Fehlersuche, Temperatur und Abgleich

[Johk]

Hallo,

das ct-lab ist mein erstes größeres Elektronikprojekt, ich habe erfolgreich die IFP, DCG und DCP in Betrieb genommen und hänge gerade etwas an der EDL. Prinzipiell scheint Sie zu funktionieren, Hardwareabgleich habe ich gemacht, der Temperaturfühler ist auf den internen LM75 eingestellt (OPT17? auf 4). (Ich habe die Version mit den stärkeren Q3 und Q4 aufgebaut)

Ich beobachte folgende Symptomatik:
- Manchmal geht der Lüfter nach dem Einschalten nicht aus, dann gibt die EDL dauerhaft eine Temperatur von 32C an.
- Beim Lasttest ging der Lüfter wie gewünscht bei 60C an, dann aber auch nach Absenken der T auf unter 40C auch nicht mehr aus...
- Ich hatte Probleme beim Parameterabgleich mit Labview. (Ich habe das allerdings nicht weiter untersucht, ob das mit dem oben beschriebenen Verhalten zusammenhängt und wollte erstmal das beschriebene Problem angehen...)

Bei näherem Betrachten des LM75 scheine ich diesen nicht ganz flach aufgelötet zu haben. Wenn ich ihn aber bei der Kühlkörpermontage zu stark gequetscht hätte, sollte er aber doch ganz kaputt sein und nicht in 2/3 der Fälle funktionieren?
Die Lötstellen im Pfad des LM75 hab ich mal nachgelötet, da war aber keine offensichtlich schlechte dabei und geholfen hat es auch nicht...

Hat jemand eine Idee oder kann mir bei der Fehlersuche etwas behilflich sein?

Gruß,
Johannes

PS: C Software wollte ich angehen sobald meine EDL Hardware tut

[psclab38]

Hallo Johannes,

erst mal willkommen im Forum!

Ich beobachte folgende Symptomatik:
- Manchmal geht der Lüfter nach dem Einschalten nicht aus, dann gibt die EDL dauerhaft eine Temperatur von 32C an.
- Beim Lasttest ging der Lüfter wie gewünscht bei 60C an, dann aber auch nach Absenken der T auf unter 40C auch nicht mehr aus...
- Ich hatte Probleme beim Parameterabgleich mit Labview. (Ich habe das allerdings nicht weiter untersucht, ob das mit dem oben beschriebenen Verhalten zusammenhängt und wollte erstmal das beschriebene Problem angehen...)

Wenn du sagst, Du hast kein stabiles Verhalten: bist Du sicher, daß mit dem Programmieren des EEPROMs alles gut gegangen ist? Verify gemacht? Manchmal hilft, das Hexfile und vor allem das EEPROM der Pascal-FW nochmal zu brennen. Wir hatten da in der Vergangenheit schon mal Erfolg, wenn ich mich recht erinnere.

Bei näherem Betrachten des LM75 scheine ich diesen nicht ganz flach aufgelötet zu haben. Wenn ich ihn aber bei der Kühlkörpermontage zu stark gequetscht hätte, sollte er aber doch ganz kaputt sein und nicht in 2/3 der Fälle funktionieren?
Die Lötstellen im Pfad des LM75 hab ich mal nachgelötet, da war aber keine offensichtlich schlechte dabei und geholfen hat es auch nicht...

Wenn der LM75 nicht ganz plan am Kühlkörper anliegt, dann ist das natürlich nicht ideal. Zudem haben malträtierte Bauteile manchmal ein ganz komisches Verhalten.

OPT17=4 müßte eigentlich stimmen, wenn Du keine externen Transistoren hast.
OPT21 ist dann bei 60, richtig?

Die Instabilität irritiert mich: Mal die Prozessorlötstellen kontrolliert? Und alles was mit dem I2C-Bus zusammenhängt..?

PS: C Software wollte ich angehen sobald meine EDL Hardware tut

Das ist nett von Dir Die C-Firmware brennt die EEPROM-Parameter übrigens selbst.

Viele Grüße
Paul

[Johk]

Danke Paul für deine Antwort und den Willkommensgruß!

Wenn du sagst, Du hast kein stabiles Verhalten: bist Du sicher, daß mit dem Programmieren des EEPROMs alles gut gegangen ist? Verify gemacht? Manchmal hilft, das Hexfile und vor allem das EEPROM der Pascal-FW nochmal zu brennen. Wir hatten da in der Vergangenheit schon mal Erfolg, wenn ich mich recht erinnere.

Ja, ich benutze avrdude mit dem Frontend avr8-burn-o-mat unter Linux (Debian), das macht nach dem Flashen der .hex-Datei und der .eep-Datei jeweils einen Verify.

Wenn der LM75 nicht ganz plan am Kühlkörper anliegt, dann ist das natürlich nicht ideal. Zudem haben malträtierte Bauteile manchmal ein ganz komisches Verhalten.
OPT17=4 müßte eigentlich stimmen, wenn Du keine externen Transistoren hast.
OPT21 ist dann bei 60, richtig?

Hab die EDL nun einmal komplett auseinandergebaut und alles zwischen LM75 und Prozessor, bzw die Adresspins des LM75 genau angesehen. Sah alles gut aus, habe den LM75 dann trotzdem mal unter stärkerem Druck von oben nachgelötet. Der LM75 sollte mit nicht-Strom-leitender Wärmeleitpaste eigentlich ganz guten thermischen Kontakt zum Kühlkörper haben.

Konnte allerdings weder vorher (in 2h hab ich die EDL ca 15 Mal an- und ausgeschaltet) noch nachher (weitere 10 Versuche) das Problem reproduzieren.

Die Instabilität irritiert mich: Mal die Prozessorlötstellen kontrolliert? Und alles was mit dem I2C-Bus zusammenhängt..?

Daran hatte ich auch gedacht, optisch sehen die Lötstellen gut aus. Hab mal in einer Endlosschleife die Temperatur abgefragt und dabei auf dem Prozessor rumgetrommelt - hat der EDL nichts ausgemacht.
Habe mal noch genauer in das LM75 Datenblatt und auf den EDL Schaltplan geguckt: würde die I2C-Verbindung nicht funktionieren und der LM75 als eigenständiger Thermostat arbeiten, wäre der OS Ausgang auf low und damit der Fan aus, richtig? Es könnte sein, dass der LM75 im Interrupt Modus ist und nicht mehr zurückgesetzt wird? Wie kann man denn am besten den I2C-Bus abhören (einen Logik-Analyser hab ich leider nicht)?
Ich frage mich außerdem warum beim Fehlverhalten immer 32°C angezeigt werden. Habe mir mal die entsprechende Stelle im Pascal-Quelltext angesehen (um "procedure GetOneLM75Temp;"), kann aber die 32°C nicht nachvollziehen...

Solange ich das Problem nicht reproduzieren kann, hat es sich mit der Fehlersuche und ich gehe erstmal davon aus, dass es sich in Wohlgefallen aufgelöst hat. Andernfalls werde ich auf Verdacht den LM75 tauschen und sehen ob das hilft. Ich melde mich dann an dieser Stelle wieder

[ompf]

da war mal was...

Vor einigen Jahren gab es mal einen Beitrag, da hatte jemand am Schaltausgang des LM75 sporadisch Latchup produziert. Geh mal das alte Heise-Forum durch, da müßtest Du was finden.

IIRC ließ sich das Problem mit einem Basiswiderstand oder durch Einsatz eines kleinen MOSFET (wie bei EDL-Leistungsstufe) lösen.


Gruß
Patrick

[Johk]

Hi,

es ist wieder passiert ... Diesmal wurden allerdings 34,5°C als T angezeigt. Ich habe jetzt mal nochmal mit Isopropanol auf der Platinenrückseite besser sauber gemacht.

Vor einigen Jahren gab es mal einen Beitrag, da hatte jemand am Schaltausgang des LM75 sporadisch Latchup produziert. Geh mal das alte Heise-Forum durch, da müßtest Du was finden.

Hmm hab jetzt ein Weilchen gesucht und gelesen, aber nicht wirklich etwas passendes gefunden (Stichworte EDL und LM75), war das vielleicht zur DCG?

IIRC ließ sich das Problem mit einem Basiswiderstand oder durch Einsatz eines kleinen MOSFET (wie bei EDL-Leistungsstufe) lösen.

Danke für den Tipp mit dem Mosfet. Allerdings ist mir nicht ganz klar, warum eine offensichtlich falsche Temperatur (aber bisher immer 32 oder eben 34,5?) angezeigt wird wenn das Problem auftritt. Kann das passieren wenn die Belastung an OS des LM75 durch einen Kurzschluss zu hoch ist?

Gruß,
Johannes

[moosmichel001]

Hallo,

der Einsatz eines BS170 hat bei mir auch zum gewünschten Erfolg geführt. Die selbe Problematik bestand übrigens auch schon beim DCP.

Gruß aus dem noch sonnigen Norden...

[Johk]

Hallo

der Einsatz eines BS170 hat bei mir auch zum gewünschten Erfolg geführt. Die selbe Problematik bestand übrigens auch schon beim DCP.

Einfach so eingelötet, ohne weiteren Veränderungen?

Noch ein paar Infos, habe festgestellt, dass ich einen BC337-16 auf meiner EDL habe und keinen BC337-40 wie im Segor Teilesatz vorgesehen.

Darauf hin hab ich mal folgenden Versuchsaufbau gemacht:
- Voltmeter an OS (Pin 3) des LM75 und DGnd
- Thermoelement an den Kühlkörper in der Nähe vom LM75
- DCG mit 23V und 2A an EDL

Das Verhalten meiner EDL ist dabei wie folgt.
1. Versuch: Die Temperatur nimmt langsam zu, dabei unterscheiden sich der LM75 und das Thermoelement max um 1C, unterhalb des eingestellten Grenzwertes liegt die abgelesene Spannung bei ca 100mV. Wird der Temperaturgrenzwert überschritten, geht die Spannung auf 800mV und der Lüfter geht an. Viel interessanter ist jedoch die Temperatur des LM75, die macht einen Sprung um 3C und steigt schneller an bis ca. ein Diskrepanz zum Thermoelement von 10C besteht! Die Spannung am Voltmeter geht bis auf 750mV runter. Dann schalte ich die DCG ab und lasse die EDL abkühlen, beim Unterschreiten der Hysteresetemperatur läuft der Lüfter schlicht weiter.
2. Versuch: Wie beim ersten Versuch nur der Lüfter ist abgeklemmt, die Emitter-Collector Strecke des BC337 wird also nicht belastet. Das Vorgehen entspricht sonst dem in Versuch 1. Beim Überschreiten der Grenztemperatur steigt die Spannung an Pin3 nun nur noch auf 650mV und es ist kein Temperatursprung vom LM75 zu verzeichnen. Dann schalte ich wieder die DCG ab und lasse die EDL abkühlen. Beim Unterschreiten der Hysteresetemperatur geht die Spannung an Pin3 wieder auf 100mV zurück.
Das ganze lässt sich zuverlässig reproduzieren.
3. Habe ebenfalls überprüft ob die Spannung im 9V bzw im stabilisierten 5V Zweig abfällt beim Betrieb des Lüfters, der zieht immerhin bis zu 1,2W bei 9V... Die Spannungen fallen allerdings nicht unter 9 bzw 5V

Das Verhalten hat also wirklich etwas mit der Last an der C-E Strecke des Transistors zu tun. Ich warte jetzt mal auf meine Bestellung und werde dann erstmal den BC337-16 durch einen BC337-40 tauschen, und falls das nicht hilft auch noch den LM75 durch einen anderen.

Gruss,
Johannes

[psclab38]

Das Verhalten hat also wirklich etwas mit der Last an der C-E Strecke des Transistors zu tun.

Hallo Johannes,

sieht irgendwie danach aus. Der Lüfter ist das Orignal aus dem Bausatz?

Ergibt sich der gleiche Effekt, wenn Du per Parameter den Temperatur-Schwellwert unter die Raumtemperatur setzt?
Hast Du ein "schnelles" Oszi und könntest Du die eventuelle Rückwirkung des Lüfters an der Basis des BC337-16 messen (sonst gibt's ja keine Verbindung zwischen Lüfter und LM75)?
Ist der Effekt auch noch zu beobachten, wenn Du dem Lüfter einen kleinen Vorwiderstand spendierst, sagen wir mal so 5-10 Ohm? Wäre interessant, ob's was mit dem Anlaufstrom zu tun hat. Die Freilaufdiode wirkt ja nur beim Abschalten.

Viele Grüße
Paul

[Johk]

Hallo

sieht irgendwie danach aus. Der Lüfter ist das Orignal aus dem Bausatz?

Nein, es ist ein 50mm Lüfter von Sunon mit 2W bei 12V.

Hast Du ein "schnelles" Oszi

Nein, habe leider auf die schnelle auch keinen Zugriff auf eines... Hast du eine spezielle Vermutung was zu sehen wäre?

Ist der Effekt auch noch zu beobachten, wenn Du dem Lüfter einen kleinen Vorwiderstand spendierst, sagen wir mal so 5-10 Ohm? Wäre interessant, ob's was mit dem Anlaufstrom zu tun hat.

Mit 6,8Ohm Vorwiderstand ist es weg. Wäre jetzt schon reizvoll zu wissen, was da genau passiert...

Gruß,
Johannes

[psclab38]

Hast du eine spezielle Vermutung was zu sehen wäre?

Hi Johannes,

der Schaltplan um den LM75 ist ok, aber ich hab mir das Layout kurz mal angesehen.

Das ist jetzt nur so ein Bauchgefühl, aber mir gefällt die Masseleitung für DGND zum Lüfter nicht. Die geht quer über die ganze Platte und wenn der Lüfter beim Einschalten einen Ground-Bounce mit dem hohen Anlaufstrom verursacht, dann hebt es auch das Massepotential des LM75. Es wurde ja weiter oben schon der Verdacht geäußert, daß der LM75 in einen Latch-Up geht. Das könnte sich decken.

Wenn Du sowieso den Q8 austauschen willst, dann hebe doch mal den Emitter hoch und verdrahte ihn mit einem langen Draht direkt zur Powersupply-Steckerleiste.

Viele Grüße
Paul

[Johk]

Hallo,

Ich habe heute mein Paket bekommen und gerade mal den Transistor getauscht (BC337-16 durch BC337-40) nun scheint der Lüfter so zu funktionieren wie er soll. Eigentlich müsste ich jetzt noch ein paar Mal den Transistor tauschen um zu Testen ob das einfach an der Produktionsstreuung lag oder ob es da einen Effekt gibt der den unterschiedlichen Typen verschuldet ist.

Jetzt hab ich allerdings hier noch nen LM75 rumliegen, ich fürchte da muss ich doch noch die externe Leistungsstufe bauen

Danke für eure Hilfe!

Gruss und schönes WE,
Johannes

[Niskie]

Hallo Johannes,

hast Du den Transistor so eingebaut wie von Paul beschrieben?

Wenn Du sowieso den Q8 austauschen willst, dann hebe doch mal den Emitter hoch und verdrahte ihn mit einem langen Draht direkt zur Powersupply-Steckerleiste.

Ich halte Pauls Erklärung für sehr plausibel. Somit sollte eine höhere Stromvertärkung von Q8 das Problem eigentlich eher verschärfen. Der Grund warum ein BS170 dort hilft ist, dass der FET die Stromspitzen des Lüfters mildert. Pin 3 von U14 ist ein open "Collector" (eigentlich Drain). Der Strom zum Durchschalten von Q8 kommt ausschließlich von R55.

Viele Grüße
- N.

[Johk]

Hallo,

ich habe gerade festgestellt, dass ich Paul falsch verstanden habe und nun ist die Gelegenheit vertan den Tipp auszuprobieren.

Ich habe den Transistor ganz normal eingelötet ohne fliegende Leitung am Emitter. Es geht trotzdem...

Gruss,
Johannes