Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DIY Clock Kit (6digits) aus China


von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Hallo Gemeinde,

über Ostern dachte ich mir einfach mal einen kleinen Uhr-Bausatz 
aufzulöten:

https://ru.aliexpress.com/item/C51-Digital-Electronic-Clock-Suite-DIY-Kits-Six-6-Bits-Electronic-Parts-and-Components-Electronic-Production/32808555034.html

Der gestrige erste Funktionstest war allerdings alles andere als 
erfolgreich.
Nach anlegen der 5V Spannung wird irgendwie alles durchgeschaltet - 
sprich, alle LEDs sind an, alle Elemente der sechs 7-Segmentanzeigen 
leuchten und obendrein ertönt ein schriller Ton.

Ich habe nochmal alle Lötpunkte überprüft - die sind okay.
Auch bin ich mir sicher, dass alle Bauteile am richtigen Fleck sind.

Für mich sieht es so aus, als ob der Atmega nicht richtig funktioniert?
Kann es sein, dass der 12Mhz Quarz Schrott ist oder sogar der uC gar 
nicht programmiert???

Danke und viele Grüße

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Das ist eine Matrix Anzeige. Wenn der µC nicht laufen würde, dann würde 
maximal ein Segment an gehen.

> Kann es sein, dass der 12Mhz Quarz Schrott ist

Kann sein, habe ich persönlich aber noch nie erlebt. Wenn er gar nicht 
funktionieren würde, hättest du gar keine Anzeige.

Mit einem Oszilloskop oder Frequenzzähler sollte man das prüfen. Ich 
würde auch die Stromversorgung prüfen - eventuell mal 4 Nickel Akkus 
probieren.

von MaWin (Gast)


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Ohne Schaltplan ist schwer zu sagen, wie es sein kann, dass alles 
leuchtet. Ein uC der auf allen Anschlüssen 5V ausgibt ? Kann sein, muss 
nicht sein.
Hast du mal versucht, Tasten zu drücken ?

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Stefan U. schrieb:
> Wenn er gar nicht
> funktionieren würde, hättest du gar keine Anzeige.

Mhh, also ich hatte gestern bereits den 12Mhz Oszi testweise ausgelötet 
um das Verhalten zu beobachten.
Die Schaltung verhält sich ohne Quarz exakt gleich.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Dann kann der Mega immer noch am RC Clock laufen, mit RC Clock laeuft 
aber die serielle Uebertragung nicht zuverlaessig ... Ohne Oszilloskop 
wird's schwierig.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Ich habe im DB des µC entdeckt, dass er an fast allen I/O Pins intern 
Pull-Up Widerstände hat, die immer aktiviert sind.

Dass heisst: Wenn das Programm nicht läuft, könnte es schon sein, dass 
er alle Stellen (über die Transistoren) gleichzeitig ansteuert.

Aber ohne laufendes Programm dürften die Ausgänge für die 7 Segmente 
wohl kaum auf Low gehen.

von Pete K. (pete77)


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Evtl. resettet der Atmega ja ständig? Sind die 5V auch stabil?
Reset scheint auf GND zu liegen. Hier mal messen.

von Stefan F. (Gast)


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> Evtl. resettet der Atmega ja ständig?

Das ist kein ATmega, sondern ein AT89C2051 aus der MCS51 Serie.

> Sind die 5V auch stabil?

Sollte man prüfen.

von Pete K. (pete77)


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Lötpunkte und Leiterbahnen auf Kurzschlüsse prüfen.
Transistoren richtig eingelötet?

Anbei der Schaltplan.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Jetzt wo der Schaltplan da ist widerspreche ich mir mal selbst:

> Dass heisst: Wenn das Programm nicht läuft, könnte es schon sein, dass
> er alle Stellen (über die Transistoren) gleichzeitig ansteuert.

Kann nicht sein, denn es sind PNP Transistoren und die werden mit Low 
Pegel angesteuert.

Das Programm läuft mit Sicherheit zumindest teilweise. Ich würde also 
nach wie vor den Quarz Oszillator und die Stromversorgung prüfen.

Es wäre denkbar, dass das Programm im Flash Speicher fehlerhaft ist. 
Aber so etwas würde ich dem Händler erst kommunizieren, wenn alle 
anderen Fehlerquellen ausgeschlossen sind.

von Michael B. (laberkopp)


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Pete K. schrieb:
> Anbei der Schaltplan

Aha.

Wenn die +5V vom uC kurzgeschlossen sind statt mit den +5V der Anzeige 
verbundeen zu sein, fliesst Strom über die Eingangsschutzdiode und 
aktiviert sowohl alle LEDs als auch den Summer, und das wäre unabhängig 
davon ob der Quartz vorhanden ist oder fehlt, der uC läuft oder steht.

Daß bei Betätigung der Taster auch bei funktionierender Uhr plötzlich 
Anzeigeelemnte aufleuchten, halte ich für ein fehlerhaftes Design.

von Stefan F. (Gast)


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Ist der 78L05 eigentlich stark genug?

Im Schaltplan werden die LED Segmente mit 1k Ohm Vorwiderstand 
betrieben, auf der Platine sind aber 470 Ohm.

7 * (5V - 2V) / 470 Ohm = 45mA

Dazu kommen noch rund 20mA für den Mikrocontroller und schätzungsweise 
60mA für den Summer 
(http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1400000-1499999/001461357-da-01-en-AC_SIGNALGEBER_12MM_5V_2048HZ_85DB_PC.pdf), 
und 5mA für die Doppelpunkte.

Macht zusammen 130mA, ausgelegt ist der 78L05 aber nur für 100mA.

Probiere mal, den Summer zu deaktivieren, indem du die B-E Strecke von 
Q7 kurz schließt. Mit etwas Glück läuft es dann.

von Johannes S. (Gast)


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hängt der Controller im Reset? Mal den C1 auslöten. Bild von der 
gelöteten Platine?
Ich würde aber eher vermuten das der Controller gar nicht programmiert 
wurde.

von Stefan F. (Gast)


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Ich sehe auf dem chinesischen Foto gar keinen Spannungsregler (den 
78L05). Die Widerstandswerte sind auch anders. Der Schaltplan scheint 
nur ungefähr zum Foto zu passen.

Mit was für einem Netzteil wird die Uhr denn betrieben?

von Stefan F. (Gast)


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> Ich würde aber eher vermuten das der Controller gar nicht
> programmiert wurde.

Wie gesagt kann das nicht der Fall sein. Dann würde die Anzeige dunkel 
bleiben.

von R. M. (Gast)


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Johannes S. schrieb:
> Ich würde aber eher vermuten das der Controller gar nicht programmiert

Dann wären aber die Ausgänge aber alle hochohmig, mit PullUp, damit 
sollte nichts leuchten.

von Stefan F. (Gast)


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Kommen die 5V am Mikrocontroller an?

von Johannes S. (Gast)


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R. M. schrieb:
> Dann wären aber die Ausgänge aber alle hochohmig, mit PullUp, damit
> sollte nichts leuchten.

Das passt aber auch nicht zu ‚ohne Quartz sieht es genauso aus‘.
Mal mit einem Ohrhörer + Vorwiderstand
Als Prüfsummer hören ob die Ausgänge tickern oder statische Pegel haben?

von Route_66 H. (route_66)


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Michael B. schrieb:
> Wenn die +5V vom uC kurzgeschlossen sind statt mit den +5V der Anzeige
> verbundeen zu sein, fliesst Strom über die Eingangsschutzdiode und
> aktiviert sowohl alle LEDs als auch den Summer, und das wäre unabhängig
> davon ob der Quartz vorhanden ist oder fehlt, der uC läuft oder steht.

Falsch!
Der 89c2051 hat zumindest bei den Segmenten Open-Kollektor-Ausgänge.
Die müssen aktiv auf Low gesetzt werden damit die Segmente leuchten 
können.
Die Stellentreiber sind nach RESET hochohmig, werden also auch nicht 
angesteuert.
Dein Nick spricht dicke Bände.

von Michael B. (laberkopp)


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Route 6. schrieb:
> Falsch!
> Der 89c2051 hat zumindest bei den Segmenten Open-Kollektor-Ausgänge.
> Die müssen aktiv auf Low gesetzt werden damit die Segmente leuchten
> können.
> Die Stellentreiber sind nach RESET hochohmig, werden also auch nicht
> angesteuert.
> Dein Nick spricht dicke Bände.

Wenn man so wie du keine Ahnung hat, einfach mal die Fresse halten.

Der AT89C2051 hat wie alle CMOS 8051 von den I/O Pins zu VCC eine 
parasitäre Eingangsschutzdiode wie es bei CMOS Bausteinen üblich ist, 
auch wenn in den Datenblättern steht daß eine Spannung von bis zu 7V 
erlaubt ist - gegenüber GND und nicht gegenüber VCC.

Einfach mal ein Multimeter im Diodentest von I/O-Pin nach VCC halten und 
schon sieht man die Eingangsschutzdiode.

von Stefan F. (Gast)


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Tim, konnten wir Dir helfen?

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Danke für die vielen Anregungen zur Problembeseitigung.
Sobald ich die nötige Zeit finde, werde ich nochmal alles durchsehen, 
durchmessen und ausprobieren.

Ich melde mich wieder.

PS: Es ist bestimmt kein großer Aufwand den Flashspeicher des Atmegas 
auszulesen oder? Im Grunde könnte ich ja auch den IC auf ein Breadboard 
stecken, minimal beschalten und per CH340G auslesen... Würde mich echt 
interessieren ob überhaupt ein Programm vorhanden ist.

von Stefan F. (Gast)


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> Es ist bestimmt kein großer Aufwand den Flashspeicher des
> Atmegas auszulesen oder?

Nochmal: Es ist kein ATmega!

Du brauchst dazu einen Programmieradapter und eine dazu passende 
Software. Als ich damals diese ollen Dinger benutzt hatte, kostete so 
ein Gerät als Bausatz 30 Euro.
https://www.elv.de/Flash-Mikrocontroller-Programmer-FP-51/x.aspx/cid_726/detail_33936

> Würde mich echt interessieren ob überhaupt ein Programm vorhanden ist.

Liest du eigentlich unsere Antworten?
Diese Frage wurde bereits ganz oft geklärt.

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Ich hatte jetzt mal Gelegenheit die Schaltung näher zu untersuchen:
Vor meiner Testerei hatte ich den Beeper rausgelötet...

a) Der 12Mhz ist definitiv vorhanden, an beiden XTAL Pins. Ich konnte 
dies mit einem Oszi nachmessen.

b) Die Schaltung zieht bei 5V ca. 670mA was ich extrem viel finde. 
(>3W).

c) Beim Drücken einer der drei Taster kommt es zum Kurzschluss, mein 
Netzteil geht in die Strombegrenzung (1.5A). Warum dies so ist verstehe 
ich überhaupt nicht, da die Taster doch eigentlich einen Digitalen Pin 
des Mikrocontroller auf GND ziehen.

d) Gehe ich mit der Spannung auf 3V runter, zeigen die Displays 
plötzlich korrekte Zahlen an und blinken im Sekundentakt.
Ein korrektes Bedienen über die Taster ist allerdings nicht möglich. 
Irgendwas passiert, Zahlen zählen hoch oder bleiben stehen, eine 
logische Funktion erschließt sich mir allerdings nicht.

Stehe weiterhin auf dem Schlauch und glaube auch nicht, dass das noch 
was wird. :-(

von Stefan F. (Gast)


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> Die Schaltung zieht bei 5V ca. 670mA was ich extrem viel finde.

Allerdings, ich hatte ja irgendwas um 100mA ausgerechnet.

> Beim Drücken einer der drei Taster kommt es zum Kurzschluss

Dann liegt wohl ein Löt-Fehler vor, ein Kurzschluss zwischen der 
Signal-Leitung und VCC. Dann müsste die damit verbundene 7-Segment 
Anzeige immer komplett aus sein. Falls das nicht der Fall ist, hast du 
noch einen weiteren Lötfehler.

> Gehe ich mit der Spannung auf 3V runter, zeigen die
> Displays plötzlich korrekte Zahlen an

Prüfe mal, ob der Pin 20 vom µC wirklich mit 5V verbunden ist.
Und messe nach, ob die Widerstände R2 bis R7 wirklich 1k Ohm (oder 470 
Ohm) haben. Ich habe da so ein dummes Gefühl, dass es vielleicht 1 Ohm 
sind.

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Stefanus F. schrieb:
> Prüfe mal, ob der Pin 20 vom µC wirklich mit 5V verbunden ist.
> Und messe nach, ob die Widerstände R2 bis R7 wirklich 1k Ohm (oder 470
> Ohm) haben. Ich habe da so ein dummes Gefühl, dass es vielleicht 1 Ohm
> sind.

Mhh, also rein optisch: Die Widerstände haben ALLE die Codierung 
Braun-Schwarz-Gold-Gold. Ich habe natürlich einfach die Bauteile 
genommen, die das Set beinhaltet.

von Stefan F. (Gast)


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> Braun-Schwarz-Gold-Gold

Das wäre 1 Ohm und somit die Fehlerursache.

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Stefanus F. schrieb:
>> Braun-Schwarz-Gold-Gold
>
> Das wäre 1 Ohm und somit die Fehlerursache.

Wie kann denn sowas passieren?

Wenn ich die Widertand jetzt alle tausche gegen 470 Ohm, könnte es dann 
noch funktionieren oder ist der uC bereits durch den hohen Strom 
zerstört?

von Stefan F. (Gast)


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>  ist der uC bereits durch den hohen Strom zerstört?

Mit etwas Glück ist er nicht kaputt. Kann ich aber nicht mit Sicherheit 
sagen.

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