Hallo zusammen, Hallo Chris,
ich bitte um Entschuldigung für die späte Rückmeldung. Ich war in der Zeit nicht untätig. Chris, vielen Dank für deine Hilfe. Tatsächlich gab es ein Init-Problem: zwar war das angesprochene IMU korrekt initialisiert. Allerdings haben die SS-Initialisierungen der anderen IMUs gefehlt. Immer wenn ich einen der anderen IMUs angeschlossen habe, haben die sich natürlich auch angesprochen gefühlt (SS noch low/aktiv gewesen). Das hat dann auf MISO ein großes Chaos verursacht.
Da ich mehr in der Hardware das Problem vermutet habe, habe ich da mal etwas beleuchten können. Und ich behaupte mal den Übeltäter gefunden zu haben:
Die Spannung! Welche Spannung? Alle!
Der LSM6DS3 möchte eine Versorgungsspannung von 1,7...3,6V haben.
"Absolute maximum Ratings": -0,3...4,8V
An den Signalleitungen: 0,3...Vcc+0,3V
Klingt an sich erstmal im Limit, wenn ich eine Versorgungs- und SPI-Nennspannung von 3,3V anlege. Die langen Leitungen sind hier aber nicht gut. Lang bezieht sich schon auf 0,2-0,4m pro Sensor (Summiert sich über alle Sensoren des gleichen Busses). Wie oben schon geschrieben, nutze ich in Reihe geschaltete Widerstände, um Überschwinger an den Flanken abzumildern. Mein bisheriger Aufbau:
MCU ____________________________________ IMU
MOSI -|100Ohm|-------------------------- MISO
SCLK -|100Ohm|-------------------------- SCLK
MISO --------------------------|100Ohm|- MISO
SS ------------------------------------- SS
Das reicht allerdings nicht. Ich habe mal die Spannung (Vcc für IMU und Signale) ein bisschen zurückgenommen: bei ca. 2V funktioniert alles.
Als es funktionierte, konnte ich endlich auch mal mit dem Oszi ran - siehe Bild unten.
Durch die Leitungen kam es teilweise zu erheblichen Über- und Unterschwingern. Vor allem die negativen Spannungen mögen die IMUs nicht. Ab ca. -1V auf irgendeiner der Signalleitungen steigen sie aus.
Ich habe dazu mal eine kleine Variation durchgeführt. Siehe zweites Bild im Anhang. Aufgelistet ist der Spannungsbereich, bis zu dem der IMU noch sauber im Betrieb war (gefühlt ca. 95% aller Signale vom Sensor i.O.). Im Durchschnitt ist er 0,02V unter dem min-Wert bzw. 0,15V über dem max-Wert permanent ausgestiegen. Auf den Wegen dorthin hat der Anteil der fehlerhaften Übertragungen zugenommen.
Beim Eintrag "Diode" wird eine Diode von GND ----|>|---- SCLK gespannt. Beim blau Geschriebenen war es eine 1N4148, beim schwarz geschriebenen eine 1N4005. Wie man sieht, funktionierte die 1N4005 besser.
Man sieht, dass es einen großen Unterschied machen kann, wo man diese Widerstände platziert - auf der IMU-Seite oder auf der µC-Seite. Wenn man auf die 3,3V kommen möchte, ist wohl wichtig, dass auf beiden Seiten Widerstände vorhanden sind.
Fazit für mich:
Ich werde jetzt nur noch mit 2-2,2V unterwegs sein und damit hoffentlich auch mit meinen Ziel-Leitungslängen von 1m klarkommen.
Ich hoffe, dass jemand anderes von dieser Erkenntnis hier auch profitieren kann!
Grüß, NRicola
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