Absicherung der IO-Ports am Arduino

Moin,

AVR haben eine eingebaute Strombegrenzung (OCLI) mit Signalisierung. Bei zu hohem Strom wird aus feinen Düsen im Gehäuse Rauch abgelassen. Nach der einmaligen Signalisierung muss der Chip zu Atmel eingeschickt werden, damit wieder Rauch nachgefüllt werden kann.

Zitat von DL4CW

ich habe es am Wochenende tatsächlich geschafft, meinen Arduino zu schiessen. Obwohl die betreffenden Ports als Inputs geschaltet waren, gab es einen Kurzschluss, als ich einen von beiden auf high legte. Ich verstehe den Grund dafür ehrlich gesagt noch immer nicht ganz. Dummerweise ist dabei nicht nur der Controller sondern gleich das ganze Board über den Jordan gegangen. Da es sich um einen chinesischen UNO-Clone handelte, ist der Verlust zu verschmerzen, ärgert mich aber natürlich dennoch.

Ich habe mir jetzt überlegt, einen Packen selbstrückstellende Sicherungen mit 30mA zu besorgen, um die Ports zumindest gegen Überstrom abzusichern und hoffe, dass diese schnell genug sind.

Wie löst ihr dieses Problem?

Wie hast Du denn den Port auf High gelegt? Direkt auf +5V vermute ich mal, oder? Ein Schaltungsauszug wäre für die Problemlösung nicht schlecht. Bei Ausgängen hilft ein Widerstand in Serie, bei Eingängen eine Suppressordiode, ein Widerstand und eine kleine Drossel. Ich denke, die Sicherungen werden nicht schnell genug sein.

73, Tom

Moin,

Zitat von DL4CW

Eigentlich trivial, wie ich dachte. Zwei Ports als Eingänge, um damit einen Schrittmotor über einen L293P links/rechts laufen zu lassen. Das hat auch funktioniert. Die Eingänge waren mit 10k Widerständen auf Masse gelegt und wurden mit den Tastern und +5V auf High geschaltet. Dann hat es irgendwann beim Betätigen eines Tasters geknallt. Der Kurzschluss ging durch bis auf die USB-Schnittstelle, den 328p, Spannungsregler und leider auch den Onboard ATMega 16 hat es voll erwischt. Der Motortreiber ist aber ok. Da dieser fast alle der Digitalports belegt hatte, habe ich neben Port 2 einen analogen, A0, als Eingang verwendet.

Bist Du sicher, dass der Kurzschlussstrom wirklich durch den Taster geflossen ist? Könnte es sein, dass Du bei der Umschaltung links/rechts die hohe Spannungen durch die Motoren eingefangen hast?

Btw: Wenn ich Taster an den Eingängen habe, nutze ich die internen Pull-Ups vom AVR und lasse die Taster immer nach Masse schalten.

73, Tom

Hallochen
Beim Schalten und Kurzschluss und alles ausgeräumt, kann ich mir nicht so recht vorstellen.
Ich denke eher das da eine Stromspitze beim Schalten den Spannungsregler geschossen hat und eine Überspannung dann alles grundlegend ausgeräumt hat.
Denn beim Kurzschluss geht der Strom der faule Bruder den direkten weg und es entstehen auch übergangswiederstände, so daß da ein paar Pin ausgeräumt werden, aber nicht alles. Überspannung ist da immer Verherender. Der Fehler kann dann auch bei Veränderter Schaltung wieder auftreten.
Reinhard

Zitat von DL4CW

Hallo Leute,

ich habe es am Wochenende tatsächlich geschafft, meinen Arduino zu schiessen. Obwohl die betreffenden Ports als Inputs geschaltet waren, gab es einen Kurzschluss, als ich einen von beiden auf high legte. Ich verstehe den Grund dafür ehrlich gesagt noch immer nicht ganz. Dummerweise ist dabei nicht nur der Controller sondern gleich das ganze Board über den Jordan gegangen. Da es sich um einen chinesischen UNO-Clone handelte, ist der Verlust zu verschmerzen, ärgert mich aber natürlich dennoch.

Ich habe mir jetzt überlegt, einen Packen selbstrückstellende Sicherungen mit 30mA zu besorgen, um die Ports zumindest gegen Überstrom abzusichern und hoffe, dass diese schnell genug sind.

Wie löst ihr dieses Problem?

73 Bernhard DL4CW

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Hallo Bernhard,
ein als Input beschalteter Port ist sehr hochohmig, da fliesst kein grosser Strom rein oder raus. Was ich mir vorstellen kann: Wie Du weiter unten geschrieben hast, hast Du einen Schrittmotor angesteuert. Als induktive Last erzeugt der ziemlich wahrscheinlich Spannungsspitzen, die die Mikrocontroller-internen Schutzdioden wohl nicht abkoennen. Die Loesung waere dann wohl eine externe Schutzdiode ueber die Motoranschluesse. Zusaetzlich evtl. einen Motortreiber zwischen Controller und Motor (Transistor, ...). Aber vielleicht habe ich ja Deinen Aufbau auch falsch verstanden.

Kannst Du evtl. einen Schaltplan einstellen?

Zitat von DL4CW

Ich kann es nicht mit Gewissheit sagen, bilde mir aber ein, ja. Taster nach Masse wäre vllt günstiger gewesen, ich muss mir das Applikationsheft nochmal genauer ansehen. Die Beispielsketches, die ich nachgebaut hatte, haben alle klaglos funktioniert, offenbar bin ich dadurch ein wenig unvorsichtig geworden.

Taster nach Masse mit den internen Pull-Ups ist eigentlich die Standard-Beschaltung, weil man keinen weiteren externen Widerstand benötigt.

Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass bei Deiner Beschaltung durch die Betätigung des Tasters selbst bei einem Kurzschlussfall solch ein massiver Schaden entstanden ist. Wenn Du mit dem Taster den Port des AVR kurzgeschlossen haben solltest, sind die Strukturen im Chip schneller weggebrannt, als der Spannungsregler, der in der Regel ja kurzschlussfest ist, seinen Geist aufgibt.

Ich vermute, dass ausgelöst durch den Taster, irgendwas anderes passiert ist. Evtl. in der Ansteuerung des Motortreibers, was dann Rückwirkungen hatte, die der Treiber zwar überlebt hat, aber die anderen Schaltungsteile nicht. Vom Gefühl her würde ich auf Induktionsspitzen tippen, die sich quer über die Controllerschaltung abgebaut haben.

Ein Gedanke als Nachtrag: Hast Du die Taster entprellt? Nicht das die Spulen im Motor mit sehr schnellem Takt geschaltet wurden und dadurch die Versorgungspannung mit hohen Spitzen beaufschlagt wurde ...

73, Tom

Moin,
nach dem Lesen der Texte halte ich Induktionsspitzen für sehr wahrscheinlich. In unserem Atmel-Grundkurs haben wir - gewollt oder nicht - das eine oder andere an der Ein- und Ausgangsbeschaltung im Bereich der normalen Betriebsspannung probiert. Selbst die bei den "schlimmsten" Bastlern vorhandenen Atmels leben noch.

Vielleicht hilft - wenn vorhanden - eine Spannungskontrolle an den Motoranschlüssen, der Betriebsspannung etc. via Oszilloskop.