Dani's World - Een nieuwe adem...

[dani]

inderdaad, Gerolf.  Dat is in of meer de bedoeling nu.  Alle mogelijke factoren uitsluiten.   En desnoods maak ik een nieuw printje, een beetje groter en met meer ruimte, minder kans op parasieten door de hoge motorstromen.    De ontkoppelcondensatoren daar ga ik nog nader op in gaan.  De  "Arduino" is in dit geval enkel de ATMega 328 chip met 2 keer 22nf en een 16 MHz kristalletje, dat is het "hart" van de schakeling.

En voor de rest inderdaad  alls  "massa's"  aan elkaar voor het equipotentiaal op massa.   Als ik dat niet doe, dan is de boel helemaal "total loss", dan krijgt alles zijn eigen leven  (wat ook logisch is)

Bedankt allemaal om mee te denken en voor de goeie suggesties.   Dit forum bewijst alweer zijn nut !

[Geert]

Wat ik al veelvuldig heb gehad is ingangspoort(en) van de µC  die op het testprintje nog niet aangesloten waren, maar wel al een actie op geprogrammeerd was. Het was dan voldoende om je hand er boven te houden om  het logische niveau er van te veranderen. Die ingangen van de µC zijn zeer gevoelig...

Geert

[Gerolf]

Gevoelige input: inderdaad een mogelijke bron van storingen
Dus: Interne pull-up-weerstanden activeren, of er een "echte" weerstand extern aan hangen.

[dani]

interne pull up of pull down gebruik ik normaal nooit...  Ik zorg altijd voor externe weerstanden.  "speel zeker, speel zelf"  denk ik dan :-)

Maar je zegt daar zo iets... misschien moet ik wel eens proberen met pulldown weerstanden op de uitgangen van de Atmel die de  steermotor bridge aansturen !!!  GOEIE TIP !

INtussne heb ik   TinyCad  even bekeken, heb mijn schema er in gegooid en terwijl zelf een nieuwe library gemaakt met de ATMEl componenten die ik nodig had en die er nog niet in stonden.  Leuk proggie !!!!

Hier is mijn eerste brouwsel  (voedingen staan nog niet uitgetekend  en ik moet nog wat afwerken.)




Laat jullie maar eens gaan, zelf vind ik het niet echt  "slecht"  voor een eerste poging met een proggie dat sowieso al beperkingen heeft

[Sattrickske]

Qua design software: ik gebruik CadSoft Eagle Light (gratis voor schematics en manuele routing van PCBs).  Dit is meer dan voldoende voor eenvoudige ontwerpen met microntrollers.  Jouw schema zou er perfect mee kunnen...
Tinycad is ook niet slecht, maar je hebt wel een 2e progje nodig om PCBs te maken en de data via export/import overdragen; niet echt handig.  Ik gebruikte deze vroeger, maar werk nu al een hele tijd met de gratis versie van Eagle.

Wat je reset probelemen en  je schema betreft:
1) Ground loop: het enige mogelijk probleem is de L293D, de 4 massa pinnetjes zijn intern al met mekaar verbonden en op de heatsink en doen dus tegelijk dienst als koeling; maar je hebt ze wel degelijk alle 4 aangesloten.  Dus als je koeling voldoende is, zeker geen probleem.
2) externe Pullups zijn echt niet nodig wanneer je µC er interne heeft.  Kijk wel uit want niet altijd alle I/O hebben configureerbare pullups (manual van de µC nakijken)
3) Geert's opmerking over de niet gebruikte ingangen is overkill, je kan de 'ingangen' configureren als 'uitgangen', dan heb je dat probleem niet en ook geen pulldown's nodig.  Maar je dient de pinnetjes van de µC wel correct te configureren in de software, indien je dat niet doet, moet je Geert's oplossing gebruiken.  Aan jou de keuze...
4) Pulldowns naar L293D zou ik niet doen, zeker niet als de interne pullups actief zijn; boven de datasheets van de L293D zeggen hier totaal niks over.
5) Voeding: inderdaad een mogelijk probleem: zelfde voeding voor µC en stepper is om problemen vragen; maar wel heel dikwijls toegepast (ook door mezelf) om duidelijke redenen: minder componenten en minder werk.

Als ik de rest van je verhaal nalees, lijkt de voeding inderdaad het probleem te zijn.  Elke gelijkstroom motor die stilstaat en opgestart wordt veroorzaakt zeer kortstondig een nagenoeg kortsluiting (zeer hoge stroom, veel hoger dan de nominale stroom opgegeven door de fabrikant).  Eens de motor draait, zakt dat stroomverbruik zeer snel naar z'n nominale waarde.
Een stepper motor kan je zien als een speciaal geval een een gelijkstroom motor, deze bevat namelijk meerdere spoelen, terwijl een DC-motor maar eentje.  Ik weet het, de vergelijking gaat niet helemaal op, maar het gaat 'm om 't principe: de spoelen moeten stroom krijgen.  En bij het starten zal dat zeer hoog zijn, genoeg om je 7805 in de problemen te brengen; dus daarom het klepperke van een elco om dat effe op te vangen.
Maar met oudere motoren (lees met iets meer sleet) kan dat al soms niet meer voldoende zijn.  Dus uit veiligheid zou ik in dit geval wel degelijk voor 2 aparte voedingslijnen gaan zoals Gerolf al aangaf en zoals je al getekend hebt.  Zorg wel voor voldoende koeling van je 7805 met 2A, want dat ding gaat heet worden.
Als je kan, gebruik een geschakelde voeding, type LM2596, deze zijn efficiënter en worden zo warm niet...

En een allerlaatste opmerking, als het nog steeds niet werkt naar behoren.  Vervang de L293D eens, die dingen durven wel eens stuk gaan, vooral als ze niet voldoende gekoeld worden

[dani]

bedankt voor de grondige analyse, Patje !     Ik heb inderdaad een paar keer gefronst en gedacht  "zou het dat..... ?", dus k heb wat te testen vanavond en morgen.

Nu moet ik wel zeggen dat in mijn praktische schakeling de L293D  is vervangen door een  754410 (de duurdere variant) omdat de L293D niet voorradig was.  Maar dat mag het probleem niet zijn.
Wat het testen aangaat : als ik hem uit de schakeling haal en apart  configureerd op breadboard met een Arduino dan doet hij het prima, dus die is volgens mij niet stuk.   Er is sowieso een reserve lading van die chips op komst uit "Sjienaa".   Het koelingsaspect daarentegen, dat zou wel eens een mogelijke bron van ergernis kunnen zijn.   Ik ga daar wat moeten op vinden.  Misschien moet ik es een L298 proberen (meer vemogen) maar in de originele scanner driver zat ook een 293 dus moet voldoende zijn.

Ik ga het voedingsprobleem eens verder proberen te doorgronden door een geschakelde en gestabiliseerde 5V voeding van 10A  in te zetten die ik sowieso nog heb klaarliggen.  Dat moet voldoende zijn.


En dan nog een laatste vraagje....  voor de stepperkenners .

Als ik de standaard stepper library van de Arduino gebruik, dan worden zowel de  L293  als   de eigenlijke stepper vrij warm  (zeg maar heet in het geval van de driver ic) en ik ondervind dat eens de stepper op zijn positie staat, hij "vast" staat.   m.a.w.  de laatst bekrachtigde "coil" blijft zo te zien onder stroom staan en warmt alles op.    Als ik dan met een  "stop_motor()" routine zowat 300 msec na de laatste motorpuls  alle spoelen stroomloos zet (m.a.w. de 4 uitgangen van de controller op LOW), dan is dat niet meer het geval want alles is dan uitgeschakeld.    Maar is dat zo  "by design" ? 
Als je alles LOW zet dat komt de motor in zijn "vrijloop" en kan je 'm makkelijk draaien met de hand.    In deze toepassing is dat niet echt erg maar ik kan me voorstellen dat het soms nodig is om de mositie exact te handhaven....

[dani]

.... en toen keek ik nog eens naar mijn schema en dacht bij mezelf ...    "en dat allemaal voor een paar treintjes ?"

Nee, eerlijk, als je me een jaar of 2 geleden had gezegd dat ik een schema als dit zou ontwerpen en opbouwen op een stuk "perfboard" of op een  breadboard, met en microcontroller, stappenmotordrivers, en van seriële communicatie, dan had ik je voorzeker gek verklaard !   Wat zou ik nu  in godsnaam met een microcontroller moeten gaan prutsen... ?   Ik ben een  Computer Nerd,  geen  electronicus :-) :-) :-)

De treinhobby  verrijkt duidelijk wel je horizonten !

[Geert]

Die bovenste relais, vergeet daar geen diode over de spoel te plaatsen om uitschakelspanning op te vangen. Kunnen anders ook een bron van ellende zijn....

Had je een ULN2803a gebruikt dan had je een achtste uitgang om een relais aan te sturen inclusief diode


Geert

[dani]

Yep, correct...  er zit een blusdiode over de spoel van het bovenste relais, en ook per relais een LEDje parallel (samen met een R=1K) om te kunnen zien welke sporen stroom voeren.

En ik heb in de UN2003  de interne blusdiodes niet meegetekend toen ik hem in mijn eigen library heb ontworpen.   eigenlijk zouden ze er moeten in staan, maar ik ben wat lui geweest.    Ik heb toevallig nog een 10 tal van die 2003'tjes  in mijn ladenbakje liggen, vandaar dat ik die eerst op gebruik.   Op elk van de 7  relaisjes voor de sporen staat trouwens ook nog eens direkt over de spoel een blusdiode extra, plus ook weer dat ledje en weerstandje) maar ook die stonden nog niet in het schema...

[dani]

vlug even een programmer boardje in elkaar geflanst om ATMel328P chips te programmeren via USB met behulp van een FTDI converter chip.





Intussen heb ik een aparte voeding gemaakt die  5V gestabiliseerd levert aan de microcontroller , 5V gestabiliseerd aan de  driver voor de stepper en dan 12V gestabiliseerd voor de rest (relais, LEDs, verlichting etc...).   

In eerste instantie zag het er goed uit, maar toen ging het weer mis.    Nu blijkt dat ik waarchijnlijk een uitgang van de ATMEL328 heb opgeblazen bij vorige testen, waardoor de motor rare kuren heeft omdat er 1 spoel continun onder stroom blijft.  Ofwel is er wat mis in de  driver chip.    Dus even verder testen, maar ik heb nu in  elk geval een goeie voeding van  12V/1A + 5V/1A + 5V/2A

[Geert]

Nu blijkt dat ik waarchijnlijk een uitgang van de ATMEL328 heb opgeblazen bij vorige testen,

Wat doe jij allemaal met je µC  .  Je moet ze af en toe eens op hun rug leggen en ze aaien, maar opblazen 

Geert

[PeterC]

...Nu blijkt dat ik waarschijnlijk een uitgang van de ATMEL328 heb opgeblazen bij vorige testen...

Tja Dani, ik heb ooit ergens gelezen dat die Atmel's daar heel gevoelig aan zijn...   


...Maar als het een troost mag zijn: ik ben er al meerdere keren in geslaagd om oersterke PIC's 'op te blazen' (allé opblazen is een groot woord: ze worden autistisch en blijven ronddolen in hun flash geheugentje). 



PS: Dani graptje hé (Atmel of PIC of eender welke µC...  Ik ben geen µC_Racist  ).

[dani]

zonder weer de "can of worms" van Pic en Atmel open te trekken, ben ik zeker dat ik zelfs een oerdegelijke  µC van eender welk merk een kopje kleiner kan maken, of toch minstens enkele pootjes kan lam leggen.   Dat is dus wat er gebeurd is.     Hopelijk kan ik  het geval re-routen en een andere uitgang gebruiken.  Ik zal dan een lichtfunctie opofferen... niks aan te doen.  Die stuur ik dan wel van op de Master Controller.

Wel ben ik gisteren "in het late"  aan den lijve te weten gekomen hoe heet een  7805 wordt als je er 1,5 A  door sleurt met een flinke koelvin er op.   Vooral als dan nog eens je ingangsspanning rond de 23V ligt  (een Märklin trafo van 50 VA met daarachter een gelijkrichtcel die tot 5A kan verwerken) .

(23-5) Volt * 1,5 A =  18*1.5 = 27 Watt   te dissiperen op de regelaar/koelvin.   Als je dat even flink laat draaien, dan "ruik" je de verf van de koelvin, en blijf je er best met je vingers vanaf of je hebt rode streepjes op je huid.  *bloos*

Gelukkig was het maar voor een test.  In de uiteindelijke opstelling komt er een 12V trafo  dus is de ingangsspanning "maar"  14V

[Geert]

En wij moeten dat allemaal geloven zeker, na gisteren. 

Geert

[dani]

niemand hoeft iets te geloven van wat ik tik, uiteraard ....  doe er maar een kilootje zout bij