Batterien austauschen. Das Teil ins 
Kühlfach und schauen was passiert.
Wenn das Problem dann immer noch vorhanden ist, einzelne Bauteile auf 
der Platine mit Eisspray abzukühlen. Dann solltest du dein Problemkind 
erkennen können.
Viel Erfolg

von Stefan F. (stefanus)


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Lukas schrieb:
> Hat jemand einen Tipp, was ich noch probieren könnte?

Gebe uns irgend etwas, dass wir prüfen können. Aus meinem Kaffeesatz 
kann ich nur Sachen lesen, die mich selbst betreffen.

von Lukas (Gast)


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Danke für die vielen Antworten. Ich werde am Wochenende weiter auf 
Fehlersuche gehen. Die Spannung ist im kalten Zustand ok, aber ob sie 
unter Last, also beim Senden, einbricht, habe ich noch nicht 
kontrolliert.

Die Energiebilanz ist deutlich positiv. Der Supercap ist früh am morgen 
voll, selbst im Winter und bei schlechtem Wetter wird er über Nacht 
nicht leer. Der Controller sieht im power down Modus so gut wie nichts 
und überträgt nur alle 5 Minuten.

Das Teil hat viele Jahre funktioniert. Es kann also nur Alterung sein.

von Otto (Gast)


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> Das Teil hat viele Jahre funktioniert. Es kann also nur Alterung sein.

Warum dann dieser Thread?

von er (Gast)


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Dann tausche mal den Resonator auf deinem Sender aus. Die lassen gerne 
mal den Kopf hängen.

von Lukas (Gast)


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Es liegt am Supercap. Ich habe ein Oszi ausgeliehen und sehe, dass die 
Spannung beim Senden bis auf 2V runter geht, auch bei Raumtemperatur. 
Das rfm12-Funkmodul benötigt mindestens 2,5 V.

Bislang dachte ich, dass Supercaps quasi verschleißfrei sind. Kapazität 
und ESR verschlechtern sich aber im Laufe der Zeit. Die Alterung wird 
stark durch hohe Temperaturen und Spannungen beschleunigt. Wieder was 
gelernt.

Ich werde einen weiteren Supercap aus der Bastelkiste parallel schalten 
und die Spannung, die bisher auf ziemlich genau 5V begrenzt war 
(Zenerdiode über der 6V Solarzelle) auf 3-4V reduzieren.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lukas schrieb:
> Ich werde einen weiteren Supercap aus der Bastelkiste parallel schalten
Ich würde einen Elko mit ein paar mF (milli!) parallelschalten. Der ist 
im Verhalten (Temperatur und Alterung) weniger "chemisch".

von Thomas (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde einen Elko mit ein paar mF (milli!) parallelschalten.

Das ist übrigens auch ein guter Tipp für Anwendungen mit 
Knopfzellen-Versorgung.
Die vertragen kurzzeitige Stromspitzen auch nicht so gut und verlieren 
dabei teilweise sogar ein bisschen Kapazität, weil sie eher für kleine 
und gleichmäßige Entlade-Ströme gemacht sind.

von Klaus R. (klara)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde einen Elko mit ein paar mF (milli!) parallelschalten.

Elkos haben Leckströme. Mit einem guten Meßgerät kann man die messen. 
Ansonsten, Elko einmal aufladen und nach Stunden oder auch nach mehreren 
Tagen Spannung prüfen.
mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus R. schrieb:
> Elkos haben Leckströme.
Im Vergleich zu den Leckströmen der Supercaps sind die aber niedrig.

> aufladen und nach Stunden oder auch nach mehreren Tagen Spannung prüfen.
Hier habe ich ein paar solcher Messungen mit Elkos gemacht:
Beitrag "Re: gibt es neben der Kapazität andere Kriterien am Elko die altern?"

Das würde ich auch mal für die Supercaps empfehlen. Immerhin sollten die 
ja auch mal einen nebligen Tag puffern können...

von Mike J. (linuxmint_user)


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Lothar M. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Elkos haben Leckströme.
> Im Vergleich zu den Leckströmen der Supercaps sind die aber niedrig.

Ja, selbst bei kleinen Supercaps sind das schon einige µA, je höher die 
Kapazität und je geringer der Innenwiderstand, desto höher ist der 
Leckstrom.

von Lukas (Gast)


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Ich habe (vor dem Post dazu) einen Elko mit 330µF verbaut. Danach sah 
die Versorgung schon deutlich stabiler aus. Abblockkondensatoren mit 
100nF sind auch vorhanden.

Zur Begrenzung der Spannung habe ich nun eine weitere Zenerdiode mit 
niedrigerer Spannung verbaut und lasse zusätzlich ab 4,2 V die 
"Debug-LED" leuchten. Der Aufbau bekommt normalerweise keine direkte 
Sonne ab, daher hatte ich die Solarzelle mit 5,5V 80mA (60x60mm) 
großzügig gewählt. Wenig Licht reicht schon, dann lädt sich das Teil 
auch bei schlechtem Wetter auf und hält über Nacht.

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