Probleme bei Modellbahnsteuerung mit Microcontroller

[021aet04]

Die Bilder brauchst du nicht senden. Besser wäre diese als PDF o.Ä. hochzuladen, damit diese jeder sieht und man diese in einer angemessenen Auflösnung sieht.

Zum AREF: Wie du den ADC konfigurierst hängt die Beschaltung ab. Wenn du die interne 2,56V oder AVCC (ist meist 5V) Referenz nimmst musst du einen C anschließen. Wenn du den ADC mit einer externen Spannung an AREF konfigurierst musst du hier eine Spannung anlegen. Wenn du die interne 2,56V Referenz auswählst und 5V an AREF anschließt zerstörst du etwas.

Den Reset würde ich nicht verbinden. Ein Grund ist die relativ lange Verbindungsleitung und der 2te Grund ist das es sinnlos ist, da es besser ist die µC einzeln resetten zu können.

MfG Hannes

[RP6fahrer]

Guten Morgen und fröhliche Weihnachten alle zusammen.

Da ich heute früh ab etwa 5.45 nicht mehr schlafen konnte, habe ich doch gleich mal eure Vorschläge in die Tat umgesetzt. Dabei gibt es eine gute und eine schlechte Nachricht. Zuerst die Gute. Ich habe jetzt beim Slave den Eingang AREF mit einem Kondensator(100n) zu AGND versehen, außerdem hab ich zwischen AGND und ACC noch einen Kondensator (100n) gelötet. Übrigens alle Entstörkondensatoren sind 100nF groß. Funktionstest war erfolgreich. Jetzt funktioniert die Auswertung.

Jetzt die schlechte Nachricht. Ich habe bei einem Relais die Kondensatoren (100n) über den Wechslerkontakt gelötet, also einen für den Schließer und einen für den Öffner. Nach dem Einschalten haben sich beide Controller normal gestartet. Ich muss dazu sagen, dass ich noch ein Display über einen PCF8574 dran habe, welches nur vom Master gesteuert wird. Es gibt mir den Status wieder. Auch das hat sich erfolgreich initialisiert. So ich habe das Relais betätigen lassen.
(Das läuft bei mir über eine IR - Fernbedienung, deren Empfänger am Mikrocontroller hängt und den ich nicht eingezeichnet hab, weil das einwandfrei funktioniert. Das habe ich schon zur Perfektion gebracht, dort ist kein Fehler, also habe ich es auch weggelassen.)
Das Relais hat angezogen --> Weiche ist umgesprungen --> kurz gewartet (5s) --> nächster Befehl --> Relais ist abgefallen --> Weiche zurückgesprungen --> Störung auf Bus --> Seitdem funktiniert der Master nicht mehr. Der Slave ist nach wie vor funktionsfähig. Das merkwürdige ist nur, dass ich auf die Fuses des Masters zugreifen kann und diese auch ändern kann. Neue Programme lassen sich auch einspielen, aber er führt diese nicht mehr aus. Ist er jetzt kaputt, oder kann man einen Totalreset machen und dann geht es wieder?

Ich bin euch dankbar über alle Hilfe, die ihr mir gebt.
Ich wünsche euch, falls wir uns heute nicht mehr schreiben, ein schönes und gesegnetes Weihnachtsfest.
MfG
Daniel

PS: Hier nochmal die Schaltpläne als pdf.

[Hubert.G]

Spannung am Reset-Pin gemessen?
100n über die Kontakte ist vielleicht etwas viel, oder ziehen die Weichen so viel Strom. Ich kann mit aber nicht vorstellen das dadurch das Problem entsteht.

[RP6fahrer]

Die Spannung am Reset Pin ist gemessen 5,02V (über pull-up)

Naja, ich sag mal so, der Weichenantrieb zieht 0,7A naja, und die Kontakte halten 3A aus. Ich denke auch nicht, dass dadurch das Problem entstanden ist. Vielleicht ist auch nicht der Bus das Problem... Ich überlege grad, wenn diese Störung eintritt/eingetreten ist, haben alle Signalfarben von allen Signalen geleuchtet. Daraus könnte man ja auch schließen, dass die Spannungsversorgung (5V), an denen auch die PCF8574 hängen zusammengebrochen ist und wieder kam, allerdings ist dann merkwürdig, dass das Display nach wie vor ging (hängt ja auch am Bus und an den 5V). Aber dann konnte ich wieder eine Signalfarbe anschalten und alles ging. Aber manchmal kam es auch vor, dass gar nichts mehr ging, also wie wenn alles eingefroren ist, was heißt, dass sich der Master aufgehangen hat.
Ich blick da einfach nicht durch, was das hauptproblem ist. Aber wie gesagt, jetzt geht der Master ja gar nicht mehr.

[021aet04]

Verwendest du das Eprom? Könnte es sein das da falsche Daten stehen und somit das Programm abstürzt? Versuche einmal den gesamten µC zu löschen (Flash und Eprom). Wenn der Reset nicht funktionieren würde könntest du auch keine Programme aufspielen/auslesen oder sonst irgendwie auf den µC zugreifen können. Das kannst du versuchen indem du den Reset abklemmst und auf den µC zugreifen probierst.

MfG Hannes

[RP6fahrer]

Hey,
schöne Weihnachtsfeiertage wünsche ich euch.

@Hannes
Nein, ich verwende nicht das Eprom. Das mit dem löschen (verify) hab ich gemacht und anschließend das Programm neu draufgespielt. Aber nichts geht. Ich weiß nicht, woran das liegt.

Ich habe allerdings jetzt etwas verändert. Ich habe alle Sensoren jetzt an den ADC Kanälen am Master hängen, also genauso, wie sie am Slave waren. Dadurch löst sich jetzt das Problem mit der I2C Kommunikation, was ich anfangs mit erfragt hatte. Leider gibt es aber immernoch das Problem mit der Störung. Das habe ich jetzt aber soweit umgangen, dass ich immer Fahrstraßen schalte. Das heißt, es werden mit einem Befehl erst die entsprechenden Weichen und anschließend die Signale gestellt. Dadurch fällt das Problem nicht mehr so auf. Es ist natürlich nicht weg und wenn jemand noch eine Idee hat, wie man dies beseitigen kann, dann würde ich mich sehr darüber freuen. Was mir dazu noch als Frage einfällt: Soll ich von SCL und SDA einen Kondensator auf GND verschalten? Könnte das helfen?

Schönen Abend und nen schöneren 2. Weihnachtsfeiertag.
Vielen Dank
Daniel

- - - Aktualisiert - - -

Noch nen Zusatz:
Ich hab den Atmega32 (Master) wieder zum laufen gebracht. Ich habe einfach mal ein Programm eingespielt, bei dem alle Ausgänge blinken sollen. Dann bin ich bei den Fuses reingegangen, hab dort mal auf internal RC Oscillator auf 8 MHz gemacht und anschließend die Fuses geschrieben. Schon hat es losgeblinkt. Dann hab ich es wieder zurück auf External Crystal or ceramic resonator (8 - 16 MHz) gestellt, geschrieben und es geht. Er is also nicht kaputt. Aber Frage: was ist das für eine Art von Fehler?

[Hubert.G]

Hast du in den Fuses CKOPT gesetzt? sollte vielleicht sein, denn vielleicht schwingt dein Quarz nicht optimal.
Du könntest auch noch die PullUp auf SCL und SDA verkleinern, 2k2 sollte kein Problem sein. Deine Leitungen sind doch recht lang.

Schöne Weihnachtsfeiertage auch noch.

[Besserwessi]

Der I2C Bus ist an sich nur für kurze Verbindungen gedacht. Da sind dann eingekoppelte Störungen ggf. ein Problem - dafür sind die Eingänge des µC einfach nicht gemacht mit größeren Störungen klar zu kommen. Kleinere Pullup Widerstände könnten helfen, das es zu weniger Störungen (falsche Signale) kommt. Gegen heftige Störungen, die ggf. auch den µC zerstören könnten, könnten zusätzliche Schottkydioden von den SCL und SDA Leitungen nach GND und VCC und Serienwiderstände von vielleicht 50-100 Ohm etwas helfen. Eine mögliche, ggf. zerstörerische Folge ein helftigen Störung wäre ein Latchup. Um da die Folgen in Grenzen zu halten wäre eine Begrenzung des Stromes in der Versorgung durch Widerstände (z.B. 20 Ohm) möglich, wenn der µC keine nennenswerten Lasten Treiben muss.

Das andere ist dann eine Frage wie die Leitungen liegen, und auch wie die Versorgung der Teile genau aussieht - ist das ein Netzteil für Master, Slave und die Porterweiterung ?

Eine logische Lösung wäre ein Umstieg auf ein anderes Interface (z.B. Rs485, Rs232) für die längeren Strecken (>30 cm) und ggf. Teile zusammen zu fassen und längere Kabel zu den Weichen in Kauf zu nehmen.

[021aet04]

Verify ist nicht löschen sondern überprüfen (vergleicht das Programm am µC mit dem Programm am Rechner).

Kondensator am I2C geht in die falsche Richtung. Die Kapazität sollte so klein als möglich sein. Der Bus unterstütz auch nur eine max. Leitungskapazität. Bist du darüber funktioniert der Bus nicht mehr (richtig).

Ansonsten wirklich auf einen anderen Bus umsteigen oder einen I2C Busextender verwenden.


MfG Hannes

[RP6fahrer]

hey,
Danke für die vielen Infos.
@ Hubert
CKOPT ist gesetzt. Es wäre schon möglich, dass mein Quarz nicht richtig schwingt. Naja, jetzt geht es wieder.
Das mit den 2K2 Widerständen werde ich ausprobieren, leider schaff ich das erst morgen.

@Besserwessi
Was ist ein Latchup?
Ja, es ist ein Netzteil für die 5V(Master, Slave, Portexpander). Außerdem ein Netzteil für 15V(für die Signale) und dann noch 24V für die Relais, um die Weichen zu schalten. Die Weichenantriebe hängen am Fahrregeler der Loks mit dran, weil da gibt es einen AC Anschluss. Es ist eine 3 adrige Leitung für 15V, 24V und 0V, sowie extra Ader für 5V. Dann mit etwa 1-2cm Abstand daneben liegen die Busleitungen.
An ein anderes Interface habe ich auch schon gedacht. Aber davon habe ich absolut keine Ahnung. Naja und I2C fange ich langsam an zu beherrschen. Außerdem habe ich gelesen,dass der I2C Bus locker bis 5m funktioniert.

@Hannes
Dann habe ich wohl das falsche gewählt. Ich kann den Mikrocontroller nur write, read und verify. Da gibt es keine Löschwahl. Ich verwende übrigens Burn o Mat.
okay, ich lasse den Kondensator.

Schönen zweiten Weihnachtsfeiertag
Daniel