Lebensdauer des DS18B20?

Sommerliche Grüße in die Runde :smiley:

Ich hätte da mal eine Frage bezüglich des DS18B20. Ich habe mir ja für mein Auto eine Uhr auf Basis des Nano mit OLED-Display gebastelt. Zusätzlich kann ich mir die Außentemperatur anzeigen lassen, der besagte Sensor sitzt in der Frontschürze.
Das Ganze lief nun in diesem Aufbau ca. ein Jahr, aber nun ist der Sensor von jetzt auf gleich ausgefallen. Signal und Versorgung kommen am Sensor an, auch mit einem zweiten Nano und verschiedenen OneWire-Testprogrammen konnte ich nix aus dem Sensor auslesen oder ihn auf dem Bus überhaupt finden.
Bei einem Bekannten, dem ich die gleiche Uhr gebastelt habe, scheint das selbe Problem vorzuliegen.
Ich vermute, dass die lange Leitung im Motorraum irgendwo zu viele Störungen eingefangen hat, weshalb sich der Sensor verabschiedete. Liege ich mit dieser Vermutung richtig? Und wie kann ich dem effektiv vorbeugen? Ein kleiner Kondensator zwischen V+ und GND direkt am Sensor?

Bei den Störungen, die im KFZ auftreten können, solltest du komplett abgeschirmtes Kabel für die Sensoren einsetzen.

Edit:
Ein kleiner Kondensator wird dir da nicht helfen, der hilft nur bei kleinen Spannungseinbrüchen.

Ein Halbleiter der innerhalb der Spezifikationen betrieben wird hält lange. Der Hersteller gibt manchmal die mittlere Ausfallzeit MTTF (mean time to failure) an.

アナログ・デバイセズ | 半導体製品&シグナル・プロセッシングIC | アナログ・デバイセズ nennt eine MTTF von 25120 Jahren

Im Auto sind viele elektrische Störungen, extreme klimatische Werte und vibrationen. Ich kann Dir nicht sagen was der Grund des Ausfalls des Ds18B20 ist und darum kann ich Dir keine Gegenmaßnahmen vorschlagen.

Die Versorgungsspannung gut enstören ist sicher eine gute Idee aber ich weiß nicht ob das die Lösung ist.

Grüße Uwe

Danke für Eure Antworten

Bei den Störungen, die im KFZ auftreten können, solltest du komplett abgeschirmtes Kabel für die Sensoren einsetzen.

-->Auf diesen Aufwand würde ich gerne verzichten :confused:
Zumal das Kabel eigentlich keine kritischen Stellen passiert, LiMa, Zündverteiler etc. sind da nicht in der Nähe. Höchstens der Sicherungskasten.

Ein kleiner Kondensator wird dir da nicht helfen, der hilft nur bei kleinen Spannungseinbrüchen.

-->Mein Gedanke ging da eher in die Richtung, kurzzeitige Spitzen durch Induktion abzufangen. Die Versorgung kommt vom Längsregler des Nano, von dort dürften keine Störungen kommen. Spannungseinbrüche ebenso wenig, da würde ich in der Anzeige zwischendurch "Error!" lesen.

viele elektrische Störungen

-->vermute, dass hier die Ursache liegt

extreme klimatische Werte

-->Die aber nicht die Grenzbereiche erreichen. Lass es im Hochsommer mal 60Grad werden... das ist für den Sensor eigentlich nicht erwähnenswert. Der Sensor sitzt ja nicht im Auto. Zum Zeitpunkt des Ausfalls stand das Auto zudem im Schatten.

vibrationen

-->Kann ich mir kaum vorstellen, dass hier die Ursache liegen soll. Zudem liegt der Sensor in einem dicken "Bett" aus Scheibenkleber, was doch recht gut dämpfen sollte.

Die Versorgungsspannung gut enstören ist sicher eine gute Idee aber ich weiß nicht ob das die Lösung ist.

-->Versorgungsleitung und Datenleitung, denke die darf man auch nicht außer Acht lassen. Möglichkeiten gibt es ja viele, aber welche bringt hier wirklich was? Kapazität? Spule? Z-Diode?

DerLehmi:
Danke für Eure Antworten
-->Auf diesen Aufwand würde ich gerne verzichten :confused:
Zumal das Kabel eigentlich keine kritischen Stellen passiert, LiMa, Zündverteiler etc. sind da nicht in der Nähe. Höchstens der Sicherungskasten.

Und da wirst du vermutlich nicht drum herum kommen, wenn du sicher sein willst, dass da keine Störungen rein kommen.

Da die Spannungsspitzen im ganzen Fahrzeug vorhanden sind, reicht es, wenn das Kabel an anderen Kabeln parallel liegt.
Nochmal, Spannungsspitzen kannst du nicht mit Kondensatoren verhindern.
Das geht mit Z-Dioden o.ä.
Wenn diese auf der Datenleitung liegen, kann das auch helfen.

Hi

Spikes (schnelle Änderungen der Spannungshöhe) kann man sehr wohl mit Kondensatoren entgegen gehen - jede Frequenzweiche macht Das so, indem eine Seite der Frequenz ein höherer Widerstand, der anderen Seite ein geringerer Widerstand entgegen gesetzt wird.
Wenn ich nun mittels Kondensator hohe Frequenzen kurz schließe - kommen Die nicht mehr hinter dem Kondensator an.
Oder eine Induktivität in Reihe - wobei Diese auch erfolgreich eigentlich gewünschte Stromänderungen verhindert.

Eine Z-Diode, Die sich um das 'wirklich zu viel' kümmert, gehört dann auch dabei - wobei Das hier scheinbar nicht gegeben ist - der Arduino hat ein Jahr in diesem verseuchten Spannungsnetz überlebt - so viele Spikes werden dort nicht vorbei gekommen sein.

Warum es jetzt den DS18B20 erwischt hat - und Das sogar 2x in der gleichen Zeit (die gleiche Charge??), dürfte in Kaffeesatzlesen ausarten.

MfG

Wobei der Tiefpass aus Induktivität und Kerko zur Versorgung des DS18B20 mit Sicherheit nicht schädlich ist (so 20 µH und 100 nF). Da ändert sich ja nichts planmäßig schnell.

Gruß Tommy

postmaster-ino:
Hi

Spikes (schnelle Änderungen der Spannungshöhe) kann man sehr wohl mit Kondensatoren entgegen gehen - jede Frequenzweiche macht Das so, indem eine Seite der Frequenz ein höherer Widerstand, der anderen Seite ein geringerer Widerstand entgegen gesetzt wird.
Wenn ich nun mittels Kondensator hohe Frequenzen kurz schließe - kommen Die nicht mehr hinter dem Kondensator an.
Oder eine Induktivität in Reihe - wobei Diese auch erfolgreich eigentlich gewünschte Stromänderungen verhindert.
.....

Da gebe ich dir Recht.

Nur ein Kondensator alleine wird eben nicht reichen.
Und nur vom Kondensator war die Rede.
Alles weitere muss ausgemessen bzw. probiert werden.

Oder man ersetzt die langen Kabel mit einer Funkstrecke und versorgt den Sensor/Sender mit „gutem“ Strom

DerLehmi:

extreme klimatische Werte

-->Die aber nicht die Grenzbereiche erreichen. Lass es im Hochsommer mal 60Grad werden... das ist für den Sensor eigentlich nicht erwähnenswert. Der Sensor sitzt ja nicht im Auto. Zum Zeitpunkt des Ausfalls stand das Auto zudem im Schatten.

Die würde ich auch nicht ganz außer Acht lassen. Der Temperaturberech ist weniger das Problem, es sei denn das Kabel wird zu heiß, sodass die Isolierung versagt. Die Probleme entstehen dadurch, dass Feuchtigkeit, evtl. Öl, Dreck, gefrierende Nässe oder Salz im Winter dazu kommt. Diese Mischung kann z.B. ein Kabel von innen wegfaulen lassen, wenn die Lötstellen nicht richtig dicht sind.

DerLehmi:
Die Versorgung kommt vom Längsregler des Nano, von dort dürften keine Störungen kommen. Spannungseinbrüche ebenso wenig, da würde ich in der Anzeige zwischendurch "Error!" lesen.

Wie bekommt der Nano seinen Strom? Falls der direkt am ungefilterten Bordnetz hängt, kannst du eigentlich froh sein, wenn nur der Temp-Sensor über den Jordan gegangen ist.

Mir ist einer nach ca. 1 Stunde gestorben. 2 Meter Zuleitung, benachbartes Adernpaar wurde eine 100W LED PWM gedimmt.
Was bei mir half:

  • 100nF KerKo +47µ Elko direkt am DS16B20
  • auf der Datenleitung in eine Diode gegen Masse und eine gegen +5V am Regler
  • das selbe nochmal am µC Eingang

so werden Spikes kleiner Masse und größer 5V kurzgeschlossen und abgeleitet. Ab und zu kommt mal ein ungültiges Datenpaket, aber das wird dann halt verworfen.

Das geht mit Z-Dioden o.ä.
Wenn diese auf der Datenleitung liegen, kann das auch helfen.

-->War auch ein Gedanke, würde eine von Daten nach GND und eine von V+ nach GND setzen.

der Arduino hat ein Jahr in diesem verseuchten Spannungsnetz überlebt - so viele Spikes werden dort nicht vorbei gekommen sein.

-->Der Arduino hat aber auch einen Spannungsregler, der sich darum kümmern sollte. Zudem sitzt davor noch ein dicker Elko.

die gleiche Charge??

-->Jup, die anderen Sensoren der gleichen Charge funktionieren aber noch.

Diese Mischung kann z.B. ein Kabel von innen wegfaulen lassen, wenn die Lötstellen nicht richtig dicht sind.

-->Habe zum Testen die Lötstellen aufgetrennt, und den Sensor dort angeschlossen. Hat auch nicht geklappt. Den DS18B20 an sich kann es damit auch schwer erreicht haben, er steckt in einem wasserfesten Edelstahlgehäuse.

Nur ein Kondensator alleine wird eben nicht reichen.
Und nur vom Kondensator war die Rede.

-->Erlaubt ist alles, was das Problem beseitigt. Der Kondensator war nur eine schnelle Idee.

Wie bekommt der Nano seinen Strom? Falls der direkt am ungefilterten Bordnetz hängt, kannst du eigentlich froh sein, wenn nur der Temp-Sensor über den Jordan gegangen ist.

Direkt über die Zündung, mit einem Elko und einer Diode noch davor.
Aber da der Nano seinen eigenen Spannungsregler hat, dürften Störungen ja gar nicht durchkommen.

Was bei mir half:

  • 100nF KerKo +47µ Elko direkt am DS16B20
  • auf der Datenleitung in eine Diode gegen Masse und eine gegen +5V am Regler
  • das selbe nochmal am µC Eingang

-->Die Caps zwischen V+ und GND? Und was für Dioden, Z-Dioden?

Zusammenfassend: ich würde jetzt jedenfalls nen kleinen Cap zwischen V+ und GND direkt am Sensor als auch je eine Z-Diode zwischen V+ und GND und Sig und GND schalten. Klingt das soweit passend?

DerLehmi:
.....
Aber da der Nano seinen eigenen Spannungsregler hat, dürften Störungen ja gar nicht durchkommen.
.....

Und hier liegst du falsch.
Die Störimpulse gehen direkt auf die Leitung und können da den Sensor beeinflussen bis zerstören.
Also bleibe ich bei meiner Aussage: Verwende abgeschirmte Leitungen und zusätzliche Entstörmaßnahmen, die dir vorgeschlagen wurden.

DerLehmi:
-->Erlaubt ist alles, was das Problem beseitigt. Der Kondensator war nur eine schnelle Idee.
Direkt über die Zündung, mit einem Elko und einer Diode noch davor.
Aber da der Nano seinen eigenen Spannungsregler hat, dürften Störungen ja gar nicht durchkommen.

Der Spannungsregler auf dem Arduino ist nicht für die Spannungsspitzen, die im Auto auftreten können, ausgelegt. Es können da schon mal Spikes von 50-100V auftreten. Der Spannungsregler ist bis max. 36V spezifiziert. Mit anderen Worten ich bleibe dabei, du kannst froh sein, dass nur der DS18B20 kaputt ist und nicht auch deine restlichen Komponenten.
Das einfachste und beste ist die Versorgung mit einem Marken-Spannungsadapter (z.B. Nokia, Philips, Hama...) für den Zigarettenanzünder. Diese Adapter haben die notwendigen Filterglieder und die Spannungsfestigkeit für das Autobordnetz, die der Nano selber nicht hat. Da reicht auch nicht eine Diode und ein Elko, da das nur gegen Spannungseinbrüche hilft.