APM 2.52 - eine tickende Zeitbombe fliegt über uns - Kurzschluss im 3,3V Spannungsreg

[SvenL]

Den AMS1117-3.3 gibt es bei ebay...

Übrigens schafft der IC auch nur seine 500 mA, wenn er dementsprechend (durch eine große GND-Plane) gekühlt wird. So wie im Video von Fabian würde er bei geschätzt 200 mA in den thermal Shutdown gehen, wenn er sowas hat.

Es ist also besser eine kleine (Lochraster-)Platine zu nehmen und dort den IC aufzulöten, damit die Verlustleistung abgeführt werden kann. Diese kleine Platine verbindet man dann mit Kabeln mit den Pins an der Platinenkante. Ist man etwas kreativ, kann man sogar Pinheader in die Platine löten und vorsichtig das Gehäuse etwas auffräsen. Dann kann man die Platine sogar extern platzieren. Dafür sollte man dann aber 100 nF Kerkos von Input-GND und Output-GND schalten.

Viele Grüße!

Sven

 

[KlausKöln]

Ich verfolge diesen Tread seit geraumer Zeit und möchte mich nun doch mal zu Wort melden:

Ich finde den Titel äußert ungünstig (gelinde gesagt) denn hier wird suggeriert das wir mit „tickenden Zeitbomben“ über den „Köpfen anderer fliegen“.

Manch einer mag „3 Volt Spannungsprobleme“ haben (ich hatte sie bisher auf den verschiedensten APM Boards nicht) – jedoch dieses Thema derart reißerisch anzugehen halte ich für äußerst fragwürdig.

Vielleicht sollten wir mal eine Umfrage in Form eines Polls starten, wer die APM Boards nutzt und wer 3.3 Volt Probleme hat.

Gruss aus Köln
Klaus

 

[halex]

stimmt,
der Titel l ist etwas überzogen, aber möglicherweise nicht so gemeint. Das passiert im Eifer des Gefechts ja schon mal.
Eine Umfrage würde mich auch interessieren, da ich- wie bereits geschrieben- mit meinem aktuellen Arduflyer auch keine Probleme habe und den Regler nicht tauschen werde.

 

[SvenL]

Die Probleme mit dem Spannungsregler sind meiner Meinung nach hausgemacht:

Die Stromversorgung des APM ist, gelinde gesagt, nicht besonders durchdacht. Die komische Konstruktion mit der Schottky-Diode erzeugt einen Spannungsabfall, welcher, je nach Toleranz der Bauteile, eine Vcc zwischen 4,5 und 4,9 Volt erzeugt. Der Spannungsregler braucht aber auch eine Mindestspannung unterhalb derer er nicht vernünftig regeln und sogar beschädigt werden kann. Diese liegt bei den meisten 3,3 Volt-Typen bei 4,7 Volt.

Hat man nun ein Powermodul an der unteren Toleranzgrenze erwischt und ebenso eine Schottkydiode, die an der oberen Toleranzgrenze mit ihrer Durchlassspannung liegt, so hat man diese 4,7 Volt nicht unbedingt in jedem Fall.

Anders herum sieht es mit zu hoher Eingangsspannung des Reglers aus: Viele Leute benutzen externe BECs und prüfen deren Ausgangsspannung nicht. Viele BECs haben 5,3 bis 5,5 Volt Ausgangsspannung, was kein Problem für den Atmel darstellt, aber für andere Baugruppen auf der Platine wie eben auch den 3,3 V Regler. 0,5 Volt mehr am Eingang bei 100 mA Last erzeugen eben auch 50 mW mehr Verlustleistung, die auch abgeführt werden müssen. Für einen Baustein, der eh schon an seiner Kotzgrenze betrieben wird, ist das mitunter nicht so leicht wegzustecken.

Es war der größte Fehler die Stromversorgung so auszulegen und keine Vorkehrungen gegen Kurzschluss (außer die eingelötete Sicherung) der verschiedenen Betriebsspannungen (USB, Power-Modul, BEC usw.) zu treffen. Die Spannungen gehören entkoppelt und bei Bedarf durch selbstsperrende FET-Schaltungen gegeneinander verriegelt, aber sowas kennt man anscheinend im Land der unbegrenzten Blödheit nicht...

Wer sowas konstruiert, der handelt grob fahrlässig, denn mit Ausfall der Spannungsversorgung fällt der Kopter wie ein Stein, wie ich auch schon erleben musste. Wenn dann zufällig gerade jemand drunter steht, könnt ihr Euch ausmalen was passiert, wenn derjenige ein 3-5 kg schweres Gerät auf den Kopf bekommt. Es fliegen nämlich nicht nur kleine Kopter mit dem APM.

Die Baugruppe hat eigensicher zu sein und egal welche Stromversorgung der Benutzer anlegt, es darf nicht zu Defekten oder Ausgleichströmen oder Kurzschlüssen kommen und dafür hat die Schaltung selbst zu sorgen, ansonsten ist es Murks! Man hätte einen 8V-Schaltwandler direkt mit auf die Platine packen sollen, mit Weitbereichseingang bis 40 V und nachfolgend verkettet die Lownoise-Linearregler 5V und 3,3 V und vor allen Dingen sollte man sich an die Layoutempfehlungen halten, die das Datenblatt vorsieht, und selbst das ist nicht passiert!

Wenn das mit der Pixhawk so weitergeht, dann kann man die auch erst in Version 4 oder 5 kaufen, weil es vorher Murks war.

Der Grund warum viele mit Clones keine Probleme haben (ich auch nicht), liegt daran dass dort teilweise mangels Verfügbarkeit ein anderer 3,3 V Regler verbaut wurde, der tatsächlich eine max. Belastbarkeit von 500 mA Dauerstrom hat. Wird dieser mit max. 200 mA belastet, hält der ewig.

Aber wehe man erwähnt im APM-Forum, dass man einen Clone hat. Da wird man gleich angefrotzelt, dass man das nicht supporten würde, obwohl es sich um ein Softwareproblem handelt.

Insofern stimme ich dem Thread-Titel voll zu!

Viele Grüße!

Sven

 

[Spencer]

Ich habe einen 2.5.2 Clone mit PESI, kann der auch 500mA auf der 3,3V Schiene?

 

[jreise]

Wie weiter oben schon beschrieben, ist der mit "PESI" bedruckte Regler vom Typ TPS79133DBVR lt. Datenblatt zwar bis 100mA ausgelegt, hat aber einen internen Überstrom- und Temperaturschutz. Er sollte also nicht durch Überstromspitzen sterben, zumal auf der 3,3V Seite des APM weit weniger als 100mA gezogen werden. Vermutlich bekommen ihm eher Überspannungsspitzen am 5V-Eingang nicht, denn er ist nur für max. 5,5V ausgelegt. Man sollte also sehr auf die Qualität der Spannungsversorgung auf der 5V-Seite achten.

Der Austausch gegen den AMS1117-3.3 oder andere 500mA-Typen bringt vor allem wegen der besseren Spannungsfestigkeit dieser Typen was, nicht wegen des höheren Stroms. 500mA Belastbarkeit muss nicht wirklich sein, wenn auf der 3,3V-Seite z.B. nur 30mA gezogen werden.

Gruß Jörg

 

[Joachim08]

Ich suche schon seit ein paar Tagen nach einem englischen Beitrag in dem vorgeschlagen wird eine Diode and den 3.3V Anschluß am I2C Port zu löten (gegen Masse ?). Leider finde ich den Beitrag nicht mehr. Kennt den jemand und kann vielleicht den Link hier posten ?
War evtl. auf rcgroups, aber ich finde da nix....

Gruß

Joachim

 

[SvenL]

Was sollte diese Diode denn bringen? - Wenn es eine 3V3 Zenerdiode ist, so könnte sie Spannungsspitzen bei defektem Regler unterdrücken, allerdings nur kurze Zeit, da sie thermisch überlastet werden würde.

Ansonsten sehe ich keinen Sinn in der Modifikation.

Viele Grüße!

Sven

 

[crystal55]

Hallo Joachim

Ich verfolge das Thema auch seit längerem. Das Thema wurde in rcgroups Form "Rctimer ArduFlyer/ APM 2.5 Tutorials & Discussion" diskutiert.

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2053670&page=100#post27214895

Selber habe ich den Fix noch nicht ausprobiert. Hoffe es hilft dir weiter.

Gruss Max

 

[SvenL]

Ok, das ist eine Reverse-Current-Diode, die über den meisten Spannungsreglern eingesetzt werden muss, welche den Strom am Regler vorbeileitet und die Reverse-Spannung über dem Regler begrenzt.

Der betreffende Regler hat einen MOS-Transistor in seiner Endstufe, welcher eine Body-Diode eingebaut hat, die den gleichen Zweck erfüllt. Interessant wird es, wenn große Kapazitäten auf der 3,3V-Seite vorhanden sind. Im Ausschaltmoment fließt dann ein gehöriger Strom durch den Regler zurück, welchen diesen zerstört.

Ich bleibe dabei: Niemand hat bei 3DR die Datenblätter oder Application-Notes der verwendeten Bauteile gelesen, denn sonst würden die auch wissen, dass man auf der Sekundärseite von Schaltreglern keine großen Kapazitäten einsetzt und die Diode wäre auch eingebaut worden...

Wieder mal übelster Pfusch...

Sven

 

[Joachim08]

Ok, das ist eine Reverse-Current-Diode, die über den meisten Spannungsreglern eingesetzt werden muss, welche den Strom am Regler vorbeileitet und die Reverse-Spannung über dem Regler begrenzt.

Der betreffende Regler hat einen MOS-Transistor in seiner Endstufe, welcher eine Body-Diode eingebaut hat, die den gleichen Zweck erfüllt. Interessant wird es, wenn große Kapazitäten auf der 3,3V-Seite vorhanden sind. Im Ausschaltmoment fließt dann ein gehöriger Strom durch den Regler zurück, welchen diesen zerstört.

Ich bleibe dabei: Niemand hat bei 3DR die Datenblätter oder Application-Notes der verwendeten Bauteile gelesen, denn sonst würden die auch wissen, dass man auf der Sekundärseite von Schaltreglern keine großen Kapazitäten einsetzt und die Diode wäre auch eingebaut worden...

Wieder mal übelster Pfusch...

Sven

... also doch sinnvoll ?

 

[SvenL]

Ich bin bisher davon ausgegangen, dass der Schaltungsteil wohl in Ordnung ist und die Diode vorgesehen wurde. Sie ist bei allen Linearreglern (nicht Schaltregler) eigentlich Pflicht, funktionieren tut es aber auch ohne. Nur im Fehlerfall, wenn ein Strom von der 3,3V-Seite auf die 5V-Seite fließt, schützt die Diode den Regler vor Zerstörung.

Das sind aber Schaltungsgrundlagen, die man als Entwickler wissen sollte. Ebenso, dass große Kapazitäten auf der Sekundärseite von jeglichen Reglern (linear oder geschaltet) nichts zu suchen haben, da sie das Regelverhalten negativ beeinflussen und eben einen Rückstrom durch den Regler erzeugen können. Die kleinen Kapazitäten braucht man, damit der Regler nicht schwingt und die sind ja auch vorhanden.

Viele Grüße!

Sven

 

[Orville]

Kurze Info nur so für die Statistik...
Habe den Beitrag vor einigen Wochen verfolgt und meinen neuen APM2.6 nachgemessen. 3,3 V ...schön! Trotzdem den Regler bestellt aber nicht eingelötet (vielleicht geht der Kelch ja an mir vorbei). Letzten Freitag ist nun mein Copter aus ansonsten unerfindlichen Gründen (auch das Log gab nichts her) abgestürzt. Nun gerade gemessen...saubere 5V. Tja hätt ich mal den Lötkolben geschwungen. Vielleicht wäre es mir dann erspart geblieben...

 

[Chriss_:)]

Hi Orville,

könntest du was über dein Setup verraten? Welche Komponenten waren angeschlossen und wie wurde das Board mit Spannung versorgt?

Vielen Dank!
Schöne Grüße aus dem Sauerland!
Chriss

 

[Orville]

Hallo Chriss,
wie man aus meinem vorhergehenden Beitrag hoffentlich ersehen kann, behaupte ich nicht, dass mein Copter
aufgrund des zerstörten Regulators abgestürzt ist! Und ich werde weiterhin APM fliegen! Nur wenn ich jetzt
einen FC kaufen müsste, wäre es sicher ein Original 3DR aufgrund des Platinenlayouts. Man weiss ja im
Moment nicht was man da bekommt...


Hier mein Setup:
Frame: TBS Disco
Motoren: 2216er Tiger
Probs: Carbon 11x4.7
Accu: 2x 3S 2650mAh
ESC: Afro 30A, nur Steuerleitungen an den APM angeschlossen
Powermodul: Ja, jedoch nur Signalleitungen verwendet
UBEC: Ja, Turnigy 3A/5A RF-dicht auf 5V eingestellt
FC: GLB (Clone) APM2.6 Arducopter V3.1 (meine die RC7 wäre drauf)
GPS: Ublox 6M Neo auf 15cm Stab
Cam: Sony Had 600TVL
RC Rx: FrSky Diversity Empfänger mit XP-27ms Firmware und Summensignal
Video Tx: XXXmW Foxtech/Boscam mit Cloverleaf
Tracker: GT-170 v.2
OSD: MinimOSD mit der Extra FW
Telemetrie: T-Kit von HK


Der Aufbau ist m. E. recht sauber geworden. Kabel soweit erforderlich und möglich
auf Länge gecrimpt und ordentlich verlegt. APM mit Gewindepuffer entkoppelt.
Akkus sind mit 4mm Goldies versehen.
Diese sitzen und saßen nach dem Absturz fest! Temperatur am Freitag ca. 5° sonnig.
Die Ausgangsseite des APM hat keine Speisespannung und hat den PESI drauf. Ubec speist an A04 oder A06 ein.
Bin in ca. 10m Höhe geflogen und war nicht sehr schnell unterwegs. Ich hatte plötzlich
kein Bild mehr in der Brille und dann vernahm ich auch schon das Geräusch welches wir
alle nicht so gerne hören Gut, dass mein Tracker (ein Geschenk meines Bruders - DANKE!)
an war, da es schon anfing zu dämmern. Nach 2 Abfragen hatte ich die sehr genauen Koordinaten
erhalten. Das Geräusch einer eingehenden SMS kann ja so schön sein!!!
An der Stelle hätte ich wohl auch zuletzt gesucht.

Anbei noch das "letzte" Log.

 

[GekoCH]

hmm sehe nichts verdächtiges im log, auf einmal gehen roll und pitch hoch und absturzt aber keine der anderen Parameter zeigt komische Werte...

Hmm du schreibst aber plötzlich kein Bild mehr das ist komisch, hat evtl. ein BEC seinen Geist aufgegeben welches auch das Video System versorgt?

Gruss
Andi

 

[Orville]

Hallo Andi, es wird bei meinem Setup nur ein Ubec verwendet! Die ESCs sind nur mit der Steuerleitung am APM verbunden. Das Videobild wird jedoch durch das OSD geschliffen, welches mit 5V vom APM (UART0) versorgt wird.
Das MinimOSD wird nur mit 5V betrieben. Cam und Video-Tx sind über einen Filter direkt am Flugakku angeschlossen.
Gruß Orville

 

[lechuck71]

OSD's sollen aber nicht vom APM aus versorgt werden.

 

[SvenL]

Was soll und was nicht soll sind zwei Paar Schuhe. Der Knackpunkt ist, dass das minimOSD nicht wenig Strom verbraucht, vielleicht in der Größenordnung 500 mA, weswegen es auch so warm wird.

Der UBEC oder auch das 3DR Power Modul sollten das ohne Probleme liefern können. Allerdings bedeutet jeder Spannungsabfall auf der 5V-Leitung auch den sicheren Absturz des Kopters, weshalb es günstiger ist die Belastung auf dieser Leitung so gering wie möglich zu halten und das OSD über seinen eigenen Schaltspannungsregler aus den 12 Volt zu versorgen. Das geht aber erst bei der minimOSD-Revision 1.1 oder höher, da vorher ein Linearregler verbaut war, der überlastet wurde und oft starb.

Viele Grüße!

Sven

 

[lechuck71]

Mein Beitrag war die kurze Version vom Handy aus
Aber der Gedanke dahinter war der gleich wie von Sven.

Bei den viele Arten die es gibt seine Bauteile mit Spannung zu versorgen stelle ich bisher immer fest, das es nur "Probleme" gibt wenn man vom vorgegebenen Pfad abweicht den 3DR vorgibt:

Empfänger (ohne 20 Telemetriesensoren)
GPS
Telemetrie-Sender

sonst nichts am APM.

Es hat sich in all den Beiträgen immer wieder gezeigt, dass nach ein paar mal nachfragen immer noch ein Teil hinzukam welches da nicht hingehört .... zum Beispiel ein "minimOSD"