Die Spannung an verketteten Steckbrettern wird reduziert

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Mein Arduino ist mit dem ersten Steckbrett verbunden. Von dort aus habe ich das Positive und Negative an die anderen Boards angekettet. Ich habe gerade 6 Steckbretter angeschlossen. Auf der ersten Platine sehe ich (mit einem Meter), dass ich einen Unterschied von 4,5 V habe, und auf der nächsten Platine 3,5 V und auf der letzten sogar 2 V.

Warum bekomme ich das? Ich habe dies teilweise gelöst (indem ich 3 V auf die letzte Platine gelegt habe), indem ich jede Schiene mit jeder Schiene auf den anderen Platinen verkabelt habe, aber das macht mein Design unübersichtlich.

Wie debugge ich das? Was ist der Grund dafür?

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Gil Megidish
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Sie haben viele Steckbretter und wahrscheinlich eine Kombination aus hohem Stromverbrauch und dünnen Kabeln.
PJC50
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Nur ein Gedanke, wenn Sie die Stromkabel neu ordnen. Zumindest bei meinen billigen Steckbrettern und dem billigen 0,6-mm-Glockendraht aus verzinntem Kupfer habe ich festgestellt, dass der Widerstand in Stromversorgungsschienen wie diesen nicht von der Länge des Drahtes, sondern von der Anzahl der Kontakte zwischen Draht und Steckbrett dominiert wurde.
Chris Johnson
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Gil fährt in einem roten Sportwagen in eine Kleinstadt. Bald darauf blinken Polizeilichter in seinem Spiegel. Er hält an und der Offizier geht auf ihn zu. "Es tut mir leid, bin ich gefahren?" Fragt Gil. "Nein, Sir. Es ist gesetzwidrig, in dieser Stadt rote Autos zu fahren", sagt der Polizist. "Wirklich? Das wusste ich nicht", erwidert Gil überrascht. "SIE DENKEN, SIE SIND ÜBER DEM GESETZ ?!" der Offizier schreit. Moral der Geschichte: Nur weil jemand die Gesetze nicht kennt , heißt das nicht, dass er automatisch denkt, dass er für ihn freigestellt ist. (Auch der
Frageüberarbeitungsverlauf
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Gut. Ich hatte keinen Flammenkrieg geplant. Aber damit Sie alle wissen, versorgt mein Arduino all diese ICs wirklich mit Strom. Es gibt 29 ICs in meiner Schaltung, und es funktioniert gut. Es ist nur so, dass ich versucht habe zu verstehen, ob es einen Weg gibt, um den Single-Point-of-Contract zu umgehen. Diese Schaltung ist ein VGA-Adapter, der mit nur 74xx-ICs mit 640 x 480 x 60 Hz synchronisiert. Sicherlich nicht über ein Gesetz :)
Gil Megidish
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@ Gil Ich denke deine Frage ist total gültig. Ich erinnere mich, dass ich mit verschiedenen elektronischen Geräten experimentiert habe und ähnliche Fragen hatte. Ich denke nicht, dass dies ein Flammenkrieg ist, nur manchmal müssen wir darauf hinweisen, dass der weise alte Meister manchmal ein Nörgler ist. :)
JYelton

Antworten:

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Sie sollten einen einzigen Kontaktpunkt für die Stromversorgung und die Erdung haben. Verdrahten Sie diesen Punkt individuell mit jeder Platine. Wenn es sich bei Ihrem Netzteil um das Arduino handelt, beachten Sie, dass es nur eine geringe Strommenge liefern kann, sodass Sie möglicherweise ein externes Netzteil benötigen. Verwenden Sie auch den schwersten Draht, den Sie in das Steckbrett einpassen können (wahrscheinlich 22 Gauge), um Kabelverluste zu reduzieren.

Das Netzteil könnte immer noch der Arduino sein - aber ehrlich gesagt, mit so vielen TTL-Chips sollte man, wenn möglich, wirklich ein separates Netzteil verwenden.

Die folgende Bearbeitung Ihres Bildes sollte Ihnen die Idee geben. Ich habe nicht genug darauf geachtet, zu wissen, ob ich Rot auf Positiv richtig abgebildet habe. Ignorieren Sie diesen Aspekt, wenn ich etwas falsch gemacht habe. Der Punkt ist, dass Sie einen individuellen Draht von Ihrer Stromquelle zu jeder Schiene benötigen, anstatt sie in irgendeiner Weise zu verketten. Während es ein größeres Kabelnest für Ratten sein wird, funktioniert das Verketten aufgrund der Verluste im Steckbrett elektrisch nicht für Sie.

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Wenn Sie diese Lösung jedoch nicht ausstehen können, können Sie möglicherweise die Drähte zwischen den Platinen aufrauen und einige Male in die Löcher in den Schienen schieben, um die Kontakte in der Platine zu reinigen. Dadurch erhalten Sie zusätzlichen Overhead, das Basisproblem wird jedoch nicht gelöst.

Adam Davis
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Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich habe getan, was Sie vorgeschlagen haben. Ich bekomme jetzt 4,5V auf alle Schienen. Ich hatte kein Problem mit meiner Schaltung, habe nur versucht zu verstehen, warum die Spannung so stark abfällt. Ich nehme an, es ist der Widerstand in den beschissenen Steckbrettern. Wie auch immer, du rockst!
Gil Megidish
@ Gil Ich denke, die Lektion hier ist, dass Sie sich Drähte, Leiterplatten und andere Steckverbinder als Widerstände mit niedrigem Wert vorstellen können. In langen seriellen Ketten können sie sich definitiv addieren, um einen Spannungsabfall zu erzeugen.
JYelton
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Sie geben an, dass zwischen den Steckbrettern ein Spannungsabfall auftritt. "Stern" von Ihrem Netzteil zu jedem Steckbrett, um einen guten mechanischen und elektrischen Kontakt zu gewährleisten. (Wie von Adam Davis und Passerby gepostet)

Nach deinem Bild hast du KEINE Elektrolytkondensatoren oder Keramikkondensatoren, da würde ich anfangen - wenn ich KEINE sehe, erschrecke ich und das ist der Punkt dieses Beitrags.

Filterkondensatoren (die Elektrolyse) sind polarisiert und laufen über die Stromversorgungsschienen, um die Stromversorgung zu "konditionieren" und die Spannung im gesamten Stromkreis relativ konstant zu halten.

Die Keramik wird auch über die Stromversorgungsschienen angeschlossen, und einer sollte über die V + - und 0-V-Pins jedes IC angeschlossen werden. Der allgemeine Zweck von Keramik besteht darin, hochfrequentes "Rauschen" nach Masse abzuleiten, die Polarität ist kein Problem.

Da Sie eine 5-V-Stromversorgung verwenden, ist ein 220-F-16-V-Elektrolyt (oder zwei) auf jedem Steckbrett ein hervorragender Start, sie sind an der Tagesordnung (Radio Shack usw.) und kostengünstig.

Keramikkappen sind sehr preiswert und jeden Cent wert. Eine Spannung von 0,1 uF 50 V an jedem IC und eine Spannung neben jedem Elektrolyt wirkt sich positiv auf die Unterdrückung von Störgeräuschen aus.

JoeFromOzarks
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Großartiger Punkt. Jeder Chip sollte eine kleine Überbrückungskappe an den Stromversorgungsstiften haben, zusätzlich zu einer größeren Kappe an den Schienen, an denen Strom eingeht. Das Ablesen der Spannung mit einem Gleichstrommessgerät kann tatsächlich eine niedrige Spannung anzeigen, wenn in der Realität wahrscheinlich eine Tonne vorhanden ist Rauschen auf der Stromleitung am Ende der Verkettung.
Adam Davis
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Ich habe das Gefühl, hier fehlt mir etwas. Ich kann sehen, wie Kappen die lokale Gleichspannung stabilisieren können, indem sie die Auswirkungen von Transienten abschwächen, die Wechselstromsignale auf Ihre Gleichspannung verursachen. Aber ich verstehe nicht, wie es in diesem Fall helfen würde, wenn das wahrscheinliche Problem Spannungsabfälle aufgrund dünner, langer Leitungen sind. Caps können dabei nicht helfen; oder vermisse ich etwas
Bob
@Bob die Kappen sind ein sekundäres Anliegen ihrer Einrichtung. Wie sie im ersten Satz sagten, muss OP ihre Energieeinstellung starten.
Passant
@Passerby, guter Anruf, ich habe den ersten Satz verpasst, weil die beiden unterschiedlichen Ideen zusammengeschmolzen sind. Ein Schnitt wäre schön, um die beiden Ideen zu unterscheiden: Die Antwort ist der erste Satz, und der Rest sind alle (sehr guten) Empfehlungen. Aber das ist eine Stilsache, und die Antwort ist richtig und vollständig. Vielen Dank!
Bob
@Bob Mein Beitrag enthält "Wenn ich KEINE [Kondensatoren] sehe, schaukele ich und bin_der_Punkt_dieses_Postens" und handelt von der besten Formatierung, die ich finden konnte. Hilf dir selbst bei der Bearbeitung, wenn du möchtest. :)
JoeFromOzarks
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Brotschneidebretter weisen eine Vielzahl von Problemen auf, einschließlich hoher Kapazität, Induktivität und Widerstand. Wie Sie sehen, sind Ihre Stromschienen für Steckbretter zwei pro Seite, in der Mitte geteilt und Sie haben 6 Bretter, das sind also insgesamt 2 Schienen * 2 Seiten * 2 Teilungen * 6 Bretter = 48 verschiedene Segmente, die Sie mit einigen überbrücken Überbrückungskabel. Und so wie es aussieht, haben Sie einen einzelnen Stromeingangspunkt ganz am Ende der Segmente. Der gesamte Widerstand der Segmente UND des Überbrückungskabels addiert sich und hängt dann davon ab, wie viel Strom Sie ziehen.

Einfachste Lösung: Stellen Sie sicher, dass alle Karten parallel geschaltet sind. Verlegen Sie ein Kabelpaar von Ihrem Netzteil zu jeder Platine anstatt von Platine zu Platine. Oder zwei Paare, da Sie positive und negative Schienen auf jeder Seite der Bretter haben. Oder vereinfachen Sie Ihr Layout, damit nur ein Schienensatz verwendet wird (oder positiv immer auf der linken Seite, negativ auf der rechten Seite).

Passant
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Die von Adam Davies und Passerby angegebene Verteilung der Sternenkraft und des Bodens ist nur eine Teillösung. Sie müssen außerdem:

Stellen Sie sicher, dass die aktuelle Kapazität des Netzteils für den Spitzenstromverbrauch jedes verwendeten Steckbretts ausreichend ist, und lassen Sie vorzugsweise etwas Overhead zu.

Verwenden Sie Entkopplungskondensatoren, wie von Joe von Ozarks empfohlen

Verwenden Sie für die Strom- und Bodenverteilung wesentlich dickere Kabel, wie auf den anderen Postern angegeben.

Wenn Sie schließlich eine 5-V-Stromversorgung für jedes der Steckbretter erhalten und die Schaltung immer noch nicht funktioniert, müssen Sie möglicherweise noch eine oder mehrere der folgenden Bedingungen berücksichtigen:

Die Taktverteilung zwischen den Platinen ist aufgrund der kapazitiven und induktiven Effekte der Steckbrettkontakte nicht zufriedenstellend.

Rennen Gefahren zwischen Signalen durch die langen Leads und wieder Steckbrett Kontakte.

Abhängig von der 74XX-Logikfamilie, bei der die Schaltkreise weit unter der Entwurfsspannung laufen, können einige der Gatter zerstört worden sein. Letzteres ist in der Regel eher ein Problem mit dem CMOS, aber Sie geben keine Details an, die Sie dem Datenblatt entnehmen können.

Schließlich geben Sie an, dass Sie versuchen, es mit 640 x 480 x 60 = ca. 18,4 MHz auszuführen, sodass die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass die Schaltung mit diesen Steckbrettern überhaupt nicht funktioniert. Wenn ja, lassen Sie die Schaltung mit einer niedrigeren Frequenz laufen, um die Logik zu debuggen, und löten Sie dann eine kompaktere Version auf die Leiterplatte.

ReaddyEddy
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Danke für die Erklärung! Die Schaltung funktioniert gut, es gibt ein Video hier: facebook.com/photo.php?v=10151801133034947 Es funktioniert gut mit nur zwei Kappen (um Hochfrequenz-ICs.) Ich habe gerade nachgefragt, warum die Niederspannung. Ich habe die Sternleistungsverteilung durchgeführt und nun 4,5 V an alle ICs angelegt. Nur um mit dieser TTL auf der sicheren Seite zu sein.
Gil Megidish