Kurzschluss bei Ethernet-Karte W5500?

Hallo zusammen,

ich habe einen Arduino Nano 33 BLE, der mit einem Spannungswandler XL4015 betrieben wird. Der Spannungswandler setzt 24 V auf 5 V herunter, der Strom ist am Wandler auf 500 mA begrenzt.

An den Nano ist eine Ethernet-Karte W5500 angeschlossen, es werden die PINs GND, 3.3V, RST, MISO, MOSI, SCS und SCLK wie dokumentiert benutzt.

Sobald ich den W5500 anschließe, leuchtet am Spannungswandler eine blaue LED auf, die gemäß Dokumentation anzeigt, dass ein Kurzschluss anliegt. Ich habe alles nachgemessen, ohne Betrieb der Ethernet-Karte beträgt die Stromaufnahme ca. 20-25 mA, sobald ich diese anschließe steigt die Stromaufnahme auf ca. 65 mA.

Ich verstehe das nicht, meiner Meinung nach liegt kein Kurzschluss vor. Ich habe mir vor kurzem noch einen zweiten W5500 bestellt, dieser verhält sich genauso. In einem anderen Forum habe ich einen Hinweis gefunden, der bei wenigen Bauteilen auf einen Kurzschluss zwischen VCC und GND bei den W5500 hinweist. Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass ich zweimal hintereinander ein solches Bauteil erwischt habe. Zudem ich mit meinem Multimeter wie gesagt nur eine Stromaufnahme von 65 mA messe.

Hat jemand ähnliche Probleme beobachtet bzw. einen Tipp für mich?

Herzlichen Dank!

Zeichne doch bitte mal ein Schaltbild, wie du alles anschließt. Aus der Beschreibung kann man keinen Fehler erkennen.

Vielen Dank für die Rückmeldung. Anbei ein rudimentäres Schaltbild. An I2C ist noch ein Bus-Extender (COM-16988) und daran eine DS3231 angeschlossen, am zweiten Bus-Extender (draußen im Garten) verschiedene Sensoren. Die zu zeichnen habe ich mir gespart, da sie m. E. nicht Teil des Problems sind.

An welcher Stelle hast du den Strom (65mA) gemessen ?
Evtl. könnte der gesamte Strom für den Onboardregler auf dem Nano BLE 33 zu groß sein. Ist aber nur eine Vermutung. Hier ist die Info über den gesamten Strom interessant und wo der gemessen wurde.

Laut welcher Dokumentation?

Soweit bekannt, zeigt es nur an, dass es in die Strombegrenzung geht.
Von Kurzschluss kann bei 0,065A keine Rede sein.
Der Wandler kann 5A

Das Board hat extra 2 Regler, einen für die Strombegrenzung und einen für die Spannungsbegrenzung.

Du schreibst der Strom ist am Wandler auf 500mA begrenzt. Wenn du dich bei der Einstellung getäuscht hast, dann hast du vielleicht nur 50mA eingestellt statt 500mA. Dann leuchtet deine blaue LED, weil die Begrenzung bei über 50mA eingreift.

Ich habe den Strom in der Leitung zwischen Stepdown-Regler und Arduino V In gemessen.

Es handelt sich um die Dokumentation von AZDelivery, die man als E-Book nach der Bestellung herunterladen kann. Ich kann sie hier ja nicht hochladen, daher zitiere ich mal:

"Die blaue LED dient zur Anzeige eines Kurzschlusses an den
Ausgangspins. Ein Kurzschluss entsteht, wenn beide Ausgangspins ohne
Last miteinander verbunden werden. […] Da dieser Wandler über eine integrierte Kurzschlussschutzfunktion verfügt, können wir ein Multimeter direkt an die Ausgangspins anschließen, wenn wir den Ausgangsstrom des Wandlers messen (wie bei der Spannungsmessung). Dadurch werden die Ausgangspins kurzgeschlossen und die blaue LED leuchtet auf.Da dieser Wandler über eine integrierte Kurzschlussschutzfunktion verfügt, können wir ein Multimeter direkt an die Ausgangspins anschließen, wenn wir den Ausgangsstrom des Wandlers messen (wie bei der Spannungsmessung). Dadurch werden die Ausgangspins kurzgeschlossen und die blaue LED leuchtet auf. […] Um den Ausgangsstrom einzustellen, bewegen Sie die Welle des Strombegrenzungspotentiometers, bis Sie den gewünschten Stromwert
erreichen. In unserem Beispiel wird der Stromwert 0,5A benötigt."

Genau das habe ich getan, die Einstellung auf 0,5 A vorgenommen und die Spannung auf 5 V eingestellt. Wenn ich das Multimeter direkt an die Ausgangspins halte, leuchtet die blaue LED auf, das ist nachvollziehbar. Nehme ich die Messspitzen wieder weg, erlischt die blaue LED und die rote leuchtet auf.

Das wäre logisch, ja. Aber ich habe gerade nochmal nachgemessen. Ich habe den Regler tatsächlich auf 0,5 A also 500 mA eingestellt.

OK, wenn du mit dem Amperemeter am Ausgang des DC/DC Wandlers wirklich 0,5 Ampere bekommst, dann ist das so. Dann braucht das was du da anschließt offenbar mehr als 0,5 Ampere, oder ein Teil macht wirklich einen Kurzschluss.

Franz

Ja, nee…
65mA ist weit weg von einem Kurzschluss, welcher auf 500mA begrenzt wird.
Da stimmt die Logik noch nicht.

Kannst Du mal bitte ein Foto von dem Aufbau machen.
Danke.

Gerne, anbei ein Foto. Das Ganze ist auf einer Lochrasterplatine (ohne Kupfer natürlich) aufgebaut, die einzelnen Bauteile stehen auf Distanzbolzen aus Messing.

Das Board für SD-Karten sollte später noch zum Einsatz kommen, ich habe es z. Zt. nicht angeschlossen. Daher sind die Kabel zwischen Arduino und dem W5500 etwas gespannt, die (meisten) gehen dann später zuerst zum SD-Board und von dort dann zum W5500. Interessant ist, dass offenbar kein Kurzschluss besteht, wenn man das SD-Board anschließt, da bleibt die LED auf rot.

Die Platine wird mit Abstandshaltern als zweite Reihe in einen kleinen Schaltschrank eingebaut. Darüber befinden sich auf einer Hutschiene das Netzteil, die Anschlüsse für LAN und I2C, eine DC Feinsicherung (1 A) für den Stepdown-Regler sowie der Regler selber, der in ein Metallgehäuse eingebaut ist (auf dem Bild offen zu sehen).

Sobald man die Ethernet-Karte anschließt, schaltet der Stepdown-Regler erkennbar auf die blaue LED, nimmt man z. B. das schwarze GND-Kabel weg, schaltet er auf die rote LED (Normalzustand).

Nach dem, was ich da sehe ist die Versorgung der Platinen aber noch gegegeben. (Alle PowerLED leuchten)
Der zeigt jetzt nur Überlast an - da stimmt was beim Abgleich nicht. Wenn Du den rechten Teil abklemmst, könnte es sein, das der wieder den Normalzustand anzeigt… Kannst ja mal ausprobieren.
Bei einem Kurzschluß auf der Ausgangsseite des StepDown würde die Versorgung der Module nicht mehr funktionieren.
Kannste auch ausprobieren. Einfach in der Lüsterklemme mit nem Draht…

Wenn ich den rechten Teil abklemme, dann bleibt die blaue LED an.

Wenn ich einen Kurzschluss mit einem Draht in der Lüsterklemme provoziere, dann bleibt auch die blaue LED an, zusätzlich geht jetzt aber rechts oben noch eine weitere (rote) LED an, die Konstantstrom anzeigt. Anbei mal ein Auszug aus der Anleitung:

XL4015

Die Power LEDs aller Bauteile gehen dann aus.

Das bestätigt mich, das die blaue allein nur einen Überstrom und keinen Kurzschluß anzeigt.
Dann ist der Abgleich falsch.
Du schreibst oben, das ohne ETH-Modul 20-25mA laufen und mit 65mA. Das macht ca. 40mA - die gehen auf der rechten Seite natürlich nicht weg.

ICH würde das Amperemeter nochmal reinhängen zwischen StepDown-OUT und Nano-VIN.
Am Nano VIN (Nicht an den 5V oder 3.3V PIN) noch zusätzlich ne Last ran, sodas Du geschmeidig ca. 120mA auf dem Multimeter stehen und dann soweit trimmen, das die blaue LED aus geht.

Nimmst Du die zusätzliche Last ab, ist alles in Butter.

Ich glaube denen ist da was gewaltig durcheinander geraten!
Übersetzungsfehler?

Hier wird ein fast identisches Modul in aller Ausführlichkeit beschrieben.
Da steht nix von Kurzschlusserkennung.
https://www.electroschematics.com/dc-module/

Oh, das wäre ja eine Erklärung. Vielen Dank für den Hinweis. Trotz der blau leuchtenden LED funktioniert das System ja, ich war nur sehr irritiert, warum da plötzlich ein Kurzschluss angezeigt wird.

Wenn ich die Beschreibungen von AZ-Delivery und der auf electroschematics.com vergleiche, dann handelt es sich bei der blauen LED (laut AZ-Delivery der Short Circuit Indicator) um eine LED für “battery charging”, die rote wäre dann “battery full”. Wenn ich also den W5500 anschließe befinden wir uns im “battery charging” Modus, wenn ich ihn wegnehme im Modus “battery full”.

Auf der Seite steht ja noch: “However, when used as a general-purpose power supply, the battery charging indicator LED will work as a ‘load-on’ annunciator.”

Offenbar liegt ja nun doch keine Fehlfunktion vor, jetzt würde ich das Ganze nur noch gerne verstehen. Geht der Stepdown Regler bei einem Strom von ca. 25 mA davon aus, dass die “Batterie” voll ist und bei 65 mA dass sie geladen wird bzw. dass Last anliegt?

Miß mal die Spannung. Wenn diese stabile 5V ist dann liegt kein Überstrom/Kurzschluß vor. Im Fall von eingeschrittenen Überstrom/Überspannungsschutz geht die Spannung in die Knie.
Grüße Uwe

Die Spannung bleibt bei exakt 5 V.

Ganz herzlichen Dank allen für die Hilfe! Ich werde dem Händler mitteilen, dass in seiner Anleitung ein Fehler enthalten ist.