Magische Hand oder doch das Quarz?

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,

Ich habe mir vor einem Jahr eine Adapterplatine für einen Atmega8 
Geätzt.
Ich benützte diesen Adapter für mein Steckboard. Hatte bis jetzt auch 
keine Probleme.
Nun ist aber nach vielen Versuchen plötzlich ein seltsames bzw. 
komisches Phänomen aufgetreten.
Und zwar Steuere ich im Moment ein Servo mit dem Atmega8 an.
Im Moment befinden sich auch das hier im Tutorial befindliche Programm 
vom Servo im Atmega da ich von einem Programmierfehler ausging.
Das Servo läuft nur ruckartig bis gar nicht. Hab mit dem Messgerät bzw. 
Oszy gemessen ob das Steuersignal kommt doch leider bliebt das Signal 
aus oder kam ganz sporadisch.
Nun nach langem suche viel mir folgendes auf.
Sobald ich den Metall Rahmen des Steckboards berühre funktioniert das 
Servo und der Atmega ohne zu Zicken. Er funktioniert auch wenn ich meine 
Hand ca. cm über den Controller hebe.
(Wahrscheinlich magische Hände)
Der Atmega wird mit einem Externen Quarz betrieben.
Wahrscheinlich wird auch dort das Problem liegen.
Anbei ist aber trotzdem die Adapterplatine. Kann es vielleicht sein das 
es zu Störungen kommt da keine Massefläche vorhanden ist?
Habe auch alle möglichen Störenden Geräte entfernt (Handy, PC, usw.) 
doch immer dasselbe Phänomen.
Hat einer vielleicht einen Rat?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Hast du mögl. den Mega auf LowPower Oszillator gefused ? Quarzfrequenz ? 
Die Kondensatoren sind drin ? Die Leiterbahnführung zum Quarz ist 
allerdings wirklich nicht optimal. Die sollte immer so kurz wie nur geht 
sein.

[Helmut L. (helmi1)]

Deine Quarzanbindung ist eher Subotimal. Die Leitung zum Quarz sind ja 3 
mal um den Block gefuehrt. Auch sehe ich keinen Abblock Kondensator fue 
rdie Versorgungsspannung nahe am Controller. Sind die Fuseseinstellung 
richtig fuer den Quarz (Full swing Mode) ?

[meckerziege (Gast)]

Abblockkondensatoren VIEL zu weit weg.
Quarz fehlerhaft angeschlossen.

[gaast (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Die Leitung zum Quarz sind ja 3
> mal um den Block gefuehrt.

Viel besser sind ja noch die Lastkondensatoren für den Quarz. Den  obere 
Kondensator unten anzuschließen (und umgekehrt) ist ja dann auch noch 
mal eine gedankliche Meisterleistung. Generell ein rechlich seltsames 
Layout. Hat was von moderner Kunst.

[Thomas G. (tomatos666)]

Danke für das Kompliment.
> Den  obere
> Kondensator unten anzuschließen (und umgekehrt) ist ja dann auch noch
> mal eine gedankliche Meisterleistung. Generell ein rechlich seltsames
> Layout. Hat was von moderner Kunst.

Nun ja war meine Erste selbst erstellte und geätzte Platine.
Quarzeinstellung muss passen da ich schon etliche Sache mit dem Ding 
programmiert und versucht habe (Uart, Zeitmessung, Display usw,).
Hat bis jetzt auch immer funktioniert. Das Problem ist plötzlich 
aufgetretten.
Die Frequenz vom Quarz ist 3,759Mhz

Aber zurück zum Layout.
Näher am Kontroller ging leider nicht.
Gibt es aber hier eine Faustregel im bezug Abstand vom Quarz und 
Kondensatoren zum Kontroller?

[Udo S. (urschmitt)]

Thomas Gruber schrieb:
> Gibt es aber hier eine Faustregel im bezug Abstand vom Quarz und
> Kondensatoren zum Kontroller?

Wurde dir von Matthias oben schon genannt.

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> Näher am Kontroller ging leider nicht.
> Gibt es aber hier eine Faustregel im bezug Abstand vom Quarz und
> Kondensatoren zum Kontroller?

Die Entfernung deiner Kondensatoren heist schon "unerlaubte Entfernung 
von der Truppe" :=)

Warum nimmst du nicht 2 SMD Kondensatoren. Damit kommst du naeher ran. 
Der uC ist doch auch schon SMD. Da wuerde ich doch keine bedrahteten Cs 
mehr einsetzen.

[Thomas G. (tomatos666)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Warum nimmst du nicht 2 SMD Kondensatoren. Damit kommst du naeher ran.
> Der uC ist doch auch schon SMD. Da wuerde ich doch keine bedrahteten Cs
> mehr einsetzen.

Ich hatte die 2 Kondensatoren noch in meinem Sortiment.
Ist das wirklich so schlimm mit den Kondensatoren?
Werde aber das Nächste Mal wohl auf SMD zurückgreifen.
Ich schätze das ich Wahrscheinlich einen defekten Quarz bzw. kalte 
Lötstellen habe.

Eine andere Frage wie sieht das mit der Massefläche aus?
Bei meinem Layout von Oben ist nicht recht viel freier Platz für eine 
Massefläche. Ist diese aber zwingend erforderlich?
Kann es sein das ich mit meiner Hand Irgend ein magnetisches Feld 
abschirme bzw. ein kapazitives Feld erzeuge was den Quarz zum Schwingen 
anregt?

[Timm T. (Gast)]

Thomas Gruber schrieb:
> Ist das wirklich so schlimm mit den Kondensatoren?

Ja, wie oft denn noch...

Und an jeden Vcc zum danebenliegenden GND einen 100n dicht an den IC, 
wenn Du die Vccs einzeln rausführen willst.

Auch wenn es bislang ohne funktionierte, irgendwann funktioniert es eben 
nicht mehr... wie jetzt. Es wird nicht umsonst immer wieder drauf 
hingewiesen.

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,

was ist aber wenn ich den Kontroller auf internen Quarz umstelle und das 
Problem ist trotzdem noch vorhanden?

Ha das nämchlich gerade gemacht.
Kondensatoren und Qurz wurden entfernt.
Die Fuses auf internen Oszylator umgestellt und das problem ist aber das 
selbe.
Sobalt ich den Matalischen Rahmen vom Steckboard berühre bleibt das 
Servo stehen oder läuft weiter.

Hat noch jemand eine Idee?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Da ist wohl noch irgendwo ein Input Pin, der in dein Programm einstreut 
und den Pullup nicht aktiviert hat. Check mal ob die PIN Port Abfragen 
alle wasserdicht sind und nur die Pins maskieren, die auch angeschlossen 
sind.

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> was ist aber wenn ich den Kontroller auf internen Quarz umstelle und das
> Problem ist trotzdem noch vorhanden?

100 mal schreiben "Es gibt keinen internen Quarz" :=)

Was ist mit den Abblockkondensatoren dicht am Controller. Kalte 
Lötstellen , offene Eingänge , Reset-Beschaltung ?

[Björn R. (sushi)]

Dann hast du immer noch keinen Abblockkondensator...
Der Controller schaltet sehr schnell. Diese steilen Flanken wollen 
irgendwoher versorgt werden. jede Leitungsinduktivität begrenzt dir aber 
die Stromsteilheit. Deswegen baut man den 100nF Abblockkondensator so 
weit an die Versorgungspins des Controllers, wie es nur irgend geht. 
Wenn man das nicht macht, bricht die Spannung ein(sehr kurzzeitig, aber 
es reicht) und dein controller resettet. Hast du mal die brown-out 
detection versuchsweise abgeschaltet? wenns dann geht spricht das dafür. 
Aber, und das wird dir jeder bestätigen, wenn der Kondensator nicht da 
ist, braucht man so weit überhaupt nicht zu gehen. Das erste sollte 
jetzt also für dich sein, einen 100nF SMD-Kerko zu besorgen, und so nahe 
es geht zwischen V+ und GND des Controllers auf deine Platine zu löten. 
vorher braucht man eigentlich nicht weiter reden.

LG, Björn

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,
Danke für eure Antworten.
Die brown-out detection habe ich auch ausgeschalten.
Er läuft dann meiner Meinung nach etwas Stabiler.
Bitte jetzt nicht zerfetzten aber gibt es irgendwo eine 
Übersicht-Ansicht zur Standartbeschatlung eines Atmega8 bzw eine 
Auflistung was man alles zu beachten muss?
Gruß

[Jens (Gast)]

Thomas Gruber schrieb:
> Bitte jetzt nicht zerfetzten aber gibt es irgendwo eine
> Übersicht-Ansicht zur Standartbeschatlung eines Atmega8 bzw eine
> Auflistung was man alles zu beachten muss?

RTFM

Ansonsten gibt es hier im Forum noch ein Tutorial zu den AVRs. 
Vielleicht da mal reinschauen.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Thomas Gruber schrieb:
> Übersicht-Ansicht zur Standartbeschatlung eines Atmega8 bzw eine
> Auflistung was man alles zu beachten muss?

Ja, es gibt von Atmel etliche Applikationsschriften zum EMV-gerechten 
Leiterplattenlayout. Auf diese wird auch bei Atmel immer verwiesen.

Auch wenn der Prozessor nur mit 3,57MHz getaktet wird, stecken in den 
Signalflanken doch deutlich höhere Frequenzanteile. Die langen 
Leiterbahnen und die zusätzliche Steckbrettverdrahtung besitzen hierfür 
viel zu hohe Impedanzen.

Außerdem ist unter dem Prozessor doch genügend Platz, um alle GND-Pins 
miteinander zu verbinden. Und rund um den Prozessor herum kann man dann 
auch die Kondensatoren, z.B. 100nF in 0603, platzieren.

Der Quarz wird vielleicht ein Problem sein, aber mit Sicherheit nicht 
das entscheidende. Das derzeitige Leiterplattenlayout ist einfach viel 
zu schlecht. Auch die leicht versetzten Leiterbahnen (z.B. PC0, ADC7) 
führen bei Leiterplatten ohne Lötstoplack zu ganz üblen, feinen 
Kurzschlussmöglichkeiten mit den Nachbarpins.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Thomas Gruber schrieb:
> Die brown-out detection habe ich auch ausgeschalten.
> Er läuft dann meiner Meinung nach etwas Stabiler.

Nachtrag:
Das ist doch DER GANZ GROSSE Hinweis darauf, dass es sich um ein 
Stromversorgungsproblem handelt.

[Thomas G. (tomatos666)]

So habe nun ein neues Layout gemacht mit den nötigen Kondensatoren und 
Wiederständen.
Ich habe diesmal auch einen Massefläche vorgesehen.
Beim Quarz nehme ich eine SMD Bauform mit Integrierten Kondensatoren.
Bitte seht euch mal das Layout an und sagt was Ihr dazu meint.

[Εrnst B. (ernst)]

Thomas Gruber schrieb:
> Bitte seht euch mal das Layout an und sagt was Ihr dazu meint.

Schaltplan würde etwas beim Beurteilen helfen.

AVCC hat keinen 100nF gegen GND, wenn ich die Pins richtig abgezählt 
hab.
Nachdem du AVCC eh nicht offen lassen darfst, könntest du das noch 
direkt auf der Platine mit VCC verbinden, ggfs. über eine kleine 
Spule/Ferritperle (als "Drahtbrücke").

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,

anbei der Schaltplan.
AVCC habe ich mit einem 47ohm Widerstand gegen VCC geschaltet.

[Εrnst B. (ernst)]

Thomas Gruber schrieb:
> AVCC habe ich mit einem 47ohm Widerstand gegen VCC geschaltet.

Viel zu groß, und danach muss unbedingt ein Kerko gegen GND.

Auch wen der Pin "AVCC" heißt, der macht die ganze Versorgung vom PortC, 
auch von dessen Digitalteil. Mit deinem 47Ohm Widerstand ist der AVR 
schon am Ende, wenn du nur eine LED dort anschließt.

[digitaler fritz (Gast)]

Haarriss,offene Leitung...offene Hose ;-)
Erst wenn du Standard nicht mit T schreibst und bei Wi(E)der-stand das E 
weglaesst, kann 'was aus deiner Schaltung werden.

[Helmut L. (helmi1)]

Die ganze Masseanbindung von deinem uC geht nur ueber den duennen 
Bindfaden zwischen Pin 3 + 4. Viel zu duenn...
Damit wird das obere Stuetz C kaum wirkung haben.

[Thomas G. (tomatos666)]

So hab nun ein Kondensator beim AVCC eingezeichnet.
Schwerstgeburt!
Wie gross sollte der Widerstand beim AVCC genommen werden?
Den Wert 47Ohm hab ich aus dem Tutorial.
Gruss

[Εrnst B. (ernst)]

Thomas Gruber schrieb:
> Den Wert 47Ohm hab ich aus dem Tutorial.

Wo genau?

Hier: AVR-Tutorial: ADC ist eine 10µH-Drossel drinnen.
Hier: [[AVR-GCC-Tutorial#ADC_.28Analog_Digital_Converter.29]] wird 
ebenfalls eine L-C Kombi aus 10µH und 100nF vorgeschlagen...

Ich würde 10µH beibehalten, oder eine Drahtbrücke stattdessen verwenden, 
ggfs mit ner Ferritperle drüber, für's gute Gewissen.
ein, zwei Ohm gehen sicher auch noch, wenn du unbedingt nen Widerstand 
willst.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Die Masseführung ist eine einzige Katastrophe. Zwar ist die Fläche schön 
groß, aber die einzelnen Bereiche sind nur durch dünne Stege miteinander 
verbunden. Und die Wege sind auch viel, viel zu lang.

Die Pads des QFP sind viel zu breit, insbesondere wenn man die Platine 
ohne Lötstoplack herstellen will. Da wird es schwierig, einen Prozessor 
einzulöten, ohne dass es Brücken gibt.

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> Den Wert 47Ohm hab ich aus dem Tutorial.

Da macht man im allgemeinen eine kleine Drossel von 100uH rein.

Dein Abblock C fuer die 5V ist immer noch nicht richtig angeschlossen.
Man fuehrt keine GND Leitungen 3 mal um den Block.
Wenn es einseitig zu lang wird nimm halt eine Drahtbruecke damit es 
kuerzer wird.

Pin 3 vom uC kannst du auch noch an GND vom C2 fuehren.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Andreas Schweigstill schrieb:
> Die Masseführung ist eine einzige Katastrophe. Zwar ist die Fläche schön
> groß, aber die einzelnen Bereiche sind nur durch dünne Stege miteinander
> verbunden. Und die Wege sind auch viel, viel zu lang.

Dem schließe ich mich an! Da Du allerdings bei einseitiger Platine nicht 
mehr Platz hast, empfehle ich Brücken!
Der Ehrgeiz, ganz ohne Brücken auszukommen, ist hier fehl am Platz.

Gruß Dietrich

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,

anbei das Aktualiesierte Layout.
Wo genau sollte ichdrahtbrücken vorsehen?
Bin um jede Hilfe dankbar.

[Εrnst B. (ernst)]

Thomas Gruber schrieb:
> Wo genau sollte ichdrahtbrücken vorsehen?

Zeichne auf dem Layout die kürzesten Verbindungen von jedem (A)VCC-Pin 
zum zugehörigen Kerko und wieder zurück zum danebenliegenden GND-Pin.
Diese Schleifen sollten möglichst klein werden.
Schau, ob du die per Drahtbrücke verkleinert kriegst.

[Εrnst B. (ernst)]

So schaut das für dein AVCC aus...

[Helmut L. (helmi1)]

Wenn du die VCC Leiterbahn die unter dem uC geht durch eine Drahtbruecke 
ersetzt hast du die beiden unteren Ecken frei und koennts dort noch GND 
durchlegen.

[Thomas G. (tomatos666)]

Danke Εrnst B✶ für deine Zeichnung!
War versändlicher für mich.
Anbei das Ausgebesserte Layout mit der Drahtbrücke für GND.

[Asko B. (dg2brs)]

Hallo Thomas

C4 kannst Du doch auch bequem hoch bis an den Schaltkreispin schieben.

Gruss Asko.

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> Anbei das Ausgebesserte Layout mit der Drahtbrücke für GND.

Das ist noch groessere Quatsch.

So wie im Anhang.

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,
Danke Helmut Lenzen.
Anbei das ausgebesserte Layout.
Das mit dem Kondensator an VCC konnte ich leider nicht anders Lösen.

[Helmut L. (helmi1)]

Wenn du fuer C4 einen 1206 Kondensator nimmst kannst du die Leiterbahn 
vom Pin 17 unter ihn durchlaufen lassen. Dann ist der direkt an GND von 
de rCPU dran und du kannst die lange GND Bruecke entfernen. Und die VCC 
Bruecke kriegen wir doch auch noch gerade hin oder?

[Thomas G. (tomatos666)]

Eagle bringt jetzt die Fehlermeldung:
Board und Schaltplan sind nicht konsistent.

[Thomas G. (tomatos666)]

So nach einer kompletten Neuzeichnung nun das aktualisierte Layout

[Helmut L. (helmi1)]

C1 (47pF) mach den mal groesser (10 .. 100nF)

Auf der rechten Seite: Mach die Platine 2mm groesser den wird die Masse 
auch dort durchverbunden.

Ansonsten: Heiz schon mal das Bad an.

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,

weiss einer von euch wieso mir Eagle Pin 2 vom Quarz mit dem Atmega 
verbunden hat und Pin 1 mit Masse.
Ist das ein Fehler oder?

Gruss.

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> Ist das ein Fehler oder?

Stimmt das Symbol denn?

[Thomas G. (tomatos666)]

Eigentlich schon,
weiter oben habe ich das Schaltschema gepostet.
Der Quarz ist Laut schaltplan richtig Angeschlossen.
Pin 2 sollte eigentlich masse sein.
Nur Eagle sieht das beim Layout etwas anders.

[Thomas G. (tomatos666)]

Ach ja Projekt Update.
Die Platine ist schon Geätzt und der Mikrocontroller ist auch schon 
Aufgelötet.
Werde später vieleicht ein paar Fotos hier Reinstellen.

Wegen den Quarz.
Weiss zufällig jemand hier von dem Bug?
So wird das leider nicht funktionieren oder? Werde woll das Messer 
ansetzen müssen?

[Helmut L. (helmi1)]

Thomas Gruber schrieb:
> Wegen den Quarz.
> Weiss zufällig jemand hier von dem Bug?

Noch nie passiert.
Hast du Symbol auch genau kontrolliert.
Als Schaltplansymbol, Layoutsymbol und die Verknüpfung der beiden.

> So wird das leider nicht funktionieren oder? Werde woll das Messer
> ansetzen müssen?

Yepp.

[Thomas G. (tomatos666)]

Hallo,
Biliothek wurde "murata-cstcc-cstcv-resonators" genommen.
Hab jetzt den Quarz komplett gelöscht und neu eingefügt.
Doch leider immer der selbe Fehler.

Anbei die Fotos von der Fertigen Platine.
Der Fehler vom Quarz habe ich hier behoben.