Beitrag: APM 2.52 - eine tickende Zeitbombe fliegt über uns - Kurzschluss im 3,3V Spannungsregler
Hallo zusammen,
wenn man die Beiträge im diydrones Forum der letzten 12 Monate mitliest gewinnt man den Eindruck, dass mindestens jeder zweite APMCopter Pilot einen mehr oder wenig schweren Absturz hinter sich hat.
Hinterfragt man was passiert ist und schaut sich Fotos des Aufbaus und die Logfiles an, wird die Absturzursache meist deutlich. Vielfach sind es Pilotenfehler, ein gruseliger Aufbau und mechanische Probleme.
Es kann aber auch dadurch passieren, dass im Flug (oder schon vorher) die 3,3 Volt Versorgungsspannung für Gyros, Accel, Baro und Compass auf 5V angestiegen ist.
Schuld daran ist der zu schwach dimensionierter 3,3V Spannungsregler TPS79133DBVR.
Es ist ein Spannungsregler mit einem maximalen Strom von 100 mA, ohne interne Strombegrenzung und thermal Schutz!!
Stirbt dieser Regler, bildet er einen Kurzschluss zwischen Ein und Ausgang und schaltet die Eingangsspannung von 5V auf seinen 3,3V Ausgang.
Jetzt wird ein Teil der Sensoren mit zu hoher Spannung versorgt und sie können einen irreparablen Schaden erleiden.
In der Praxis überleben Gyro, ACC, Baro und Compass die Versorgung mit 5V (zumindest kurze Zeit), sie liefern aber irre Werte.
Die Auswirkungen sind unterschiedlich: Ein Copter mit defektem Spannungsregler stürzt plötzlich vom Himmel oder ist nur schwer zu kontrollieren.
Das zurückschalten in den Stab Mode bringt auch nichts, der Copter kennt seine waagerechte Lage nicht mehr.
Das Problem tritt in letzter Zeit häufiger durch die Erhöhung der SPI Bustaktfrequenz von 500 KHz auf 8 MHz auf. Der Bus wird für den MPU6k Chip (accels and gyros) und das MS5611 Barometer benutzt.
Was ist zu tun?
Ich sags mal ironisch: Solange der Spannungsregler noch 3,3V liefert, sehr vorsichtig und nicht zu hoch fliegen.
Liefert er schon 5V, ist der richtige Weg ist eine Reklamation bei 3D Robotics oder beim Fachhändler der das Board verkauft hat.
Noch zur Info: Die 3,3 Volt kann man von aussen am I²C Anschluß messen, es ist der obere Pin (rotes Kabel). Bei einem externen Compass kann man auch am Compass messen.
Bei der -rc6 läuft der Bus mit 8 MHz und führt bei defekten Spannungsreglern zu vermehrten Problemen.
Bei 500 KHz (V3.01) treten weniger Fehler auf. Man sieht aber auch hier eine ungenügende Stabilität, plötzliches wegdrehen, zucken oder Höhenschwankungen im Flug.
Nachtrag 1:
Auf dem alten APM 2.5(1) ist der MIC5219-3V3 (500 mA) Regler verbaut. Da es immer wieder Probleme mit diesem Regler gab "bad low noise, bad performance" wurde das APM 2.52 mit dem TPS79133 (100 mA) aufgelegt.
Eine schlechte Idee, damit hat man die Ausfallquote vervielfacht.
Ich habe bei meinen Coptern den TPS79133 ausgelötet und verwende einen LD1117S33TR im SOT-223 Gehäuse. Er hat eine Dropout voltage von 1.0 Volt bei 100 mA. Damit liefert er bei 4,50 Volt Eingangsspannung bei mir genau 3,29 Volt am Ausgang. Wer viel bei tiefen Temperaturen fliegt, sollte den LD1117S33CTR verwenden. Er hat einen erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +125 Grad.
Die Höhe der Spannung spielt keine Rolle, solange sie "im Rahmen" liegt. 3,20 bis 3,40 sind völlig in Ordnung.
Vielleicht auch noch mal vereinfacht zusammengefasst: Der längliche Regler sollte in jedem Fall raus, der quadratische hat vielleicht nur die "bad low noise, bad performance" Probleme. Was immer das auch heißt.
3DR Power Board
Die nächste Schwachstelle ist das 3DR Power Board. Es soll konstante 5,0 Volt zur Versorgung der APM Platine liefern. Diese Spannung bricht im Betrieb aber mächtig ein.
In den Logfiles kann man sehen, dass die Spannung immer wieder unter 4,6 Volt zusammenbricht und einen Reset der FC im Flug zur Folge haben kann.
Wer das Power Board mit mit 5S oder 6S Akkus betreibt wird auch schnell eine unangenehme Überraschung erleben, es ist nur für einen nicht mehr zeitgemäßen 4S Betrieb ausgelegt.
Das PIXHAWK
Das PIXHAWK ist momentan auch unsicher.
Im Forum findet man folgende Aussage von Craig:
LSM303d Pixhawk Accelerometer sensor failing in flight..
Small Ic on the board to reset chip… is not working as the voltage is not dropping below 0.7v
Putting a resistor may help this… but might have other issues…
Some boards are not powering on correctly…. But the concern is the inflight failure, and we do not know why… so having a way to re-boot the chip in flight would be good.
Also sollte man mit dem PIXHAWK auch besser nur in sehr geringen Höhen fliegen.
Noch zur Info - im PIXHAWK ist ein MIC5332 dual low quiescent current LDO Spannungsregler mit 2x 3,3 Volt und je 300 mA eingebaut.
Ganz Wichtig: Bei allen Problemen immer 3DR unter [email protected] informieren, sonst werden die Fehler nie behoben.
Gruss Peter
Hallo zusammen,
wenn man die Beiträge im diydrones Forum der letzten 12 Monate mitliest gewinnt man den Eindruck, dass mindestens jeder zweite APMCopter Pilot einen mehr oder wenig schweren Absturz hinter sich hat.
Hinterfragt man was passiert ist und schaut sich Fotos des Aufbaus und die Logfiles an, wird die Absturzursache meist deutlich. Vielfach sind es Pilotenfehler, ein gruseliger Aufbau und mechanische Probleme.
Es kann aber auch dadurch passieren, dass im Flug (oder schon vorher) die 3,3 Volt Versorgungsspannung für Gyros, Accel, Baro und Compass auf 5V angestiegen ist.
Schuld daran ist der zu schwach dimensionierter 3,3V Spannungsregler TPS79133DBVR.
Es ist ein Spannungsregler mit einem maximalen Strom von 100 mA, ohne interne Strombegrenzung und thermal Schutz!!
Stirbt dieser Regler, bildet er einen Kurzschluss zwischen Ein und Ausgang und schaltet die Eingangsspannung von 5V auf seinen 3,3V Ausgang.
Jetzt wird ein Teil der Sensoren mit zu hoher Spannung versorgt und sie können einen irreparablen Schaden erleiden.
In der Praxis überleben Gyro, ACC, Baro und Compass die Versorgung mit 5V (zumindest kurze Zeit), sie liefern aber irre Werte.
Die Auswirkungen sind unterschiedlich: Ein Copter mit defektem Spannungsregler stürzt plötzlich vom Himmel oder ist nur schwer zu kontrollieren.
Das zurückschalten in den Stab Mode bringt auch nichts, der Copter kennt seine waagerechte Lage nicht mehr.
Das Problem tritt in letzter Zeit häufiger durch die Erhöhung der SPI Bustaktfrequenz von 500 KHz auf 8 MHz auf. Der Bus wird für den MPU6k Chip (accels and gyros) und das MS5611 Barometer benutzt.
Was ist zu tun?
Ich sags mal ironisch: Solange der Spannungsregler noch 3,3V liefert, sehr vorsichtig und nicht zu hoch fliegen.
Liefert er schon 5V, ist der richtige Weg ist eine Reklamation bei 3D Robotics oder beim Fachhändler der das Board verkauft hat.
Noch zur Info: Die 3,3 Volt kann man von aussen am I²C Anschluß messen, es ist der obere Pin (rotes Kabel). Bei einem externen Compass kann man auch am Compass messen.
Bei der -rc6 läuft der Bus mit 8 MHz und führt bei defekten Spannungsreglern zu vermehrten Problemen.
Bei 500 KHz (V3.01) treten weniger Fehler auf. Man sieht aber auch hier eine ungenügende Stabilität, plötzliches wegdrehen, zucken oder Höhenschwankungen im Flug.
Nachtrag 1:
Auf dem alten APM 2.5(1) ist der MIC5219-3V3 (500 mA) Regler verbaut. Da es immer wieder Probleme mit diesem Regler gab "bad low noise, bad performance" wurde das APM 2.52 mit dem TPS79133 (100 mA) aufgelegt.
Eine schlechte Idee, damit hat man die Ausfallquote vervielfacht.
Ich habe bei meinen Coptern den TPS79133 ausgelötet und verwende einen LD1117S33TR im SOT-223 Gehäuse. Er hat eine Dropout voltage von 1.0 Volt bei 100 mA. Damit liefert er bei 4,50 Volt Eingangsspannung bei mir genau 3,29 Volt am Ausgang. Wer viel bei tiefen Temperaturen fliegt, sollte den LD1117S33CTR verwenden. Er hat einen erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +125 Grad.
Die Höhe der Spannung spielt keine Rolle, solange sie "im Rahmen" liegt. 3,20 bis 3,40 sind völlig in Ordnung.
Vielleicht auch noch mal vereinfacht zusammengefasst: Der längliche Regler sollte in jedem Fall raus, der quadratische hat vielleicht nur die "bad low noise, bad performance" Probleme. Was immer das auch heißt.
3DR Power Board
Die nächste Schwachstelle ist das 3DR Power Board. Es soll konstante 5,0 Volt zur Versorgung der APM Platine liefern. Diese Spannung bricht im Betrieb aber mächtig ein.
In den Logfiles kann man sehen, dass die Spannung immer wieder unter 4,6 Volt zusammenbricht und einen Reset der FC im Flug zur Folge haben kann.
Wer das Power Board mit mit 5S oder 6S Akkus betreibt wird auch schnell eine unangenehme Überraschung erleben, es ist nur für einen nicht mehr zeitgemäßen 4S Betrieb ausgelegt.
Das PIXHAWK
Das PIXHAWK ist momentan auch unsicher.
Im Forum findet man folgende Aussage von Craig:
LSM303d Pixhawk Accelerometer sensor failing in flight..
Small Ic on the board to reset chip… is not working as the voltage is not dropping below 0.7v
Putting a resistor may help this… but might have other issues…
Some boards are not powering on correctly…. But the concern is the inflight failure, and we do not know why… so having a way to re-boot the chip in flight would be good.
Also sollte man mit dem PIXHAWK auch besser nur in sehr geringen Höhen fliegen.
Noch zur Info - im PIXHAWK ist ein MIC5332 dual low quiescent current LDO Spannungsregler mit 2x 3,3 Volt und je 300 mA eingebaut.
Ganz Wichtig: Bei allen Problemen immer 3DR unter [email protected] informieren, sonst werden die Fehler nie behoben.
Gruss Peter
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