Arduino Forum

International => Deutsch => Topic started by: michael--g on Oct 07, 2012, 04:45 pm

Title: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 04:45 pm
Hallo,

zuerst meine Frage bitte: wie kann ich die Begrenzung der 200mA auf dem 5V-Pin umgehen?

Situation: Habe mein Projekt zur Heizungssteuerung fast fertig: 6 LM35-Sensoren (ziehen fast nichts) überwachen div. Stellen der Heizung, eine 8er Relaiskarte schaltet Pumpen, Ventile und so weiter. Auf dem Mega 2560 ist eine Netzwerk-Erweiterung, die die Daten ins Internet (Cosm) stellt. Ein 4*20 I2C-LCD hängt auch dran. Alleine das LCD -Licht zieht schon ca. 200 mA. Die Relais bringen bestimmt auch einiges zusammen. Kurz: ich brauche mehr Power.

Dazu habe ich zuerst das LCD an ein eigenes Netzteil (zuerst 4,7V, dann 6 V, exakte 5V liefert mir hier nichts, was ich gerade zur Hand habe) gesteckt - mit keinem Erfolg. Das Display wird beleuchtet, der I2C-Controller reagiert anscheinend nicht :-( Es kann doch nicht sein, dass das LCD so empfindlich ist, oder? Die LM35 kann ich so einfach wohl nicht mit eigener externer Spannung versorgen - sie stellen möglicherweise ein weiteres Problem dar: die ermittelten Werte schwanken enorm, im Bereich von 2-5 Grad Kelvon, dabei führe ich auf einen Schlag jeweils 300 Messungen, die ich mittle. Ich vermute, dass das mit zu wenig Power zusammenhängt.

Kann mir Laien bitte jemand einen guten Ratschlag geben? Ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass das Problem alleine an dem 4,7V Netzteil hängt (dazu waren meine bisherigen Fehler einfach von einem anderen Kalliber ;-)

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: sth77 on Oct 07, 2012, 05:01 pm
Wo schließt du denn diese Netzteile an? Wenn du die Spannung an die schwarze Buchse legst, wird da nicht viel passieren, da solltest du schon um mehr als 7V haben.
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael_x on Oct 07, 2012, 05:06 pm
Quote
Alleine das LCD -Licht zieht schon ca. 200 mA. Die Relais bringen bestimmt auch einiges zusammen.

Die Hintergrund-Beleuchtung würde ich auf jeden Fall unabhängig von den I2C Signalen versorgen.
Die Relais brauchen wohl mehr als 5V*20mA, d.h. müssten auch über Transistoren,vermutlich mit 12V angesteuert werden. Details hängen von deiner Relais-Karte ab, aber deren Stromversorgung kommt sicher nicht aus dem 5V Pin.

Der hat schon mit dem Ethernet-Shield genug zu tun.
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 05:08 pm
Die Versorgung des Mega passiert tatsächlich, wie Du schreibst, mit 7 V. Bei 12V erhöht sich Temperatur des Wandlers auf Bratniveau.
Die 4,7V bzw. 6V lege ich an die GND und Vin des LCD. (Das LCD ist - natürlich - aus der Bucht: "LCD 2004 I2C" liefert mein Exemplar :-)
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael_x on Oct 07, 2012, 05:10 pm
Quote
Die 4,7V bzw. 6V lege ich an die GND und Vin des LCD

???
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 05:15 pm
Quote
Die Relais brauchen wohl mehr als 5V*20mA, d.h. müssten auch über Transistoren,vermutlich mit 12V angesteuert werden. Details hängen von deiner Relais-Karte ab, aber deren Stromversorgung kommt sicher nicht aus dem 5V Pin.


Die 5V-Relais bediene ich über eine I2C-Expander-Karte - aber den Vin und GND der Relaiskarte, die ebenso bisher am Arduino hängen, müsste ich dann genauso über das externe/zusätzliche 5V-Netzteil laufen lassen, oder?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 05:17 pm

Quote
Die 4,7V bzw. 6V lege ich an die GND und Vin des LCD
???


Der LCD wird über I2C angesteuert, hat neben SDA und SCL eine eigne Versorgung, die bisher über den Mega läuft. Sobald ich aber diese per zusätzlichem Netzlauf laufen lasse, zeigt das LCD ncihts mehr an (außer, dass es leuchtet).
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 06:32 pm

... ein weiteres Problem dar: die ermittelten Werte schwanken enorm, im Bereich von 2-5 Grad Kelvin, dabei führe ich auf einen Schlag jeweils 300 Messungen, die ich mittle. Ich vermute, dass das mit zu wenig Power zusammenhängt.


Vielleicht weiß auch jemand das zu deuten: alle Fühler sind identisch (LM35DZ), angeschlossen sind sie an Pin8-13. Die gelieferten Werte schwanken aber in einer Breite von 2-5 Grad Kelvin - außer dem, der an PIN8 hängt, der bewegt sich um max 1/1024!

Rätsel über Rästsel :-?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 07, 2012, 08:17 pm
Einiges zum klarstellen:
* Die 200mA sind der Gesamtstrom der über die Versorgungspannungspin Bzw Masse-Pin des ATmega2560 fließen dürfen. Das hat nichts mit dem Strom der auf 5V verbraucht wird zu tun
* eine 5V Schaltung mit 6V zu versorgen macht sie ziemlich sicher kaputt.

1. Besorg Dir ein ordentliches 5V Netzteil genug Strom liefert.

2. Die Spannungsmessung über die Analog-Eingänge funktioniert über eine Referenzspannung. Diese ist normalerweise die 5V Versorgungspannung. Wenn diese wegen zuviel Verbrauch schwankt hast Du Falschmessungen.
Wenn Du den LM35 verwendest kannst Du die interne 1,1V Referenz nehmen.

Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 08:28 pm
Hallo Uwe,

ich gehe mit.

* Die 200mA sind der Gesamtstrom der über die Versorgungspannungspin Bzw Masse-Pin des ATmega2560 fließen dürfen. Das hat nichts mit dem Strom der auf 5V verbraucht wird zu tun


Wenn ich diese 200 mA anzappfe, um mein LCD u.a. damit zu versorgen, welcher selbst 200 mA braucht, ist es schlecht, so weit bin ich auch. Daher brauche ich auch eine zusätzliche Stromquelle, so wie geschrieben.

Quote
* eine 5V Schaltung mit 6V zu versorgen macht sie ziemlich sicher kaputt.


Ist schon aus :-)

Quote
1. Besorg Dir ein ordentliches 5V Netzteil genug Strom liefert.


Scheint mir auch. Aber dass 4,7V für das $"§&-LCD nicht reichen, ist ein Ding.

Quote
2. Die Spannungsmessung über die Analog-Eingänge funktioniert über eine Referenzspannung. Diese ist normalerweise die 5V Versorgungspannung. Wenn diese wegen zuviel Verbrauch schwankt hast Du Falschmessungen. Wenn Du den LM35 verwendest kannst Du die interne 1,1V Referenz nehmen.


Mache ich bereits. Schwankungsbreite hat daher mit der 10b-Auflösung nichts zu tun.

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 07, 2012, 09:23 pm
4,7V müßten reichen, aber welche Leistung hat dieses Netzteil?
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 07, 2012, 09:35 pm

4,7V müßten reichen, aber welche Leistung hat dieses Netzteil?


*stutz und guck*
Hoppla, es sind 300 mA, zu knapp? Aber die Hintergrundbeleuchtung des LCD brannte hell wie der Tag.

Korrektur zu meiner Behauptung, PIN1 wäre besonders stabil: es ist der Fühler - habe Excel mit ein paar Hundert Werten angeworfen und die Varianz berechnen lassen: eindeutig der Fühler :-( Und wieder einen Ansatz zur Lösung der Schwankungsproblematik weniger.

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 08, 2012, 12:37 am
Brauchst Du einen Vorwiderstand an der Hintergrundbeleuchtung und hast keinen montiert?
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: pylon on Oct 08, 2012, 04:03 pm
Vielleicht eine dumme Frage, aber: sind die beiden Massen verbunden? Also der Minus-Pol der LCD-Stromversorgung an den GND-Pin des Arduinos angeschlossen?
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: circuit99 on Oct 09, 2012, 10:02 am
Besorg dir ein ordentliches 5V-Netzteil, das alle verbraucher, auch den Arduino, versorgt. Ich verwende sowas hier:

http://www.reichelt.de/Universalnetzteile/MW-3K10GS/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=87339;GROUPID=4945;artnr=MW+3K10GS;SID=11UHPXeH8AAAIAAEKVK7Y6cceb8d90d2d1935cbc833ebd76259bd

für deine Heizungssteuerung könnte auch sowas interessant sein:

http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile-Case-geschlossen/SNT-MW25-05M/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=66858;GROUPID=4959;artnr=SNT+MW25-05M;SID=11UHPXeH8AAAIAAEKVK7Y6cceb8d90d2d1935cbc833ebd76259bd

Wenn du mit einem Netzteil für Arduino und einem z.b. für dein LCD arbeitest, musst du die Massen verbinden, weil sonst der IC im LCD die Signale des Arduino nicht empfangen kann, weil kein "Steuerstrom" zwischen IC und Arduino fließt.

Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 10, 2012, 09:23 pm

Vielleicht eine dumme Frage, aber: sind die beiden Massen verbunden? Also der Minus-Pol der LCD-Stromversorgung an den GND-Pin des Arduinos angeschlossen?


Guten Abend,

ehrlich gesagt, keine dumme Frage - habe ich nicht bedacht... Am Wochenende werde ich mich der Sache annehmen und berichten.
Zuerst vielen Dank!

Grüße
MIchael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 10, 2012, 09:28 pm
Hallo circuit99,

Quote
Wenn du mit einem Netzteil für Arduino und einem z.b. für dein LCD arbeitest, musst du die Massen verbinden, weil sonst der IC im LCD die Signale des Arduino nicht empfangen kann, weil kein "Steuerstrom" zwischen IC und Arduino fließt.


Auch Dir danke für den Hinweis, ich werde nach der OP am laufenden Herzen berichten :-)


Besorg dir ein ordentliches 5V-Netzteil, das alle verbraucher, auch den Arduino, versorgt.


Danke für den sehr konkreten Hinweis. Ich brauche 5V für die Relais etc.
Einige schreiben hier, der Arduino sollte unter Last mit 7V versorgt werden (nachdem ich ihm 12V verpasst habe, und er heiß wurde, tendiere ich auch zu weniger).

Reichen 5V daher für das aufgesattelte Netzwerkshield und mit Sensoren?

Wie seht Ihr bitte die Mindestspannung?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 10, 2012, 11:03 pm
Der Spannungsstabilisator und die Schutzdiode hinter der Netzteilbuchse des Arduino brauchen fast 2V damit sie korrekt funktioieren.
Du kannst aber 5V am 5V pin einspeisen. Alle Verbraucher dann nicht über Arduino sondern die 5V und Masse direkt vom Netzteil, nicht über Arduino.
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 11, 2012, 09:38 am
Hallo Uwe,

nur für mein Verständnis:
die 5V des Netzteils kommen in die Vin des Mega, GND auch. Dann kann ich meine Stromversorgung der Relais und Sensoren über die 5V-Buchse des Powerabschnittes oder auch direkt über vom Netzteil ziehen. Ist das bitte so korrekt?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 11, 2012, 10:49 am

Hallo Uwe,

nur für mein Verständnis:
die 5V des Netzteils kommen in die Vin des Mega, GND auch. Dann kann ich meine Stromversorgung der Relais und Sensoren über die 5V-Buchse des Powerabschnittes oder auch direkt über vom Netzteil ziehen. Ist das bitte so korrekt?

Grüße
Michael


Nein. Ich schrieb:
Quote
Du kannst aber 5V am 5V pin einspeisen.
Gemeint war der 5V Pin des Arduino. Die 5V für die Relais und andere Elektronik wie zB Hintergrundbeleuchtung direkt vom Netzteil.
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 23, 2012, 10:29 pm
Guten Abend,

die GNDs habe ich verbunden, die Kiste läuft noch immer - prima.
Jetzt kann ich entspannt ins Bett gehen, da ich den Arduino nicht übermäßig belaste.

Leider hat sich das Problem der Schwankungen damit nicht mit erledigt.
Aufgefallen ist mir aber Folgendes:
Wenn ich alleine mit dem Netzteil (1000mA) die Sensoren und mein LCD versorge (GNDs dabei wie besprochen zusammengeschaltet), dann schwanken meine Meßwerte deutlich stärker als wenn es über den Arduino geht. Kann sich jemadn darauf bitte einen Reim machen?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 23, 2012, 10:46 pm
Ich vermute mal daß das Netzteil ungenügend die Restwelligkeit beseitigt.
Wenn Du die 5V mit eingeschaltenen Arduino und Display mißt auf dem wechselstromBereich des Multimeters mißt, was erhälst Du?
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 23, 2012, 10:55 pm

Restwelligkeit ...
Wenn Du die 5V mit eingeschaltenen Arduino und Display mißt auf dem wechselstromBereich des Multimeters mißt, was erhälst Du?


Aha, für mich jenseits der Schulphysik, mal gucken....

Spannung
DC ist 5,09V
AC 10,3V

Interessant - und was sagt uns das bitte?

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 23, 2012, 11:09 pm
Hast Du richtig gemessen?

wenn ja: Schmeiß sofort das Netzteil weg. Du reskierst den Arduino kaputzumachen.
Versuchs mal an einem anderen Netzteil.

Grüße Uwe


Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 23, 2012, 11:17 pm
Der Arduino hängt an einem Netzteil mit
DC 7,4V
AC 15,4V
Die Angaben aus dem Posting vorher bezogen sich auf das Netzteil des LCD.

Die Kombination lief so seit paar Wochen.

Dennoch Grüße in leichter Panik
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 23, 2012, 11:20 pm
Genaue Erklärung.

Im Wechselspannungsbereich mißt Du die der Gleichspannung von 5V überlagerte Wechselspannung. Diese rührt von einer ungenügenden Filterung (Kondensatoren zu klein) oder Spannungsstabilisation die nicht funktioniert.

(http://www.elektroniktutor.de/analog/an_pict/u_konst8.gif)

Linke Grafik rote Kurve:
Das ist eine Gleichspannung von ca 19V mit 0,7V Wechselspannung (Effektivwert, 2V Spitze Spitze).
Wenn Deine Messungen richtig sind und Dein Meßgerät halbwegs Effektivwert anzeigt hast Du 5V mit riesigen Wechselspannungsanteil. 

Ich habe aber ein Bißchen die Befürchtung, daß hier ein Meßfehler vorliegt, 10V AC sind einfach etwas sehr viel.

Welches Meßgerät hast Du? (Foto)

Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Oct 23, 2012, 11:36 pm
Hmmm,

habe gerade ein paar Netzteile durchgemessen. Alle zeigen sie ca. im AC-Modus das Doppelte des DC-Wertes. Also entweder schrottiges Multimeter (was mind. im Rahmen des Möglichen bei mir wäre) oder Gedankenfehler.

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 24, 2012, 01:17 am
Ich befürchte "schrottiges Multimeter"
Kannst Du eines ausleihen oder mit Hilfe eines Besitzers Dein Netzteil nachmessen?
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: volvodani on Oct 24, 2012, 09:42 am
Wenn du das Display mit eigenem Netzteil versorgst hast du auch die Massen verbunden wenn nicht wird das dein Problem mit dem nichts anzeigen sein. Wenn man mehrere Versorgungen hat an einem Projekt müssen die Massen(GND) unbedingt verbunden sein.
Gruß
Der Dani
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: uwefed on Oct 24, 2012, 11:01 am

Wenn du das Display mit eigenem Netzteil versorgst hast du auch die Massen verbunden wenn nicht wird das dein Problem mit dem nichts anzeigen sein. Wenn man mehrere Versorgungen hat an einem Projekt müssen die Massen(GND) unbedingt verbunden sein.
Gruß
Der Dani


Laut Schaldbild hat er die Massen verbunden.
Grüße Uwe
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Nov 16, 2012, 06:08 pm
Guten Abend,

endlich konnte ich nach einigen Tagen Pause mit dem Projekt weitermachen - und hier ist eine Lösung meines Schwankungsproblems!
LM35 sind die Sensoren, einige Meter vom Arduino entfernt. Ohne viele Worte zu verlieren: Glücklich, wer das Datenblatt lesen kann (ich war zuerst wegen der guten und "glatten" Ergebnisse in der Nähe des Arduino davon aisgegangen, dass ich nicht mehr an in der Richtung lesen/machen muss, vgl . Datenblatt des LM35, Fig 4., bei mir allerdings ohne Widerstand, wird glatter). Ein Kondensator zwischen Messleitung und GND wirkt Wunder!

Vielen Dank für Eure Beiträge. Auch wenn sie nicht einschlägig waren, habe ich daran viel gelernt!

Eine Frage hätte ich noch. SDL und SCA des I2C-Busses gehen auch über ziemlich lange Leitungen. Gibt es neben dem I2C-Extender noch eine andere Möglichkeit, Störeinflüsse wie bei meinem LM35 gesehen, zu reduzieren (das LCD Display prodziert manchmal seltsame (Sondern-) Zeichen).

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: pylon on Nov 16, 2012, 06:36 pm
Einen I2C-Bus solltest Du tunlichst unter 1m halten. Kannst oder willst Du das nicht, gibt es noch die Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu reduzieren, was die Störanfälligkeit heruntersetzt (der kapazitive Einfluss sinkt, die Flanken haben mehr Zeit, einen vernünftigen Wert zu erreichen).

Bei längeren Leitungen würde ich die Verwendung eines RS485-Busses vorschlagen, dem sollten auch einige Dutzend Meter nichts anhaben können.
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Nov 16, 2012, 07:37 pm
Hallo Pylon,

danke für Deinen Hinweis. Ein paar Meter sind es bei mir schon - diese kann ich nicht überbrücken. Da mein "Sonderzeichenproblem" selten und unregelmäßig auftaucht, wäre ich für die Busgeschwindigkeit-Lösung.
Hast Du bitte einen Tipp, wo ich nachlesen kann, wie das bewerkstelligt wird?

Viele Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: pylon on Nov 16, 2012, 07:42 pm
Nick Gammon hat das auf seiner I2C-Seite (unter "Timing"): http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896 (http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896)
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Nov 17, 2012, 12:59 pm
Guten Morgen,

danke für den Tipp und Link. Ich habe die Geschwindigkeit auf die Hälfte heruntergesetzt, mal sehen, ob das signifikante Besserung bringt. Ich berichte.

Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: michael--g on Nov 21, 2012, 10:36 pm
Guten Abend,

vorweg: die Geschwindigkeit herabzusetzen war eine gute Idee, hat aber an meinem Problem nichts geändert :-/

Es ist unglaublich, was einem so auf dem Weg zum hoffentlch einmal perfekten Sketch begegnet.
Bei der Anstreuerung des i2c-LCD-Display habe ich nach langem Suchen einen weiteren Fehler gefunden, der das Kaulderwelsch auf dem LCD produziert haben könnte: lcd.init() muss nach dem wire.begin() stehen. Steht so in der library irgendwo. Sollte man also auch lesen. (Trotzdem stürzt das LCD regelmäßig ab - aber ich find's noch!)

Man lernt nie aus und niemals aufgeben.

Ist die Herabsetzung der Geschwindigkeit (des Taktes) beim I2C auch mit der Reduzierung der Rechengeschwindigkeit des Prozessors verbunden? Müsste so sein, oder?

Herzliche Grüße
Michael
Title: Re: Problem mit 200 mA-Beschränkung des Mega
Post by: pylon on Nov 21, 2012, 10:45 pm
Quote
Ist die Herabsetzung der Geschwindigkeit (des Taktes) beim I2C auch mit der Reduzierung der Rechengeschwindigkeit des Prozessors verbunden? Müsste so sein, oder?


Nein, der Takt für den I2C-Bus wird durch eine Frequenzteilung aus dem Systemtakt gewonnen, der Haupttakt muss deswegen nicht heruntergesetzt werden.