Atmega Testaufbau gestört durch Motor

[Markus K (Gast)]

Hallo!

ich habe eine Schaltung mit dem Atmega 32 aufgebaut (Steckbrett).
1 Taster und 8 LEDs
16 MHz
programmiert über STK500 ISP

Taster ist richtig entprellt und alles funktioniert einwandfrei.

Ziel ist es jedoch später über eine H-Brücke einen DC-Motor mit PWM 
anzusteuern (OC0).

Auf dem Steckbrett habe ich nun versuchteine einfache LOW-Side Schaltung 
aufzubauen.



                VCC 12V                    VCC 12V
                 +                         +
                 |                         |
                 |                         o----o
                 |                         |    |
                 |                         C|   |
                 |             Motor       C|   -
                 |             max 0.3A    C|   ^
                .-.                        |    |
                | |  1K                    o----o
                | |                        |
                '-'                        |
                 |           __         ||-+
                 o----------|  \        ||<- BUZ11
                 |          |   )o------||-+
                 o----------|__/           |
                 |        CD40106          |
                 |        Schmitttrigger   |
              ||-+                         |
  OC0 _     ||<-                         |
    -|___|-  -||-+   IRLZ34N               |
                 |                         |
     10R         |                         |
                 |                         |
                ===                       ===
                GND                       GND

In dieser Schaltung habe ich 3 Ein- und Ausgänge des 40106 parallel 
verwendet.
Sobald ich jetzt den Motor pulse wird kein Tastendruck mehr registriert 
und die LEDs spielen verrückt.

PWM-Frequenz 1kHZ.
Ich habe jetzt versucht einen Kondensator an beide Motorpins zu geben 
(0,1µF). Effekt: LEDs spielen nicht mehr verrückt, Tastendruck wird aber 
keiner vernommen.

Vermutung:
Ich habe keine galvanische Trennung und nehme ein Netzteil für µC und 
Motor. µC wird mit 7805 versorgt. Liegt hier das Problem?

mfg markus

[Karl H. (kbuchegg)]

Markus K schrieb:

> Ich habe keine galvanische Trennung und nehme ein Netzteil für µC und
> Motor. µC wird mit 7805 versorgt. Liegt hier das Problem?

Sehr wahrscheinlich sind das immer noch Störungen von deinem Motor.
Großzügig mit Blockkondensatoren arbeiten. An jedes VCC/GND Pärchen 
deines µC gehören mindestens 100nF
Das Netzteil ist in der Lage genügend Strom für den Motor bereit zu 
stellen?

[Ina (Gast)]

Hast du einen zentralen Massepunkt?

Der 10R Widerstand ist zu klein. Am Gate des BUZ11 kann ein Widerstand 
auch nicht schaden. Du speist sonst sehr niederohmig große 
Sperrschichtkapazitäten und erzeugst riesige Stromspitzen, die an den 
Induktivitäten deines fliegenden Aufbaus ungesunde Spannungsabfälle 
produzieren. Ein solcher Aufbau funktioniert nur mit sehr guter Masse 
und guter Entkopplung. Würde mich nicht wundern, wenn sich der µC 
aufhängt...

[Sebastian G. (jaseg)]

Siehe auch hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Blockkondensator
http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode#Freilaufdiode
Die Freilaufdiode sollte ein recht flottes Exemplar sein.
Zur Schaltung:
1. Ich halte die beiden MOSFETs (besonders den IRLZ34N) für einen 
ziemlichen Overkill (oder hast du damit noch was vor?). Hier würde es 
wahrscheinlich auch ein BD138/BD139 tun (die kannst du auch direkt vom 
µC ansteuern, und die sind billiger).
2. Die Funktion des Schmitt-Triggers kann auch durch ein ziemlich 
beliebiges anderes Gatter ersetzt werden: z.B. das NAND, das ich da im 
Schaltplan zu sehen glaube ;)

[Alexander S. (esko)]

Den ganzen rechten Teil der Schaltung kannst du weglassen. Der IRLZ34N 
macht das auch ganz alleine.

                VCC 12V  
                 +       
                 |     
                 o----o
                 |    |
                C|    |
    Motor       C|    - Schottky-Diode
    max 0.3A    C|    ^
                 |    |
                 o----o
                 |      
                 |        
              ||-+                    
      ___     ||<-  IRLZ34N                  
OC0--|___|----||-+             
                 |                      
      10R        |                     
                 |                      
                ===                     
                GND

Markus K schrieb:
> Ich habe jetzt versucht einen Kondensator an beide Motorpins zu geben
> (0,1µF).
Gute Idee, allerdings nicht größer machen.

> Ich habe keine galvanische Trennung und nehme ein Netzteil für µC und
> Motor. µC wird mit 7805 versorgt. Liegt hier das Problem?
Wahrscheinlich.
Bau mal ein paar Kondensatoren in die Stromversorgung:

                        Diode
o--------+----------+---->|----+----------+---- LM7805 ----+-------o
         |          |          |          |        |       |        
  220µF ---  100nF ---  100µF ---  100nF ---       |      --- 100nF 
   25V  ---        ---   25V  ---        ---       |      ---       
         |          |          |          |        |       |        
o--------+----------+----------+----------+--------+-------+-------o

Ina schrieb:
> Hast du einen zentralen Massepunkt?
Gute Idee.

> Der 10R Widerstand ist zu klein. Am Gate des BUZ11 kann ein Widerstand
> auch nicht schaden. Du speist sonst sehr niederohmig große
> Sperrschichtkapazitäten und erzeugst riesige Stromspitzen

Der CD40106 treibt gerade mal 10mA, der AVR etwa 50mA. Da entstehen 
keine "riesigen Stromspitzen".

[Ina (Gast)]

>Der CD40106 treibt gerade mal 10mA, der AVR etwa 50mA. Da entstehen
>keine "riesigen Stromspitzen".

Naja, bei einer guten Masseführung eigentlich kein Problem, aber mit dem 
Drahtverhau eines Steckbretts...

[Markus K (Gast)]

@Karl Heinz Buchegger
Das Netzteil schafft 3A
Blockkondensatoren muss ich morgen probieren.

@Sebastian G.
Das mit dem IRLZ34N weiß ich, dass der zu groß ist. Trotzdem danke. Der 
Schmitttrigger wird erst dann in der H-Brücke benötigt, wenn ich eine 
Totzeit mit einem RC-Glied einbaue um das ShootThrough zu vermeiden. 
BUZ11 hat auch seine Berechtigung, weil der Motor später stärker sein 
wird. Wie gesagt das Zeug jetzt ist nur zum Testen.
Was es einmal werden soll:
Beitrag "Vermeiden von Shoot Through  in einer H-Bruecke"

@Ina
Ein zentraler Massepunkt bedeutet, dass ich egal von welchem Bauteil 
direkt zu diesem Punkt gehe und nicht einfach eine Kette bilden?

@Alexander Schmidt
Ich brauche das Zeugs alles --> oben
Meine aktuelle Beschaltung des 7805 ist im Anhang zu finden. Reicht die 
aus oder soll ich sie mal so probieren wie du sie aufgezeichnet hast?

Es ist bereits eine Schottkydiode verbaut.

Was ich morgen versuchen werde:
Blockkondensatoren
zentraler Massepunkt
vlt. Beschaltung des 7805 ändern

Habe ich noch iwas vergessen?

mfg markus

[Alexander S. (esko)]

Markus K schrieb:
> Meine aktuelle Beschaltung des 7805 ist im Anhang zu finden. Reicht die
> aus oder soll ich sie mal so probieren wie du sie aufgezeichnet hast?
Probier es mal so aus wie ich geschrieben habe. Vor allem die Diode ist 
wichtig.

[Markus K (Gast)]

SO es gibt Neuigkeiten!
Spannungsreglerkondensatoren hab ich noch nicht verändert, muss ich erst 
kaufen.
Die Blockkondensatoren habe ich verbaut, hat aber noch nicht den 
gewünschten Effekt gebracht.
Dann habe ich gesehen, dass die Masseleitung, die von LEDs und 
Motorschaltung kommt auf den Massepin (31) von Atmega32 geht und von 
dort weiter zu Masse Netzteil. Jetzt bin ich mit dieser Leitung direkt 
zum Netzteil und jetzt funktioniert das Ganze. Perfekt ist es noch 
nicht, da der Taster manchmal nicht funktioniert, aber ich habe bis dato 
nur diese eine Leitung "umverlegt". Ich werde das mit dem zentralen 
Massepunkt verfeinern und auf die ganze Schaltung übertragen. Mal sehen 
wie das dann aussieht.

Danke schon Mal ihr wart eine Riesenhilfe.

mfg markus

[Ina (Gast)]

>Ein zentraler Massepunkt bedeutet, dass ich egal von welchem Bauteil
>direkt zu diesem Punkt gehe und nicht einfach eine Kette bilden?

Ja, genau, zumindest bei denen Bauteilen, die große Störungen auf der 
Masse verursachen oder die eine besonders saubere Masse brauchen. Du 
könntest zum Beispiel die gesamte µC-Schaltung mit dem +5V-Regler mit 
einer Leitung zum sternförmigen Massepunkt führen und die Source-Leitung 
des MOSFETs mit einer getrennten Leitung dort hinführen. Auch die Masse 
des 12V Versorgungsspannung verbindest du direkt mit diesem Massepunkt.

Wichtig ist, daß diese Masseleitungen möglichst kurz und niederimpedant 
sind, so wie das, was du erhälst, wenn du mit großen Masseflächen 
arbeitest. Überlege dir einfach, wie die Ströme fließen, wenn du ein 
Signal von high nach low schaltest oder umgekehrt und was die 
zugehörigen Spannungsabfälle an "Mist" produzieren.

Mit Entkoppelkondensatoren kannst du die Ströme in geordnete Bahnen 
leiten und ihnen einen besseren Strompfad liefern, als wenn sie durch 
die ganze Schaltung fließen müßten. Überlege dir auch hier, wie die 
Ströme fließen und du wirst schnell herausfinden, wo die Entkoppelcaps 
ihre beste Wirkung entfalten können.

Profis verstärken gerne die Wirkung von Entkoppelcaps, in dem sie statt 
dessen RC-Filter oder LC-Filter verwenden, also in dem sie noch kleine 
Impedanzen in genau die Leitungen einfügen, in denen sie die Ströme 
verringern wollen. Da kann eine kleine Drossel oder ein Widerstand von 
ein paar Ohm wahre Wunder wirken.

Aber versuche du erst mal das Konzept der sternförmigen Masseführung 
auszureizen...