GY-401 - Attention!

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  • dl7uae
    dl7uae

    #1

    GY-401 - Attention!

    Hallo.

    Ich hatte vor 2 Tagen ein 401 elektrisch etwas angeschlagen (+R/C-Spg. auf den Servoausgang, habe ergo das Ding geöffnet und den entstandenen Fehler gesucht.

    Dabei: Hoi, doch schon etwas betagt die Zutaten! Das Sensorelement ist ein Stein, sitzt auf einer extra Platine unten. Lt. Bestückung und weiteren Interplatinen-Verbindungspunkten sieht's etwas so aus, als wären das 2 Drehratensensoren in einem(?) Der Microcontroller, Futaba-eigene Kennzeichnung, zieht sage und schreibe 70mA, selbst die eine SMD-LED ist ein Stromfraß, verglichen mit heutigen LEDs.

    (ßbrigens: Auf dem Deckel des Sensorgehäuses befindet sich ein Stück doppelseitiges Klebeband, ganz offenbar dazu gedacht, auf der anderen Seite an der Unterseite der oberen Platine zu kleben, auf dem relativ großen Chip-Gehäuse des MC. Der Sinn der ßbung ist, die obere Platine, nur mit 3 langen Pins mit der unteren verlötet, nicht durch Vibs zu Schwingungen anzuregen, die auch auf den Sensor zurückkoppeln würden. Bei dem von mir geöffneten Exemplar, vermutlich an einem Montag montiert, hatte man die Schutzfolie am Klebestreifen oben nicht entfernt, - da klebte also nix.)

    -----
    Was ich aber sagen will, ist was anderes: Die interne Versorgungsspg. beträgt 5,0V, stabilisiert mit einem linearen Spgs.regler. (5V, häh?! Heute gängige MCs gehen auch mit 1,8V noch.). Damit das funktioniert, macht ein Inverter vor dem 5V-Stabi ca. 7V Gleichspg., 7,06 waren's, um genau zu sein. Das geht auch noch bei 3,5V anliegender R/C-Spg., dann ist Schicht im Schacht.

    Nun kann man systematisch (bei mehreren 401) folgendes beobachten. Unterschreitet die R/C-Spg. einen gewissen Wert zw. 3,5 und 4V und steigt dann wieder an, zieht das 401 immer mehr Strom, Spitze 500mA(!), dann macht es "knack", und schlagartig stellt sich der Nominalstrom, so um die 70mA, wieder ein.

    Offenbar schlägt hier irgendein Vorläufer dessen zu, was bei heutigen MCs "Brown-Out-Logic" heisst, scheint fast so, als setzt die Taktung des Prozessors aus. Kommt die dann wieder, hört das 401 auf, massig Strom zu ziehen.

    In Installationen mit hochohmiger Verkabelung oder R/C-Stromversorgung kann dieses Verhalten schon eine Violine Spielen, mit einem BEC, auf Kante dimensioniert, erst recht.

    Mir fiel das überhaupt auf, weil ich ein MC Prototyping Board mit 2x 401 und 3 analogen Midi-Servos dran aus lauter Bequemlichkeit während der Softwarentwicklung einfach aus den knapp 5V Output eines FTDI-Interfaces betrieb, - also aus dem USB meines Netbooks. Ich kam mit dem Finger an die metallische Frontplatte eines 401 und hab' mir fast den Finger verbrannt. Der darunter befindliche Spgs.wandler-Chip (R/C-Spg.->7V) kochte, weil die weiche, eingebrochene Spg. aus dem FTDI/USB im o.g. kritischen Bereich dauerhaft abhing.

    -----
    Nicht ganz ungefährlich für unsere Modelle, diese komische Konstruktion. Leute, haltet Eure R/C-Spg.quelle niederohmig!
  • HanseCopter
    HanseCopter

    #2
    AW: GY-401 - Attention!

    Zitat von dl7uae Beitrag anzeigen
    Hallo.

    Ich hatte vor 2 Tagen ein 401 elektrisch etwas angeschlagen (+R/C-Spg. auf den Servoausgang, habe ergo das Ding geöffnet und den entstandenen Fehler gesucht.

    Dabei: Hoi, doch schon etwas betagt die Zutaten! Das Sensorelement ist ein Stein, sitzt auf einer extra Platine unten. Lt. Bestückung und weiteren Interplatinen-Verbindungspunkten sieht's etwas so aus, als wären das 2 Drehratensensoren in einem(?) Der Microcontroller, Futaba-eigene Kennzeichnung, zieht sage und schreibe 70mA, selbst die eine SMD-LED ist ein Stromfraß, verglichen mit heutigen LEDs.

    (ßbrigens: Auf dem Deckel des Sensorgehäuses befindet sich ein Stück doppelseitiges Klebeband, ganz offenbar dazu gedacht, auf der anderen Seite an der Unterseite der oberen Platine zu kleben, auf dem relativ großen Chip-Gehäuse des MC. Der Sinn der ßbung ist, die obere Platine, nur mit 3 langen Pins mit der unteren verlötet, nicht durch Vibs zu Schwingungen anzuregen, die auch auf den Sensor zurückkoppeln würden. Bei dem von mir geöffneten Exemplar, vermutlich an einem Montag montiert, hatte man die Schutzfolie am Klebestreifen oben nicht entfernt, - da klebte also nix.)

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    Was ich aber sagen will, ist was anderes: Die interne Versorgungsspg. beträgt 5,0V, stabilisiert mit einem linearen Spgs.regler. (5V, häh?! Heute gängige MCs gehen auch mit 1,8V noch.). Damit das funktioniert, macht ein Inverter vor dem 5V-Stabi ca. 7V Gleichspg., 7,06 waren's, um genau zu sein. Das geht auch noch bei 3,5V anliegender R/C-Spg., dann ist Schicht im Schacht.

    Nun kann man systematisch (bei mehreren 401) folgendes beobachten. Unterschreitet die R/C-Spg. einen gewissen Wert zw. 3,5 und 4V und steigt dann wieder an, zieht das 401 immer mehr Strom, Spitze 500mA(!), dann macht es "knack", und schlagartig stellt sich der Nominalstrom, so um die 70mA, wieder ein.

    Offenbar schlägt hier irgendein Vorläufer dessen zu, was bei heutigen MCs "Brown-Out-Logic" heisst, scheint fast so, als setzt die Taktung des Prozessors aus. Kommt die dann wieder, hört das 401 auf, massig Strom zu ziehen.

    In Installationen mit hochohmiger Verkabelung oder R/C-Stromversorgung kann dieses Verhalten schon eine Violine Spielen, mit einem BEC, auf Kante dimensioniert, erst recht.

    Mir fiel das überhaupt auf, weil ich ein MC Prototyping Board mit 2x 401 und 3 analogen Midi-Servos dran aus lauter Bequemlichkeit während der Softwarentwicklung einfach aus den knapp 5V Output eines FTDI-Interfaces betrieb, - also aus dem USB meines Netbooks. Ich kam mit dem Finger an die metallische Frontplatte eines 401 und hab' mir fast den Finger verbrannt. Der darunter befindliche Spgs.wandler-Chip (R/C-Spg.->7V) kochte, weil die weiche, eingebrochene Spg. aus dem FTDI/USB im o.g. kritischen Bereich dauerhaft abhing.

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    Nicht ganz ungefährlich für unsere Modelle, diese komische Konstruktion. Leute, haltet Eure R/C-Spg.quelle niederohmig!
    Wahh?

    fang nochmal an...
    Zuletzt geändert von Gast; 22.01.2010, 00:28. Grund: 500

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    • JMalberg
      RC-Heli TEAM
      • 05.06.2002
      • 22636
      • J
      • D: um Saarbrücken drum rum

      #3
      AW: GY-401 - Attention!

      Watt machste och datt Dingens opp!...

      Nochmal für Bauarbeiter:
      Spannungsregler 5V versorgt Inverter 7V versorgt dann erst den µP ?

      Spannung sinkt unter 4V, Spannungsregler regelt wie doof auf nicht mehr mögliche 5V, Inverter regelt auch wie bekloppt auf nicht mehr erreichbar 7V.... Heizofen entsteht.
      Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Klappe halten oder nachfragen!
      Der Dunning-Krueger-Effekt ist immer und überall!

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      • Wolfgang_67
        Member
        • 07.06.2002
        • 910
        • Wolfgang

        #4
        AW: GY-401 - Attention!

        Hi Tom,

        was war denn der Sinn der ganzen ßbung?

        Würde sicher nicht nur mich brennend interessieren.

        Gruß

        Wolfgang

        Kommentar

        • DocMichi
          DocMichi

          #5
          AW: GY-401 - Attention!

          Hallo,

          Beeindruckende Abhandlung über die GY401 internen Bauteile bzw. deren Funktionsweise... rudimentär konnte ich die Quintessenz daraus auf mein Niveau herunterbrechen, die Bauarbeiterzusammenfassung vom Kollegen war da schon griffiger für den Normalsterblichen ohne HTL oder TU Abschluß ;-))

          Faktum: gut, dass ich inzwischen auf den Spartan setze... ;-)

          Mfg,
          Michi

          Kommentar

          • dl7uae
            dl7uae

            #6
            AW: GY-401 - Attention!

            Dat Ding kann richtig Strom ziehen, wenn man ihm zu wenig Spannung gibt bzw., noch schlimmer, mit seiner Versorgungsspg. ständig im Bereich 3,5..4V hin und her dümpelt, z.B., wenn ein dickes Digitalservo hinter dem 401 aus einer zu dünnen/zu langen Strippe vor dem 401 versorgt wird.

            ---
            Korrekturen:

            Der Sensor ist von SSS (Silicon Sensing Systems Japan), ein SGH01.02-06, nur eine Achse, natürlich.

            Die 5V +-250mV sind durch diesen Sensor diktiert, ein Ring Sensor.

            Vermutlich ist der Spgs.wandler auf 7V der Stromfresser bei zu geringer Eingangsspg., nicht der Prozessor. (Die machen 7V, um mit 2V Reserve mit einem linearen Low-Drop-Regler sicher die benötigten 5V erzeugen zu können.)

            ----------
            Ich hab's doch extra zusammengefasst: Eine Stromversorgung, so fehldimensioniert, dass sie im Betrieb (unter Last) immer wieder den Bereich unterhalb 4V durchfährt (am Spgs.eingang des 401), ruft das Gyro als Vollstrecker auf den Plan, indem es gleich noch mal on top zulangt.

            Ich kann nich anders.

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            • Eddi E. aus G.
              Gast
              • 12.12.2003
              • 6399
              • Edward

              #7
              AW: GY-401 - Attention!

              Wie war das: Hardware kann jeder, ist quasi austauschbar? Wohl doch nicht.

              Q. E. D.

              Eddi

              Kommentar

              • Taschenuhr
                Junior Member
                • 10.11.2009
                • 11
                • Manfred
                • Bei Geretsried

                #8
                AW: GY-401 - Attention!

                Etwas einfacher dargestellt:
                Der 401 Microcontroller arbeitet mit 5V. Dazu ist ein Spannungsregler verbaut, der die Eingangsspannung auf Konstant 5V runterregelt. Das kann er aber nur, wenn er eine Eingangsspannung von über 5V bekommt.
                Das wird durch einen Inverter am Eingang realisiert, der die Spannung erst mal hochsetzt.

                Deshalb folgende Kette:

                Spannung von der R/C-Anlage (3,5 - 6V) -> Inverter (ca. 7V) -> Spannungsregler (5 V) -> Microcontroller


                Viele Grüße,
                Manfred

                Kommentar

                • be1974
                  Member
                  • 20.10.2008
                  • 633
                  • Bernd

                  #9
                  AW: HK-T500 CCPM 3D Clone

                  Noch einfacher. Seht zu, dass der 401 immer genügend Spannung kriegt, sonst gibt er der Elektronik bei nachlassender Spannung den Todesstoß, bzw sorgt dafür, dass noch mehr aussteigt.

                  Kommentar

                  • stein
                    stein-elektronik.de
                    Onlineshop
                    • 18.07.2005
                    • 2452
                    • Hans-Willi

                    #10
                    AW: GY-401 - Attention!

                    Zitat von dl7uae Beitrag anzeigen
                    Hallo.

                    -----
                    Nicht ganz ungefährlich für unsere Modelle, diese komische Konstruktion. Leute, haltet Eure R/C-Spg.quelle niederohmig!
                    Naja,

                    obwohl diese Konstruktion so gefährlich ist, funktionieren unzählige Helis seit vielen Jahren einwandfrei mit dem Teil.

                    Der 401 ist halt schon etwas älter....

                    Gruss
                    Hans-Willi
                    Stein Elektronik The Multirotor Specialists

                    Kommentar

                    • Darko
                      RC-Heli Team
                      Forum-Nanny
                      • 27.06.2005
                      • 8289
                      • Darko
                      • MSV Oberhausen, Neulussheim, Karlsruhe

                      #11
                      AW: GY-401 - Attention!

                      Ja.. das Teil ist schon Rustikal aufgebaut
                      Kurz wegen dem Klebepad, bei meinem GY240 den ich mal vor Jahren zu nem GY401 aufgebohrt hatte klebbte das auch nicht auf der Oberseite.
                      Ich glaub das is von denen so gewollt...
                      Viele Grü�e
                      Darko

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                      • trailblazer
                        Senior Member
                        • 06.10.2008
                        • 1713
                        • Andre
                        • Hamburg

                        #12
                        AW: GY-401 - Attention!

                        Ich versteh die Panik gerade nicht so ganz - es mag ja sein, dass die ganze HW Implementierung suboptimal ist, aber anders ist es mit Bauteilen (insb. der Sensoren ) die 5V benötigen kaum zu machen.
                        Und dann noch mal der "Realitäts-check":
                        Der 401 ist wohl der meistverkaufte und verbaute Gyro der Welt und wenn ich von einer Komponente sagen müsste, die noch NIE (ohne mutwillige Fehlbehandlung) ausgefallen ist, dann ist es wohl der 401er. Lass ihn doch ruhig 500mA maximal ziehen, das ist im Vergleich zu den Anfahrströmen von fast jedem Servo doch eher vernachlässigbar.

                        Das Problem der 5V Versorgung ist mir bei meinen eigenen kleinen µC Experimenten (Telemetrie) auch schon über den Weg gelaufen, die klassischen 4,8V BEC Spannung passen einfach nicht zu den etwas älteren 5V Komponenten, die ich damals verbauen wollte (Atmels und Allegro Stromsensoren). Moderne Komponenten die auf 3V3 1V8 laufen, vereinfachen das heutzutage natürlich.
                        RAW Nitro, Goblin RAW
                        VBar Touch

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                        • dl7uae
                          dl7uae

                          #13
                          AW: GY-401 - Attention!

                          Hans-Willi, hast Recht, war ja auch bei mir immer problemlos. Deswg. war ich ja so erstaunt über diese späte Erkenntnis meinerseits.

                          Nee, das soll doch keine Panik sein. Ich wollte nur die Kollegenwelt an der Sache informatorisch habhaft werden lassen, das ist alles.

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                          • stein
                            stein-elektronik.de
                            Onlineshop
                            • 18.07.2005
                            • 2452
                            • Hans-Willi

                            #14
                            AW: GY-401 - Attention!

                            Nee, is schon klar...

                            Der GY-401 ist halt schon viele Jahre auf dem Markt. Mittlerweile gibt es auch wesentlich modernere Konstruktionen.

                            Aber der 401 ist für 80% der Heliflieger immer noch völlig ausreichend. Wäre toll, wenn Futaba den nicht aus dem Programm nimmt, sondern die Preise kräftig senkt.

                            Gruss
                            Hans-Willi
                            Stein Elektronik The Multirotor Specialists

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                            • dl7uae
                              dl7uae

                              #15
                              AW: GY-401 - Attention!

                              Die müssen den Sensor tonnenweise gekauft haben, gibt's bei SSS schon lange nicht mehr. Dasselbe gilt wohl für den alten MC, muss auf Halde liegen. Der Kreisel is immer noch top im Midrange-Segment, nur überteuert, ich wusste nur nicht, dass die so energie-ineffiziente Klimmzüge wg. des 5V-Bedarfs des Sensors intern machen müssen, was wohl bei R/C-Unterspg. seitens der 7V-Erzeugung zu so sinnigen Effekten führen kann. Der verbrät dann mal lässig bis zu 2 Watt in dem zeitweise autistischen Spgs.wandler, und das aus einer R/C-Spgs.versorgung, die eh gerade ein Problem hat.

                              Na ja, wie ich neulich von einem Experten hier im Forum erfahren durfte, heilen wir Spannungsprobleme einfach mit einem dicken Low-ESR-Elko. Da mach' ich mir'n Schlitz in's Kleid und find' das wunderbar.

                              Over and out.

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