Die Spannung wird über verkettete Steckbretter reduziert

Mein Arduino ist mit dem ersten Steckbrett verbunden. Von dort verkettete ich das Positive und Negative mit den anderen Brettern. Ich habe gerade 6 Steckbretter angeschlossen. In der ersten Platine sehe ich (mit einem Messgerät), dass ich 4,5 V Differenz habe, und in der nächsten Platine 3,5 V und in der letzten bekomme ich sogar 2 V.

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

Wie debugge ich das? Was verursacht es?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie haben viele Steckbretter und wahrscheinlich eine Kombination aus hohem Stromverbrauch und dünnen Leitungen.
Besser, hier ist ein Foto, wie es aussieht (ältere Version, nur 4 Boards): fbcdn-sphotos-ca.akamaihd.net/hphotos-ak-frc3/…
Lötfreie Steckbrettverbindungen sind flockig genug, um Ihnen viel Debugging-Übung in einer so komplexen Schaltung zu geben. Und wo sind deine Bypass-Kappen?
Nur ein Gedanke, wenn Sie die Stromversorgungskabel neu anordnen. Zumindest bei meinen billigen Steckbrettern und billigem 0,6-mm-Klingeldraht aus verzinntem Kupfer habe ich festgestellt, dass der Widerstand in Stromversorgungsschienen wie diesen nicht von der Länge des Drahtes, sondern von der Anzahl der Kabel-zu-Steckbrett-Kontakte dominiert wird.
Gil fährt in einem roten Sportwagen in eine Kleinstadt. Kurz darauf blinken Polizeilichter in seinem Spiegel. Er hält an und der Beamte kommt heran. "Tut mir leid, war ich zu schnell?" fragt Gil. "Nein, Sir. Es ist gesetzeswidrig, in dieser Stadt rote Autos zu fahren", sagt der Beamte. „Wirklich? Das wusste ich nicht“, antwortet Gil überrascht. "DU DENKST, DU STEHST ÜBER DEM GESETZ?!" schreit der Offizier. Moral der Geschichte: Nur weil jemand die Gesetze nicht kennt , heißt das nicht, dass er automatisch denkt, dass er davon ausgenommen ist. (Auch der Revisionsverlauf der Frage zeigt keinerlei Hinweis auf eine "Einstellung" des OP.)
Gut. Ich hatte keinen Flammenkrieg geplant. Aber nur damit Sie es alle wissen, mein Arduino versorgt wirklich alle diese ICs mit Strom. Es gibt 29 ICs in meiner Schaltung, und es funktioniert gut. Ich habe nur versucht zu verstehen, ob es einen Weg gibt, den Single-Point-of-Contract zu umgehen. Diese Schaltung ist ein VGA-Adapter, der mit 640 x 480 x 60 Hz synchronisiert und nur 74xx-ICs verwendet. Sicherlich nicht über jedem Gesetz :)
@Gil Ich denke, deine Frage ist absolut gültig. Ich erinnere mich, dass ich mit Elektroniksortimenten 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. :)
Das sieht sehr nach einem Projekt aus, das ich in meiner Studienzeit aus TTL gebaut habe. Es litt unter einem sehr unregelmäßigen Betrieb und ich erinnere mich, dass ich verrückt geworden bin, als ich versuchte, das Problem zu finden. Da habe ich von Entkopplungskappen erfahren! Auch wenn Ihre Schaltung gut zu funktionieren scheint, fügen Sie sie hinzu. Sie sind wirklich notwendig.
@GilMegidish Betone sie nicht zu sehr, du hast zu diesem Zeitpunkt 9 Upvotes erhalten.
Danke an alle für eure Erklärungen!! Dies ist meine zweite Schaltung überhaupt. Der erste Schaltkreis ist ein Eeprom-Brenner, der verwendet wurde, um 4x32 KB Apple II-Framebuffer zu brennen. Die VGA-Schaltung funktioniert gut, hier gibt es ein Video: facebook.com/photo.php?v=10151801133034947 Es funktioniert gut mit nur zwei Kappen (um Hochfrequenz-ICs). Ich habe nur gefragt, warum die niedrige Spannung. Ich habe die Sternstromverteilung gemacht und bekomme jetzt 4,5 V an alle ICs. Nur um mit diesen TTL auf der sicheren Seite zu sein. Danke noch einmal!! :)

Antworten (4)

Sie sollten einen einzigen Kontaktpunkt für die Stromversorgung und Masse haben. Verdrahten Sie diesen Punkt mit jeder Platine einzeln. Wenn Ihr Netzteil das Arduino ist, beachten Sie, dass es nur eine kleine Menge Strom liefern kann, also möchten Sie vielleicht ein externes Netzteil. Verwenden Sie auch den dicksten Draht, den Sie in das Steckbrett einbauen können (wahrscheinlich 22 Gauge), um Verdrahtungsverluste zu reduzieren.

Das Netzteil könnte immer noch der Arduino sein - aber ehrlich gesagt sollte man bei so vielen TTL-Chips nach Möglichkeit wirklich ein separates Netzteil verwenden.

Die folgende Bearbeitung Ihres Bildes sollte Ihnen die Idee geben. Ich habe nicht genug darauf geachtet, um zu wissen, ob ich Rot richtig auf Positiv abgebildet habe, also ignoriere diesen Aspekt, wenn ich es falsch mache. Der Punkt ist, dass Sie ein einzelnes Kabel von Ihrer Stromquelle zu jeder Schiene benötigen, anstatt sie in irgendeiner Weise zu verketten. Während es ein größeres Rattennest an Verkabelung sein wird, wird Daisy-Chaining aufgrund der Verluste im Steckbrett elektrisch einfach nicht für Sie funktionieren.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie diese Lösung jedoch nicht ausstehen, können Sie möglicherweise die Drähte zwischen den Platinen aufrauen und sie ein paar Mal in die Löcher in den Schienen hinein- und herausschieben, um die Kontakte in der Platine zu reinigen. Dies wird Ihnen zusätzlichen Overhead erkaufen, aber es wird das Basisproblem nicht lösen.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich habe getan, was Sie vorgeschlagen haben. Ich bekomme jetzt 4,5 V an alle Schienen. Ich hatte kein Problem mit meiner Schaltung, versuchte nur 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 Ich denke, die Lektion hier ist, dass Sie sich Drähte, Steckbrettleiter und andere Anschlüsse als Widerstände mit niedrigem Wert vorstellen können. In langen seriellen Ketten können sie sich durchaus zu einem Spannungsabfall addieren.

Sie geben an, dass Sie einen Spannungsabfall zwischen Steckbrettern erleiden. "Stern" von Ihrem Netzteil zu jedem Steckbrett, um einen guten mechanischen und elektrischen Kontakt zu gewährleisten. (Wie von Adam Davis und Passerby gepostet)

Laut Ihrem Bild haben Sie KEINE Elektrolytkondensatoren oder Keramikkondensatoren, da würde ich anfangen - KEINEN zu sehen, lässt mich zusammenzucken und ist der Punkt dieses Beitrags.

Filterkondensatoren (die Elektrolyte) sind polarisiert und gehen über die Stromversorgungsschienen, um die Stromversorgung zu "konditionieren", wodurch die Spannung im gesamten Stromkreis relativ konstant gehalten wird.

Die Keramiken werden auch über die Stromversorgungsschienen angeschlossen, und eine sollte über die V+- und 0-V-Pins jedes IC angeschlossen werden. Der allgemeine Zweck von Keramik besteht darin, hochfrequentes "Rauschen" auf Masse zu leiten, Polarität ist kein Problem.

Da Sie ein 5-V-Netzteil verwenden, wäre ein 220-uF-16-V-Elektrolyt (oder zwei) auf jedem Steckbrett ein ausgezeichneter Anfang, sie sind üblich (Radio Shack usw.) und kostengünstig.

Keramikkappen sind sehr preiswert und jeden Cent wert. Ein 0,1 uF 50 V an jedem IC und einer neben jedem Elektrolyten wirken Wunder, um Störgeräusche zu unterdrücken.

Toller Punkt. Jeder Chip sollte eine kleine Bypass-Kappe über seinen Stromversorgungsstiften haben, zusätzlich zu einer größeren Kappe auf den Schienen, wo Strom eingespeist wird. Das Ablesen der Spannung mit einem DC-Messgerät kann tatsächlich eine niedrige Spannung anzeigen, obwohl es in Wirklichkeit wahrscheinlich eine Tonne davon gibt Rauschen auf der Stromleitung am Ende der Daisy-Chain.
Ich habe das Gefühl, dass mir hier etwas fehlt. Ich kann sehen, wie Kappen den lokalen Gleichstrom stabilisieren können, indem sie die Auswirkungen von Transienten abschwächen, die Wechselstromsignale auf Ihrem Gleichstrom verursachen. Aber ich sehe nicht, wie es in diesem Fall helfen würde, wo das wahrscheinliche Problem Spannungsabfälle aufgrund dünner, langer Leitungen sind. Caps können dabei nicht helfen; oder übersehe ich etwas?
@Bob die Kappen sind ein sekundäres Anliegen ihrer Einrichtung. Wie sie im ersten Satz sagten, muss OP ihr Power-Setup starten.
@Passerby, guter Anruf, ich habe den ersten Satz verpasst, weil die beiden unterschiedlichen Ideen zusammengeblutet sind. Eine Bearbeitung 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 Mein Beitrag enthält "keine [Kondensatoren] zu sehen, lässt mich zusammenzucken und ist_der_Punkt_dieses_Posts" und ist ungefähr die beste Formatierung, die mir einfallen konnte, schließlich hat mich der Schock, keine Kappen zu sehen, von meinem Stuhl gehauen! Bedienen Sie sich bei einer Bearbeitung, wenn Sie möchten. :)
@JoeFromOzarks Ihr Beitrag ist großartig, und ich habe vergessen, dass ich die Befugnis zum Bearbeiten habe, also bin ich 0 für 2. Ich war so in die Kondensatoren verwickelt (macht mich auch zusammenzucken), dass ich dachte, Sie wollten dies vorschlagen den Spannungsabfall zu beheben, und dass die Leute eine so verrückte Idee positiv bewerteten. Ich hätte mehr Vertrauen haben sollen, und ich hätte es ein zweites Mal lesen sollen.
Ich habe keine Änderung festgestellt, sei es die Qualität des Videoausgangs (diese Schaltung ist ein VGA-Adapter, der nur 74xx-ICs verwendet) oder eine Änderung der Spannung an allen Steckplatinen. Also habe ich alle Kappen entfernt.
@ Gil Megidish, "Also habe ich alle Kappen entfernt." Wirklich? Liegt es daran, dass Halloween gleich um die Ecke ist und du an meiner „Süßes oder Saures“-Kette ziehst? Fast 50 Jahre spiele ich mit dem Elektron und versuche Sand schlauer zu machen und es vergeht kaum ein Tag, an dem ich nicht einfach nur staune. :)

Steckbretter weisen eine Vielzahl von Problemen auf, einschließlich hoher Kapazität, Induktivität und Widerstand. Auf Ihrem Bild sind Ihre Steckbrett-Stromschienen zwei pro Seite, in der Mitte geteilt, und Sie haben 6 Bretter, also insgesamt 2 Schienen * 2 Seiten * 2 Splits * 6 Bretter = 48 verschiedene Segmente, die Sie mit einigen überbrücken Überbrückungsdraht. Und so wie es aussieht, haben Sie einen einzigen Stromeingangspunkt ganz am Ende der Segmente. Der gesamte Widerstand der Segmente UND des Überbrückungskabels summiert sich und hängt dann davon ab, wie viel Strom Sie ziehen.

Einfachste Lösung, stellen Sie sicher, dass jedes Board parallel ist. Führen Sie ein Kabelpaar von Ihrem Netzteil zu jeder Platine, anstatt von Platine zu Platine zu Platine. Oder zwei Paare, da Sie positive und negative Schienen auf jeder Seite der Platinen haben. Oder vereinfachen Sie Ihr Layout so, dass nur ein Satz Schienen verwendet wird (oder positiv immer auf der linken Seite, negativ auf der rechten Seite).

Die von Adam Davies und Passerby gepostete Sternenleistungs- und Bodenverteilung ist nur eine Teillösung, die Sie auch beachten müssen:

Stellen Sie sicher, dass die aktuelle Kapazität des Netzteils für den Spitzenstromverbrauch jeder verwendeten Steckplatine ausreicht, und lassen Sie vorzugsweise einen gewissen Overhead-Spielraum zu.

Verwenden Sie Entkopplungskondensatoren, wie von Joe von Ozarks vorgeschlagen

Verwenden Sie wesentlich dickeren Draht für die Strom- und Erdungsverteilung, wie die anderen Poster vorgeschlagen haben.

Wenn Sie schließlich eine solide 5-V-Versorgung auf jedem der Steckbretter erhalten und die Schaltung immer noch nicht funktioniert, denken Sie daran, dass möglicherweise noch einer oder mehrere der folgenden Punkte zu berücksichtigen sind:

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

Renngefahren zwischen Signalen, die durch die langen Leitungen eingeführt werden, und wieder Steckbrettkontakten.

Abhängig von der 74XX-Logikfamilie, die die Schaltungen weit unter der Nennspannung betreibt, können einige der Gatter zerstört worden sein. Letzteres ist eher ein Problem mit CMOS, aber Sie geben keine Details darüber an, welche, also beziehen Sie sich auf das Datenblatt.

Schließlich geben Sie an, dass Sie versuchen, es mit 640 x 480 x 60 = ca. 18,4 MHz auszuführen, sodass die Wahrscheinlichkeit ziemlich groß ist, dass die Schaltung mit diesen Steckbrettern überhaupt nicht funktioniert. Wenn dies der Fall ist, führen Sie die Schaltung mit niedrigerer Frequenz aus, um die Logik zu debuggen, und löten Sie dann eine kompaktere Version auf die Streifenplatine.

Danke für die Erklärung! Die Schaltung funktioniert gut, hier gibt es ein Video: facebook.com/photo.php?v=10151801133034947 Es funktioniert gut mit nur zwei Kappen (um Hochfrequenz-ICs). Ich habe nur gefragt, warum die niedrige Spannung. Ich habe die Sternstromverteilung gemacht und bekomme jetzt 4,5 V an alle ICs. Nur um mit diesen TTL auf der sicheren Seite zu sein.