Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Betriebsspannung für RTCC filtern


von Max H. (hartl192)


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Ich habe das Problem, dass das Dimmen von LEDs (max 200mA) einen Rippel 
auf meiner Betriebsspannung erzeugt. Der PIC18 hat mit dem Rippel kein 
Problem, der RTCC läuft aber mit ca. 3 sekunden pro Minute abweichung 
wenn der Dutycycle 50% ist.
Ich möchte die Betriebsspannung filtern und habe mir 3 Möglichkeiten 
ausgedacht:
-RC Tiefpass aus 560Ohm und 10uF
-RC Tiefpass aus 56ohm und 100uF
-Spizenwertdetektor aus Schottky Diode und 10uF oder 100uF Kondensator. 
Wie RC Tiefpass aber mit Diode anstatt den C.

Ich habe nur diese beiden Kondensatoren in SMD und noch kleinere wie 
z.B. 100nF, die ungeeignet für das Filter sein werden.
Das Problem bei der ersten Lösung ist, dass die Spannung beim lesen (3 
Bytes) um ca. 80mV einbricht. Welche dieser Lösungen würdet ihr 
empfehlen?
Ich habe fürs I2C 4.7k Pullups, die mit der gefilterten Spannung 
verbunden sind.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ M. H. (hartl192)

>Ich habe das Problem, dass das Dimmen von LEDs (max 200mA) einen Rippel
>auf meiner Betriebsspannung erzeugt. Der PIC18 hat mit dem Rippel kein
>Problem, der RTCC läuft aber mit ca. 3 sekunden pro Minute abweichung
>wenn der Dutycycle 50% ist.

Und du bist sicher, dass der Fehler ohne LED-Dimmung nicht auftritt? 3s 
pro Minute klingt nach einem Softwarefehler, nicht einer Gangabweichung 
durch Pulsströme und Störungen! Vielleicht verschluckst du  durch 
ungünstige Programmierung Interrupts, oder du macht nichtatomare 
Zugriffe auf kritische Variablen, siehe Interrutp.

Das kann man leicht prüfen. Klemm die LEDs per Hardware ab, lass aber 
die Software normal weiter laufen.

>-RC Tiefpass aus 560Ohm und 10uF

Klingt zu hochohmig, wenn die RTC mal Strom braucht. 1mA verursacht 
560mV Spannungseinbruch.

>-RC Tiefpass aus 56ohm und 100uF
>-Spizenwertdetektor aus Schottky Diode und 10uF oder 100uF Kondensator.

Kann man probieren, aber ich glaube das Problem liegt woanders.

von Peter D. (peda)


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Welcher PIC?
Ist die RTC intern oder extern?
Wenn extern, welche RTC?
Wie ist die LED angesclossen?
Schaltplan?

von Max H. (hartl192)


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Falk Brunner schrieb:
> Und du bist sicher, dass der Fehler ohne LED-Dimmung nicht auftritt?
Mit Duty Cyle 100% hat es zwei Tage lang funktioniert.
Wenn der DC 50% ist, sieht man am MFP-Pin ein nicht sehr konstantes 
32.768kHz Signal, bei 100% ist es in Ordnung.

Falk Brunner schrieb:
> Vielleicht verschluckst du  durch
> ungünstige Programmierung Interrupts
Ich glaube nicht, dass der MCP7940N ungünstig Programmiert ist.

Falk Brunner schrieb:
>>-RC Tiefpass aus 56ohm und 100uF
>>-Spizenwertdetektor aus Schottky Diode und 10uF oder 100uF Kondensator.
>
> Kann man probieren, aber ich glaube das Problem liegt woanders.
Welche dieser beiden Lösungen würdest du bevorzugen?

Falk Brunner schrieb:
> Klingt zu hochohmig, wenn die RTC mal Strom braucht. 1mA verursacht
> 560mV Spannungseinbruch.
Ich habe mal 10µF und 560Ohm eingelötet, das führt zu einem Abfall von 
ca. 80mV jedes Mal wenn drei Byte (Sekunden Minuten Stunden) aus dem 
RTCC gelesen werden. Das wird aber vor allem am Strom durch den Pullups 
liegen.

Peter Dannegger schrieb:
> Welcher PIC?
18F45k22 @ 4MHz intosc, 5V

Peter Dannegger schrieb:
> Ist die RTC intern oder extern?
> Wenn extern, welche RTC?
MCP7940N

Peter Dannegger schrieb:
> Wie ist die LED angesclossen?
Mehrere LEDs (auch LED-Gruppen, parallel, jede hat seinen privaten 
Vorwiderstand) werden mit drei ULN2803 nach Maße geschalten. Die Anoden 
sind alle verbunden und werden mit einem P-Fet mit PWM nach + 
geschalten.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ M. H. (hartl192)

>Mit Duty Cyle 100% hat es zwei Tage lang funktioniert.
>Wenn der DC 50% ist, sieht man am MFP-Pin ein nicht sehr konstantes
>32.768kHz Signal, bei 100% ist es in Ordnung.

Vielleicht ist es ein Masseproblem. Sternförmige Masseführung beachtet? 
Ausreichend Entkoppelkondensatoren (Elkos + Keramik) vorhanden?

>Ich glaube nicht, dass der MCP7940N ungünstig Programmiert ist.

Und dein PIC? Läuft die Dimmung rein per Hardware oder Software?

>Welche dieser beiden Lösungen würdest du bevorzugen?

Hmm, ich glaube RC-Tiefpass.

von Max H. (hartl192)


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Falk Brunner schrieb:
> Vielleicht ist es ein Masseproblem. Sternförmige Masseführung beachtet?
Die Masse des MSP7940N ist auf einer großen Massefläche auf der auch der 
der Stecker für die Versorgungsspannung liegt. Sternförmige Masse habe 
ich kein, nur eine große Massefläche.

Falk Brunner schrieb:
> Ausreichend Entkoppelkondensatoren (Elkos + Keramik) vorhanden?
2*100nF am PIC
1*100nF am RTCC
1x100µF Tantal an Source des p-FETs

Falk Brunner schrieb:
> Und dein PIC? Läuft die Dimmung rein per Hardware oder Software?
Hardware, mit dem CCP-Modul.

von Falk B. (falk)


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Hmmm? Klingt soweit OK. Man könnte einen LC-Pi Filter vor den 
Leistungspfad setzen, damit der nicht so sehr die Versorgungsspannung 
verdreckt. Vielleicht 100uH und 2x 47uF.

von Max H. (hartl192)


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Falk Brunner schrieb:
> Hmmm? Klingt soweit OK. Man könnte einen LC-Pi Filter vor den
> Leistungspfad setzen, damit der nicht so sehr die Versorgungsspannung
> verdreckt. Vielleicht 100uH und 2x 47uF.
Ich denke aber ich werde beim RC/DC Filter vor dem MCP bleiben, seit ca. 
13:00 Uhr läuft die Uhr mit dem 560Ohm 10µF RC-Filter und 50% DC 
richtig. Den 100µF kann ich noch nicht teste, da ich ihn zwar für ein 
anderes Projekt bestell habe, er ist aber noch nicht angekommen.

Falk Brunner schrieb:
>>Welche dieser beiden Lösungen würdest du bevorzugen?
>
> Hmm, ich glaube RC-Tiefpass.
Da es mit 560Ω + 10µF gut funktioniert (80mV Spannungsabfall beim 
Lesen), werde ich beim RC Filter bleiben und einen mit 56Ω + 100µF 
aufbauen um den Spannungsabfall zu verringern.

Aus Interesse: Spricht irgendetwas grundsätzlich gegen den 
Diode+Kondensator Filter? Die Schottky (SK13) würde einfach verhindern, 
dass Spannung aus dem Kondensator zurück in die LEDs fließt, die Diode 
hätte aber abgesehen von der Vorwärtsspannung keinen stromabhängigen 
Spannungsabfall, dann dürfte die Spannung unter Last weniger einbrechen. 
Der Kondensator würde auch mit der PWM Frequenz (ca. 8kHz) nachgeladen, 
in der Zeit kann sich der Kondensator nur wenig entladen...

: Bearbeitet durch User
von Max H. (hartl192)


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Heute habe ich den Filter aus 100µF und 56Ω eingebaut und ich messe 
einen Rippel von ca. 8mV, jedes Mal wenn aus dem RTCC gelesen wird.

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