An die Elektronik-Bastler - LM2576T Frage

  • Hallo zusammen,


    da ja doch einige Elektronik-Freaks unter uns sind, vielleicht weiß da einer was...


    Bei meinem Projekt RetroARDUInput bin ich in der letzten Zeit über mehrere defekte USB-Host-Shields gestolpert. Ich habe auch aus diesem Grund die Entwicklung der Hardware für den RetroARDUInput Modular vorgezogen.


    Das Ergebnis meiner Recherche ist: Irgendwas stimmt mit den aktuell verkauften (mehrere Anbieter getestet) Host Shields nicht und der Weg drumherum ist scheinbar, den Arduino bei der 5V-Spannung etwas einknicken zu lassen. Daher meine Idee: Das Mainboard des Modular bekommt eine regelbare Spannungsversorgung für den Arduino und das Host Shield, wo man auf etwa 4,7V runter gehen kann, sowie eine feste 5V-Versrogung separat für die Chips drumherum und den USB-Port des Host Shields. Gelöst werden soll das mit einem LM2576T-5 und einem LM2576T-ADJ. Jetzt ist mir aber folgendes eingefallen: Sowohl der Arduino (wenn ich ihn per USB an den Rechner anschließe, z.B. um zu debuggen oder eine neue Firmware aufzuspielen), als auch manche Chips (z.B. gibt es im ausgeschalteten Zustand einen Übersprung von den DS18030 Potenziometern von der 5V-Referenz vom Joystick-Port auf den 5V Eingang des Chips) spielen Spannung in das System zurück.


    Was würde passieren, wenn ich eine Spannung, die z.B. vom Arduino zurückgespeist wird, am Ausgang des LM2576T habe, während das Ding ausgeschaltet ist? Meinem Verständnis des Datenblatts nach ist die letzte Stufe ein Schalttransistor, heißt es dürfte eigentlich nichts passieren. Aber ist das wirklich so? Hat da jemand schon Erfahrungen gemacht oder theoretische Ideen?

    Arbeitspferde: Xeon E5-2683v3/32GB/GTX1650 Super/1TB NVMe+8TB HDD und Q6600/8GB/GTX460/1TB SSD+4GB+2GB HDDs

    Retro Maschinen:

    P2-450/256MB/128GB SSD/TNT2-M64+2xVoodoo2/Soundblaster 16+Yamaha DB50XG

    Commodore PC20-II/V20+8087/XTCF lite 256MB/Tandy Sound

    286-16/287-8/4MB/256MB CF/ET3000/Aztech NX-II

    Amiga 500/1MB/Gotek/Vortex AT-once Plus 286 + Amiga 500/1MB

    Pentium 166/FAST Video Machine+DDPR+YUV Board

    Projekt-Rechner: C64, Dual Pentium MMX 233, 486 VLB, 486 PCI, K6, Athlon 64

    Projekte: USB RetroArduInput

  • Hey, ich bin nicht sicher ob ich das vollumfänglich verstanden habe, man möge mich korrigieren.


    Aber sowohl für eine Spannungsreduktion um 0.2–0.4V als auch für eine Verhinderung der Rückspeisung wäre jeweils eine Diode eine unkomplizierte Option, oder? :)


    Wobei ich mich frage, was das wirkliche Problem ist, wenn der Chip mit 5V nicht läuft. Ein Bug in Fake-Chips? Oder eventuell ist es eine 3.3V-Variante und die 4.7V werden noch toleriert, aber 5V nicht?

  • Über eine Diode habe ich auch schon nachgedacht, aber deren Spannungsabfall ist etwas höher. Ich sag mal so, würde es für den Spannungsregler kein Thema sein, würde ich ihm die Rückspeisung auf Ausgang und Feedback durchaus zumuten. Meiner These nach müsste es gehen.


    Bei den Host Shields vermute ich folgendes: Das Ding hat auf der Rückseite eine fast durchgängige Ground-Ebene, auf die einzelne Ground-Leitungen von der Vorderseite mit Vias durchverbindet. Ich vermute, dass zumindest mal ein Via kaputt ist, allerdings sind diese sehr klein und mit Lötstopplack überzogen, heißt, wenn ich meine defekten Host Shields (zwei von Roboterbausatz und zwei von Amazon, aber jeweils von zwei Anbietern, die über Amazon Prime Service aus Deutschland versenden und die auch etwas anders aussehen - eines hat z.B. einen etwas längeren Reset-Schalter Pin) jetzt reparieren wollte, müsste ich viel kratzen und Vias nachlöten und am Ende wären sie vermutlich ganz kaputt (zwei linke Hände und an jeder Hand fünf Daumen, deshalb sind meine Projekte auch komplett mit THT Komponenten bestückt, nirgends SMD).


    Ich habe mich halt schon vor einiger Zeit gewundert, als ich noch mal zwei Geräte nachgebaut habe: Mein Ursprungsgerät funktioniert einwandfrei. Die beiden nachgebauten auch, solange sie über einen PC mit USB laufen, oder aber über den USB-Port des Arduinos mit einem schwachbrüstigen USB-Netzteil (z.B. das alte Ladegerät von meinem Ex-Handy Sony Xperia M2). Sobald ich ein Netzteil einstecke oder eine starke USB-Versorgung (z.B. ein modernes Quickcharge Mehrfachladegerät) dran habe, stellt das USB-Host-Shield seinen Dienst ein, der Arduino läuft aber noch.


    Nach langer Sucherei ist mir aufgefallen: Am 3.3V Pin liegen bei den defekten Host Shields geschmeidige 3.9V an, bei meinem intakten aus der Ur-Version nur die 3.3 die auch sollen. Sobald ich die Platine vom RetroARDUInput drauf stecke, bei der ich etwas Mist gebaut habe bei den LEDs für die Gehäusebeleuchtung (nur ein Widersand für alle LEDs, sehr helle LEDs, also viel Leistungsaufnahme nur für etwas Licht) geht die Spannung auf ca. 3.7V runter und alles funktioniert - solange der Arduino von einer schwachen Quelle gespeist wird. Allerdings kollabiert auch die 5V Schiene auf ca. 4.7V. Gehe ich nun auf eine potente USB- oder Netzteil-Quelle, komme ich auch hier auf 3.9V und das Host Shield hört auf zu arbeiten.


    Also bei einem Host Shield mal wieder die Entlötpumpe angesetzt und alle Brücken (3.3V, 5V und VBUS 5V) wieder entfernt und an den Messpunkten gemessen.

    3.3V Arduino-seitig 3.3V, Hostshield-seitig 3.7-3.9V

    5V auf beiden Seiten 5V, etwas weniger, wenn das RetroARDUInput Board drauf steckt

    VBUS 0.5V, obwohl da nix sein dürfte!

    Wenn ich nach und nach die Daten-Pins abbiege, um diese nicht einzustecken, komme ich in der parasitären 3.3V Spannung auf Host Shield Seite weiter nach unten, allerdings braucht das Host Shield ja bestimmte Datenpins, aber von denen kommen wohl die parasitären Spannungen.


    Beim RetroARDUInput Classic (der bekommt wohl auch noch mal eine Überarbeitung in Sachen LED-Vorwiderstände, dickere Spannungs- und Ground-Leitungen und evtl. eine zweite Platinen-Revision mit anderen Digital-Potis, die etwas günstiger und leichter zu bekommen sind, als der DS18030) werde ich das Problem wohl nicht lösen können und hoffe, dass jeder, der ihn nachbaut, ein funktionierendes Host Shield erwischt. Für den Modular möchte ich konsequent auf eine Dual Rail Spannungsversorgung setzen, von der die Rail für den Arduino notfalls als Hotfix auch runterregelbar ist.

    Arbeitspferde: Xeon E5-2683v3/32GB/GTX1650 Super/1TB NVMe+8TB HDD und Q6600/8GB/GTX460/1TB SSD+4GB+2GB HDDs

    Retro Maschinen:

    P2-450/256MB/128GB SSD/TNT2-M64+2xVoodoo2/Soundblaster 16+Yamaha DB50XG

    Commodore PC20-II/V20+8087/XTCF lite 256MB/Tandy Sound

    286-16/287-8/4MB/256MB CF/ET3000/Aztech NX-II

    Amiga 500/1MB/Gotek/Vortex AT-once Plus 286 + Amiga 500/1MB

    Pentium 166/FAST Video Machine+DDPR+YUV Board

    Projekt-Rechner: C64, Dual Pentium MMX 233, 486 VLB, 486 PCI, K6, Athlon 64

    Projekte: USB RetroArduInput

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