ESP32 Max485 und 6N137 brennt ab

[Dominic S. (Firma: Privat) (dominics)]

Hallo zusammen,
ich arbeite seit einiger Zeit an einem Lichtsteuersystem für die 
heimische Modellbahn. Bisher habe ich die Lichtplatinen über einen 
gekauften USB-RS485-Adapter betrieben. Diesen möchte ich jetzt durch 
eine Platine ersetzen, die über das Netzwerk einen ESP anspricht.

Die Platine habe ich, wie oben abgebildet, bereits ausführlich auf ihre 
Funktion getestet. Dazu habe ich die beiden verbauten MAX485 CPA+ direkt 
miteinander verbunden und ein Programm laufen lassen, das quasi Ping 
Pong spielt. Das funktioniert ohne Probleme. Im zweiten Test habe ich 
eine der Lichtplatinen angeschlossen und angesprochen, was bis heute 
wunderbar funktioniert hat.

Heute dann die totale Katastrophe. Ich habe die Steuerplatine zur 
Eisenbahn verfrachtet. Ich habe alles angeschlossen, zweimal überprüft 
und eingeschaltet. Im ersten Moment ging alles gut. Doch dann wurde der 
MAX an dem verwendeten Ausgang extrem heiß und quittierte völlig den 
Dienst.
Was aber noch viel schlimmer ist: Ich habe den ESP mehrmals resettet, um 
die Kommunikation mit dem PC zu testen. Plötzlich hat der MAX des 
unbenutzten Ports, an den nichts angeschlossen war, angefangen zu 
rauchen. Das hat mich völlig überrascht. So etwas sollte unmöglich 
passieren können. Ich sehe keinen Grund, wie eine Ansteuerung von Ro, 
Re, De, Di so etwas hervorrufen kann – und sei sie noch so kreuz und 
quer gewesen.

Beim ersten MAX, der heiß wird, kann ich mir vorstellen, dass der Bus zu 
viel Strom zieht. Entweder macht der 220-Ohm-Terminator ein Problem oder 
der Drive des MAX auf einer der anderen Platinen war aktiv. Das wäre 
tatsächlich ein echtes Problem. Letzteres halte ich aber für wenig 
wahrscheinlich, da der Bus mit einem anderen Treiber bereits 
funktioniert hat.

Ich hänge euch mal alle meine Schaltpläne an. Ich weiß, dass in meinen 
Schaltungen sicher noch sehr viel zu verbessern ist. Daher bin ich für 
jeden hilfreichen Tipp dankbar.

Vielen lieben Dank im Voraus für jede Hilfe.

[Flip B. (frickelfreak)]

-Massebezug: Gleis-Minus kann je nach Gleisversorgung +-24V zur Erde/PC 
Masse/USB haben. Immer strikt trennen!

-TVS dioden an den Rs485 ports wären nützlich, vermutlich gab es kontakt 
zum Schienenpotential und daraufhin floss strom durch den defekten 
Bustreiber in die 5V versorgung, und hat darüber den rest gekillt. Der 
stromweg wird dir klar, wenn du einen kompletten 
schaltplan/blockschaltbild zeichnest. Vermutlich über die versorgung der 
gesteuerten lichter.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

bei paar Widerständen fehlt die Größenangaben. In einem Sheet fehlt es 
komplett. Ggf. besser das gesamte Projekt zur Verfügung zu stellen. 
Kicad nutzen schon sehr viele hier.

[Dominic S. (Firma: Privat) (dominics)]

Veit D. schrieb:
> Hallo,
>
> bei paar Widerständen fehlt die Größenangaben. In einem Sheet fehlt es
> komplett. Ggf. besser das gesamte Projekt zur Verfügung zu stellen.
> Kicad nutzen schon sehr viele hier.

Ja du hast völlig Recht das hatte ich jetzt gar nicht direkt gesehen. 
Soweit ich es sehe, sind es aber immer nur Vorwiderstände für normale 
LEDs. Tatsächlich in dem Sheet wo sie ganz fehlen, hab ich die Werte 
einige Male vergrößert, damit die LEDs generell weniger hell sind. In 
dem Anwendungsfall genügt es für mich tatsächlich, wenn die nur sehr 
schwach leuchten. Daher inzwischen glaube ich über 2k.

[H. H. (hhinz)]

Das sind keine Schaltpläne, sondern Wimmelbilder "Such das Label!".

[Pink S. (pinkshell)]

Vcc des 6N137 ist mit 4.5V - 5.5V spezifiziert.
Hier laufen einige mit Vcc = 3.3V.

[H. H. (hhinz)]

Pink S. schrieb:
> Vcc des 6N137 ist mit 4.5V - 5.5V spezifiziert.
> Hier laufen einige mit Vcc = 3.3V.

Werden von manchen Herstellern auch für um die 3V spezifiziert.

[Rainer W. (rawi)]

Dominic S. schrieb:
> Ich hänge euch mal alle meine Schaltpläne an. Ich weiß, dass in meinen
> Schaltungen sicher noch sehr viel zu verbessern ist.

Auch im Schaltplanpuzzle besteht noch Verbesserungspotential.

Bei U2 und Y1 fehlen Typenbezeichnungen.
Bei den meisten Quarzen müssen die Lastkapazitäten (C11, C12) erheblich 
kleiner sein.
Bei U2 hängt der Reset-Pin in der Luft. Darf der das? Sonst sollte der 
ERC das bemängelt haben.
Zwischen den Pins 10 und 11 fehlt ein Abblockkondensator unmittelbar am 
Chip.
Was passiert an J1, J2 und J12, d.h. was hängen dort für Versorgungen 
dran?`
Was sind C4 und C5 für Spezialkondensatoren? Elkos mit 100nF sind schon 
etwas ungewöhnlich.
Auffällig ist die Kondensatorbatterie C2, C3, C14. Warum verwendest du 
nicht einen Kondensator mit 100µF? Hat das mechanische Gründe?

Ohne den Schaltplan jetzt komplett abgesucht zu haben - gibt es für den 
RS485 Bus irgendwo ein Bias-Netzwerk?

Ein Blockschaltbild, um die Gesamtschaltung erkennbar zu machen, wurde 
ja schon angefragt.

Flip B. schrieb:
> -TVS dioden an den Rs485 ports wären nützlich, vermutlich gab es kontakt
> zum Schienenpotential und daraufhin floss strom durch den defekten
> Bustreiber in die 5V versorgung

Wogegen willst du mit den TVS-Dioden schützen? Gegen Transienten, die 
irgendwo durchrauschen oder wirklich gegen das Schienenpotential. In dem 
Fall müssten die TVS-Dioden mehr Leistung vertragen, als vom 
Schienenpotential bei einsetzender Strombegrenzung kommen kann. Sonst 
mögen die das auch nicht.

[Hadmut F. (hadmut)]

Dominic S. schrieb:
> Beim ersten MAX, der heiß wird, kann ich mir vorstellen, dass der Bus zu
> viel Strom zieht.

Wie andere schon schreiben hast du eine potentialproblem.

Da kann nicht nur 24V vom eisenbahntrafo drauf sein, da können 240V 
drauf sein.

Du brauchst einen poteintialtrenner, einen isolator. Für uart-seriell 
gibts das günstig, den musst du zwischen max und esp32 schalten, vcc 
eine seite vom esp32, andere seite von eisenbahn.

[Rahul D. (rahul)]

Wo wird da eigentlich was eingespeist?

[Dominic S. (Firma: Privat) (dominics)]

Flip B. schrieb:
> TVS dioden an den Rs485 ports wären nützlich

Also unabhängig meiner weiteren Schritte, werde ich das in jedem Fall 
einbauen. Ich denke ich halte mich hierbei mal an diesen Foren Post.

Beitrag "RS485 Transceiver: Reihenfolge Terminierung, Serienwiderstand und Bias"
bzw. die Erläuterungen von hier.
https://electrosome.com/solving-max485-heating-stops-working/

[Dominic S. (Firma: Privat) (dominics)]

Rainer W. schrieb:
> Bei U2 hängt der Reset-Pin in der Luft. Darf der das? Sonst sollte der
> ERC das bemängelt haben.

Da ich ihn nicht direkt benötige, darf der bei dem Chip das tatsächlich. 
Aber gut das du das anmerkst.

Rainer W. schrieb:
> TVS-Dioden schützen

Die werde ich in Zukunft ganz unabhängig einbauen.

[Joachim B. (jar)]

Rainer W. schrieb:
> Elkos mit 100nF sind schon
> etwas ungewöhnlich.

früher nicht so selten, aber mit 0,1µF Aufdruck, z.B. in Audioanwenungen 
als Koppelkondensator.