NRF24L01 funktioniert nicht mit LP2950-3.3

[Stefan H. (alve89)]

Hallo zusammen,

da ich mittlerweile nicht weiß, wonach ich noch googeln soll und was ich 
noch versuchen könnte, wende ich mich an euch.

Ich habe hier einen Arduino Nano und möchte mit dem ein NRF24L01 
Breakoutboard als Receiver betreiben (Sender ist ein Arduino UNO mit 
einem gleichen Breakoutboard). Mein Problem ist die Spannungsversorgung 
durch einen LDO-Spannungsregler:

- Wenn ich den NRF über den 3V3-Pin des Arduino betreibe (SW1A-Pin 3 in 
Schaltplan), funktioniert er ohne Probleme. Strom zwischen 3V3 und Vin 
des NRF: Ca. 14 mA während des Empfangs.
- Wenn ich den NRF über einen LP2950 betreibe (SW1A-Pin 1 in 
Schaltplan), wird er zwar vom Nano als angeschlossen erkannt, empfängt 
jedoch keine Daten. Strom zwischen LP Output und Vin des NRF: Ca. 0,02 
mA während des "Empfangs" (es wird nichts empfangen).

Der LP2950 liefert, wie erwartet, 3.3 V. Ich habe nun Kondensatoren vor 
und nach dem LP montiert, aber auch das bringt keine Besserung.

Nun bin ich als Laie mit meinen Ideen am Ende (Spannung ist vorhanden, 
Leistungsfähigkeit des LP sollte mit bis zu 100 mA eigentlich 
ausreichend sein).

Hat hier jemand Ideen oder stand sogar selbst schon mal vor diesem 
Problem?

Viele Grüße!

[Εrnst B. (ernst)]

Dumme Frage: Warum überhaupt den Aufwand mit dem zusätzlichen LDO? Wenn 
der auf dem Nano-Board integrierte reicht, warum nicht den benutzen?

Ansonsten: Ist sichergestellt, dass der Nano lang genug mit dem NRF-Init 
wartet?
Nicht dass da das setup() schon losrennt, während der NRF noch garnicht 
volle Spannung hat. --> Zum Testen einfach mal einen großzügen delay 
einbauen.

[Jack V. (jackv)]

Stefan H. schrieb:
> Nun bin ich als Laie mit meinen Ideen am Ende (Spannung ist vorhanden,
> Leistungsfähigkeit des LP sollte mit bis zu 100 mA eigentlich
> ausreichend sein).

Im Anhang siehst du ein Device, bei dem ein Multimeter einstellige mA 
anzeigt. Der Peak würde deinen LDO allerdings so überlasten, dass es da 
Probleme geben mag. Die Sendephase (so’n billiges JDY-40-Modul) links 
daneben wäre auch hart an der Grenze deines LDO.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Ceramic capacitors can be used, but due to their low ESR (as low as 5 mΩ 
to 10 mΩ), they may not meet the minimum ESR requirement previously 
discussed. If a ceramic capacitor is used, a series resistor between 0.1 
Ω to 2 Ω must be added to meet the minimum ESR requirement.

Vanye

[Julian L. (rommudoh)]

Nur zur Vollständigkeit: Die GNDs sind alle miteinander verbunden, auch 
mit denen des Arduinos, richtig?

[Rainer W. (rawi)]

Stefan H. schrieb:
> ard_nrf_lp2950.png

Was soll die riesige kapazitive Last am Ausgang des LDO. Bist du sicher, 
dass er trotzdem richtig arbeitet?

[Stefan H. (alve89)]

Danke für all eure schnellen Rückmeldungen! Ich beantworte alle von 
unten nach oben.

Julian L. schrieb:
> Die GNDs sind alle miteinander verbunden, auch
> mit denen des Arduinos, richtig?

Richtig.

Vanye R. schrieb:
> If a ceramic capacitor is used, a series resistor between 0.1
> Ω to 2 Ω must be added to meet the minimum ESR requirement.

I'll add that!

Jack V. schrieb:
> Der Peak würde deinen LDO allerdings so überlasten, dass es da
> Probleme geben mag.

Ich hatte schon versucht, eine Spule zur Reduktion des Strom-Rippels zu 
integrieren, hat jedoch auch nichts gebracht. Aber dein Graph gibt mir 
tatsächlich zu denken...

Εrnst B. schrieb:
> Warum überhaupt den Aufwand mit dem zusätzlichen LDO? Wenn
> der auf dem Nano-Board integrierte reicht, warum nicht den benutzen?

Weil ich den Arduino gerne durch einen kleinen reinen Controller (ATtiny 
o. ä.) ersetzen möchte, um eine möglichst kleine Platine zu generieren.

Εrnst B. schrieb:
> Ist sichergestellt, dass der Nano lang genug mit dem NRF-Init
> wartet?
> Nicht dass da das setup() schon losrennt, während der NRF noch garnicht
> volle Spannung hat.

Würde dem nicht widersprechen, dass es bei Nutzung des 3V3-Pins 
funktioniert (und nur beim LP nicht)?

Εrnst B. schrieb:
> Zum Testen einfach mal einen großzügen delay
> einbauen.

Gemacht, keine Änderung.

UPDATE: Es funktioniert mit einem LM1117AV33. Der LP2950 macht weiterhin 
Probleme. Weitere Ideen?

Rainer W. schrieb:
> Was soll die riesige kapazitive Last am Ausgang des LDO. Bist du sicher,
> dass er trotzdem richtig arbeitet?

Was meinst du? Die Kondensatoren habe ich zur Reduktion von 
Spannungssprüngen integriert, die sind doch aber keine Last?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Was meinst du? Die Kondensatoren habe ich zur Reduktion von
> Spannungssprüngen integriert, die sind doch aber keine Last?

Die Aufgabe eines Spannungsreglers ist es die Spannung zu regeln,
das kann er schlecht wenn da so ein dicker Klopper am
Ausgang haengt. Du laeufst auch langsamer wenn wir dir eine Metall
kugel ans Bein ketten.

Am besten entfernst du am Ausgang deine beiden Kondensatoren
und machst da einen 4.7uF Elko hin. Das scheint bei dem
Typen wohl das Optimum zu sein. Sowas hat man ja immer irgendwo
rumliegen.

Danach sollte der Regler eigentlich in der Lage sein zu regeln.

Vanye

[H. H. (Gast)]

Stefan H. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Was soll die riesige kapazitive Last am Ausgang des LDO. Bist du sicher,
>> dass er trotzdem richtig arbeitet?
>
> Was meinst du? Die Kondensatoren habe ich zur Reduktion von
> Spannungssprüngen integriert, die sind doch aber keine Last?

Wie gut kannst du die Spur halten, wenn der Beifahrer das Lenkrad mit 
aller Kraft festhält?

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan H. schrieb:
> Weil ich den Arduino gerne durch einen kleinen reinen Controller (ATtiny
> o. ä.) ersetzen möchte, um eine möglichst kleine Platine zu generieren.

Dann beide mit einer gemeinsamen Spannung versorgen.
Wenn kein dauerhafter Empfang nötig ist, gerne auch direkt aus einer 
Li-Knopfzelle oder zwei Alkaline-AAAs.

Temperatursensor mit Mega328 und NRF läuft so viele Jahre mit einer 
Batterieladung, bei einem Datensatz/Minute.

Für den Empfänger ist das natürlich nix. Der besteht bei mir aus einem 
ESP8266 und einem NRF, leitet alle empfangenen Messwerte an MQTT weiter. 
Und weil der ESP sowieso auch 3.3V braucht, hängt beides zusammen an so 
einem HiLink-3.3V-Netzteilmodul.

[Stefan H. (alve89)]

Vanye R. schrieb:
> Danach sollte der Regler eigentlich in der Lage sein zu regeln.

Es funktioniert.

Da habe ich wohl ein falsches Verständnis von Kondensatoren und muss 
nacharbeiten.


Danke euch für die schnelle Hilfe!

Εrnst B. schrieb:
> Wenn kein dauerhafter Empfang nötig ist,

Es ist ein dauerhafter Empfang nötig.

Εrnst B. schrieb:
> Und weil der ESP sowieso auch 3.3V braucht

Das ist eigentlich eine gute Idee, ESP statt Tiny. Da aus USB jedoch 5 V 
kommen, muss ich dennoch mal regeln...

[Rainer W. (rawi)]

Stefan H. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Was soll die riesige kapazitive Last am Ausgang des LDO. Bist du sicher,
>> dass er trotzdem richtig arbeitet?
>
> Was meinst du?

So, wie es im Datenblatt steht unter 8.2.1 Design Requirements steht.
Unter ungünstigsten Bedingungen (100mA Strom, niedrige VOut) ist am 
Ausgang die Rede von 3.3 μF für den 2951.
"Thus, for a worst-case condition of 100-mA load and VOUT = VREF = 1.235 
V (representing the highest load current and lowest loop gain), a 
minimum COUT of 3.3 μF is recommended."

Für den 2950 mit festem Spannungsteiler sieht das nicht anders aus. 
Außerdem bringt ein großer Kondensator am Ausgang recht wenig (8.2.2.3: 
... "However, this method is relatively inefficient, as increasing COUT 
from 1 μF to 220 μF only reduces the regulator’s output noise from 430 
μV to 160 μV (over a 100-kHz bandwidth)."

[Stefan F. (Gast)]

Die Kombination LP2950 + Funkmodul erscheint mit unpassend. Relevant ist 
hier die Peak Stromaufnahme des Funkmoduls, und die ist sehr 
wahrscheinlich höher als was der Spannungsregler liefern kann.

Beim ESP8288 hatten wir das auch schon ganz oft, dass die Leute denken: 
für die 70 mA average reichen die kleinsten Spannungsregler aus. Ist 
aber nicht so. Wenn es überhaupt funktioniert, dann meist unzuverlässig.

Ein dicker Kondensator kann helfen, oder auch nicht. Manche 
Spannungsregler arbeiten nicht stabil, wenn die kapazitive Last extrem 
hoch ist. Manche Schaltwandler gehen sogar aus, weil sie das als 
Kurzschluss interpretieren. Außerdem starten manche Mikrocontroller und 
Funkmodule nicht richtig, wenn die Stromversorgung beim Einschalten zu 
langsam hoch kommt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Stefan H. schrieb:
> Da habe ich wohl ein falsches Verständnis von Kondensatoren und muss
> nacharbeiten.
Es sind nicht die Kondensatoren, die hier das Problem machen. Die Kerkos 
sind da einfach zu "gut" im Sinne "zu wenig ESR". Und dann kommt der 
Regler ins Schwingen und ist instabil.

Du musst also eher beim Kapitel "Low Drop Regler" ein wenig dazulernen.

[H. H. (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Du musst also eher beim Kapitel "Low Drop Regler" ein wenig dazulernen.

Dazu gibts von TI was.

[Stefan H. (alve89)]

H. H. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Du musst also eher beim Kapitel "Low Drop Regler" ein wenig dazulernen.
>
> Dazu gibts von TI was.


Danke euch beiden (und auch allen anderen), dann habe ich ja wieder was 
zu tun, nachdem dieses Projekt jetzt erfolgreich abgeschlossen wurde!