Spannung des Arduino Uno zu niedrig

International Deutsch
1

Au weia, DEN Fehler habe ich jetzt lange gesucht ... aber es liegt nicht an meiner Software. Es liegt an der Hardware. Genauer: An der Spannungsversorgung meiner Schaltung.

Ich dachte, ich könnte die Spannung einfach aus der USB-Spannung nehmen. Viel brauche ich ja nicht. Die 5 Volt eben, mit ein paar mA. Müsste eigentlich reichen, dachte ich.

Aber jetzt habe ich festgestellt: Die 5 Volt sind gar keine 5 Volt. Zumindest nicht bei allen Arduino-Boards und bei allen PC-Netzteilen. Sie sind sogar dann keine zuverlässigen 5 Volt, wenn weder ein Shield mit Zusatzelektronik noch ein ATMega im Arduino-Board eingesteckt sind.

Kein Wunder, daß mein Projekt nicht lief.

Ich habe drei Arduino-Boards (ohne IC und Shield) an zwei PCs und einem Steckernetzteil angeschlossen und dann die Spannung gemessen. Ich bin zu 9 verschiedenen Werten gekommen. Einer meiner PCs liefert offensichtlich eine zu niedrige Spannung von nur 4,6 Volt, und eines meiner Arduino-Boards nimmt von der Eingangsspannung an der USB-Buchse nochmal so 10 bis 15 Prozent weg.

Daß bei einem meiner PCs das Netzteil oder das Motherboard einen Hau hat, damit muß ich wohl leben. Ich werde mal bei Gelegenheit testen, wie sich dieser PC mit einem anderen Netzteil verhält, und dann meine Schlüsse ziehen, wen ich da in Rente schicke.

Aber dem Verhalten des einen Arduino-Boards würde ich gerne nachgehen, will das Board vielleicht sogar reparieren. Deswegen frage ich hier, ob jemandem von Euch etwas dazu einfällt.

Dieses Board macht - wie gesagt ohne Shield und Prozessor - aus den 5 Volt, die der PC liefert, 4,5 Volt, und aus den 4,6 Volt, die der eine defekte PC liefert, mickrige 3,9 Volt. Nun kommt der ATMega damit zwar noch wunderbar aus (weswegen das auch zuerst nicht aufgefallen ist), aber natürlich nicht meine Zusatzelektronik auf meiner selbstgebastelten Shield-Platine. Da ist nämlich ein IC dabei, das mindestens 4,2 Volt braucht, und das hat dann ein sehr seltsames Verhalten gezeigt.

Ein Blick in den Schaltplan meines Arduino Uno sagt mir nun, daß dafür eigentlich nur zwei Bauteile verantwortlich sein können: Entweder die Sicherung F1 (MF-MSMF050-2 500mA) oder der Transistor T1 (FDN340P). Für beides finde ich das Datenblatt im Internet, beides wäre auch bei einem Elektronikversand für wenig Geld lieferbar.

Aber bevor ich SMD-Bauteile auslöte, will ich vorher wissen, welches von den Beiden wirklich schuld am Problem ist. Wer weiß da etwas dazu?

Vielen Dank für Antworten.

Ach ja, meine Elektronik betreibe ich jetzt mit Steckernetzteil, und sie funktioniert prima. Die Suche nach Softwarefehlern konnte ich beenden. :smiley:

2

Wenn man billige Netzteile verwendet, muss man sich nicht wundern. Warum meinst du, dass an der Buchse noch einmal 10 - 15% verschwinden. Erst einmal schreibst du nicht, um welches Messgerät (Voltmeter/Multimeter) es sich handelt. Hier gibt es schon deutliche Unterschiede zwischen dem 1€ Baumarkt Schätzeisen und ausgereiften Produkten von Gossen Metrawatt, Benning, Fluke etc.

Wobei hier die Genauigkeit eher weniger das Problem ist. Wie sehen deine Messspitzen aus, kannst du überhaupt einen sehr niederohmigen Kontakt herstellen?

Dem Atmega selber interessiert die niedrige Spannung erst einmal weniger. Problem ist aber der Quarz in Verbindung mit dem Atmega. Bei 3.9Volt ist ein Betrieb mit einem 16MHz Quarz nicht garantiert.

Das Problem besteht nicht bei Arduino bzw dem Arduino Board, dass ist verschuldet der mangelhaften schlechten Qualität deiner 5V Konstantspannungsquelle, welche wohl nicht so konstant ist, wie erhofft. Die Sicherung ist sehr niederohmig wie es auch sein sollte, genauso wie auch der Drain-Source Übergang des Mosefs (60 mOhm)

3

Hallo,

die USB 5V sind eben nun wie Du selbst festgestellt hast nie genau 5,00V. Damit muß man leben. Was kann Arduinio dafür wenn Dein Rechner zu wenig liefert. Wenn Du F1 und T1 wechselst, hast Du nichts gekonnt. Meß doch mal den Spannungsabfall über F1 und T1. F1 müßte den größten Widertstand haben, T1 sollte gut durchgesteuert sein. Wenn Du beide ausbaust und überbrückst, hast Du keinen Schutz mehr. Wenn Du 5V benötigst vom Board, mußt Du es über ein Netzteil an der runden Powerbuchse fremd versorgen. Dann kommt der 5V Spannungsregler U1 zum Einsatz. Die USB 5V bekommste jedenfalls nie genau hin. Wie auch.

4

Dieses Board macht - wie gesagt ohne Shield und Prozessor - aus den 5 Volt, die der PC liefert, 4,5 Volt, und aus den 4,6 Volt, die der eine defekte PC liefert, mickrige 3,9 Volt. Nun kommt der ATMega damit zwar noch wunderbar aus (weswegen das auch zuerst nicht aufgefallen ist), aber natürlich nicht meine Zusatzelektronik auf meiner selbstgebastelten Shield-Platine. Da ist nämlich ein IC dabei, das mindestens 4,2 Volt braucht, und das hat dann ein sehr seltsames Verhalten gezeigt.

Welchen Arduino hast Du?

Grüße Uwe

5

uwefed:
Welchen Arduino hast Du?

Grüße Uwe

Hallo Uwe!

Es handelt sich bei allen drei Boards um Arduino Unos, also die mit 28-poliger IC-Fassung (sonst hätte ich ja nicht ohne IC messen könnnen) und 16U2 als USB-Chip.

Wie gesagt, nur eines der drei Boards ist Kandidat für eine Reparatur.

Gruß und Gute Nacht

Late Night

6

Ich verstehe immer noch nicht, was das mit einer Reparatur zu tun hat? Der Fehler liegt nicht am Board, sondern an den schlechten Spannungsversorgungen teils vermutlich sogar durch schlechte USB Kabel geschuldet.

7

sschultewolter:
Ich verstehe immer noch nicht, was das mit einer Reparatur zu tun hat? Der Fehler liegt nicht am Board, sondern an den schlechten Spannungsversorgungen teils vermutlich sogar durch schlechte USB Kabel geschuldet.

Wer lesen kann, ist heutzutage einfach im Vorteil.

Ich habe doch geschrieben:

Late_night:
Ich habe drei Arduino-Boards [...] und eines meiner Arduino-Boards nimmt von der Eingangsspannung an der USB-Buchse nochmal so 10 bis 15 Prozent weg. [...] Dieses Board macht [...] aus den 5 Volt, die der PC liefert, 4,5 Volt, und aus den 4,6 Volt, die der eine defekte PC liefert, mickrige 3,9 Volt.

Ich habe also sozusagen sowohl die Pest als auch die Cholera: Ich habe einerseits einen PC, der zuwenig Spannung liefert, und andererseits ein Arduino-Board, das auch an einem funktionierenden PC einen Teil der Spannung "klaut". Um die Reparatur des Letzteren und um sachdienliche Hinweise hierzu geht es in diesem Thread.

Es mag wohl sein, daß diese Situation in ihrer Komplexheit einen oberflächlichen Leser leicht überfordert. :wink:

8

Late_night:
Es mag wohl sein, daß diese Situation in ihrer Komplexheit einen oberflächlichen Leser leicht überfordert. :wink:

Oder aber einfach der TE sich die Antworten nicht durchliest, bzw darauf eingeht. :grin:
-> Messtechnik aus dem Hobbybereich?

Doc ist auch bereits oben darauf eingegangen. Wie hoch ist der Spannungsabfall vor und nach der Sicherung sowie an Drain Source vom Mosfet.