Внешнее питание + разные экраны = работает|виснет

[OSZM]

День добрый.
Сразу предупреждаю, что я во всем этом не силен, но прежде чем что-то делать, пытаюсь разобраться и понять (я очень больше программист, чем электронщик).

Хочу автоматизировать подогрев руля в машине Arduinoй Nano.
Целевая схема примерно такая:

Спойлер: Схема

На макетной плате все работало даже напрямую от 14-15В. Но вопрос не в этом.
Запаяв все в кучу, обнаружил, что от внешнего питания нифига не запускается. Экран загорается, но ничего не показывает. При том, от USB все работает.
Разница с макеткой только в LCD. Настраивал с синим LCD1602, запаял зеленый LCD1602 с кастомным I2C переходником, позволяющим регулировать яркость. Проверял его при питании от USB - он рабочий.
Сразу подумал, что в процессе сборки-пайки мог спалить что-то касаемо внешнего питания (моменты были))). Ну и на экран стал косо смотреть.
Ок, взял другую Nano. Результат тот же.
Долго и много экспериментировал. Запитывал не напрямую, а через преобразователь (на схеме 12v-5v, он регулируемый) 9-ю вольтами на VIN, запитывал 5-ю вольтами в +5V, даже пробовал подать 5В на USB. Все то же самое. На +5V, к которым подключен экран, ровно 5В держится.
В итоге до предела упростил схему, взял опять новую Nano:

Спойлер: Схема упрощенная

Что в итоге:
1. с зеленым LCD1602 так и не работает от внешнего питания (от USB работает)
2. с синим LCD1602 работает замечательно
Напрашивается вывод (он и раньше напрашивался, но читай п.3), что виноват зеленый LCD. Но:
3. есть OLED, с которым оно так же не хочет запускаться от внешнего питания! (от USB работает) При запуске появляются какие-то артефакты и все висит. Иногда успевает прорисоваться часть рабочего экрана
4. вообще без экранов тоже все замечательно работает и не виснет.

При этом, если к схеме, запитанной от внешнего питания, подключить USB, то после перезагрузки все работает! Отключаю USB - все виснет.
И это все происходит с теми 2мя экранами. С синими LCD все продолжает работать хоть c USB, хоть без!

Вопросы. Что я делаю не так? Или где искать проблему? Почему из 3х экранов с внешним питанием работает только 1? Неужели оба экрана мертвые и не дают работать всему остальному? (так вообще бывает?)
Подскажите, я уже устал с ними бороться.
Все, что недосказал, доскажу, отвечу. Цэшка есть, могу че-нибудь померить.
Могу даже видео снять)

 

[poty]

Проверьте, тот модуль, который не работает, не рассчитан ли на 3В?

 

[OSZM]

@poty, Какой именно модуль? Экраны все 5В могут. Nano естественно тоже.

 

[poty]

@OSZM, я не был бы так уверен, что "все экраны могут 5В" (несмотря на I2C интерфейс). Да, я говорил про экран.
В любом случае - проверьте, не просаживается ли питание перед перезагрузкой МП.

 

[Bruzzer]

Отключаю USB - все виснет.

Поясните,
- отключаете USB во время нормальной работы устройства и оно зависает? Или зависает при следующем включении?
USB в этом случае - это компьютер, или блок питания?

Без доп питания по USB

• Если на зависшей NANO нажать RESET, то что происходит?
• Если включить питание с зажатым RESET и отпустить его через пару секунд, то что происходит?

 

[OSZM]

@poty, если и есть просадка, то скорей всего очень кратковременная. Не представляю, как я могу ее поймать. Подскажите. Ну или проще наверное попробовать поменять внешний источник. Или сама схема может просаживать (независимо от источника)?
Если это имеет значение, то внешнее питание - старенький зарядник для автомобильных аккумов. Выдает 14.9В. Ограничил на нем крутилкой выходной ток до ~0.5А. Такой:

UPD... Сейчас уже заменил его на обычный БП 12В, 2А. Результат тот же.

@Bruzzer,
USB - компьютер.
Да, отключаю USB во время нормальной работы (когда питание внешнее+USB), и он зависает.
Если на зависшем нажимаю Reset, то экран либо как-то реагирует частичной сменой "каши" на нем либо вообще никак (остается то, что на нем было).
Если включать (подавать внешнее) с зажатой кнопкой Reset, то картина та же, как и без Reset-а.
Вот кино для наглядности (если ютуб не грузит, то ВОТ сам файл (17Мб)) :

О нормальной работе Nano можно судить по мигающему на ней диоду (с задержкой 500мс).

 

[poty]

@OSZM, измерьте напряжение на пине 5В Нано, когда питаете от блока питания без USB. Есть вероятность, что неисправен стабилизатор на плате. Также измерьте напряжение с подключенным USB.
Второй вариант: код не подвисает на выводе в Serial?

 

[OSZM]

@poty, в начале еще писал, что 5В там стабильно. И с USB и без. Первым делом замерил.
4.99В, если быть точнее (так мой прибор показывает). Поправка: 4.77В с питанием только от USB, 4.99В при наличии внешнего.
И код точно исключается. На макетной плате все работало от внешнего питания. Да и без подключенных экранов сейчас тоже работает.

 

[VictorArx]

Может быть не совсем в тему, но у меня наподобие было, что от линейного источника питания не работало, а от импульсного работало.

 

[Bruzzer]

@OSZM,
Бывает, ищешь ответ на загадочную ситуацию, а потом оказывается, что дело было в плохих контактах и случайном совпадении р результатах измерений. Без учета этого варианта.

Вы писали, что пробовали подавать питание 5 В на пин +5V Arduino NANO, и при этом поведение не изменилось. Т.е. при включенном USB и +5V стартует и работает, вынимаем USB и плата НЕ ПЕРЕЗАГРУЖАЕТСЯ а перестает выводит на экран. При этом продолжает работать - моргая светодиодом. Если +5V качественные, в этом случае видимое отличие, что пропала общая GND с ПК. Но зависимость наводок от "размера массы", для меня - из области шаманства. Можно конденсатор добавить на +5V, больше для случая выше, ничего на ум не приходит.

Я с DHT не работал, ему на 13 ноге точно не мешает светодиод с резистором?

 

[OSZM]

@Bruzzer, да вроде уже проверил все по многу раз. Я про контакт. Оно сейчас одинаково себя ведет и на запаянной плате и на макетной.
Именно так: USB и внешнее питание на 5V не пробовал. Вместе только с внешним на Vin (7-9В) пробовал. Но тогда Nano висла полностью, а не продолжала работать. Попробую и так еще. Но позже) Решил поменять внешний БП и те мелкие DC-преобразователи. Не нравятся они мне (это разве нормально, что при отключенном внешнем питании (т.е. на входе у DC пусто), когда на Vin появляется 5В от USB (т.е. на выходной ноге DC), у него на входе напряжение поднимается до 36В !?)
Ну и Nano лежит совсем новая для чистоты эксперимента.

В процессе изучения лежащих передо мной 3х плат возник вопрос. Можно как-то без питания понять, насколько жива линия Vin? Например сопротивление между Vin и GND есть смысл мерить? Может что-то еще?

 

[OSZM]

Я с DHT не работал, ему на 13 ноге точно не мешает светодиод с резистором?

Тоже об этом уже думал, но сейчас все отключено. Снизу - это просто разъем. Да на данном этапе все на макетке пытаюсь с нуля запустить. Т.е. пока просто Nan, DC-преобразователь и внешний БП на 12В

 

[Zuker]

@poty, в начале еще писал, что 5В там стабильно. И с USB и без. Первым делом замерил.
4.99В, если быть точнее (так мой прибор показывает).
И код точно исключается. На макетной плате все работало от внешнего питания. Да и без подключенных экранов сейчас тоже работает.

Сейчас цэшкой ткнулся в свою голую Nano от USB - кажет 4.65v.
Недавно мне пришли с алика пара экранчиков OLED 128x64 на чипе 1306 с интересным моментом: если залить весь экран пикселями, то становится очевидно мерцание пикселей - сверху больше мерцает, снизу меньше. На голой Nano один экранчик работал от пина 5v, другой от 3.3v (от 5v были артефакты). Пробовали экран на голую ардуинку подключать, без макетки?

 

[OSZM]

Сейчас цэшкой ткнулся в свою голую Nano от USB - кажет 4.65v.

Да, пардон. Чисто от USB 4.77в показывает. 4.99в - это при наличии внешнего питания. Но его пока подтыкать нечем, поскольку жду новые DC- понижайки.
На видео как раз только питание и экран напрямую (через провода) к Nano. Там сзади на плате дорожки припоем (буквально по 3мм) пропаяны от пина Nano до разъема. Не думаю, что сильно поменяется ситуация, если припаяюсь напрямую к пинам Nano.
Если предложение было попробовать запитать экраны от 3.3v вместо 5v, то ОК, попробую сегодня вечером. Когда обновлю внешнее питание.
UPD... попробовал запитать на распаянной плате экран от 3.3v. Результат тот же.
Но тут опять же я на уже 100% не могу быть уверенным в работоспособности всех имеющихся элементов.

 

[Zuker]

На макетной плате все работало даже напрямую от 14-15В. Но вопрос не в этом.

Правильно ли я понял, что в первом сообщении у вас все работало на макетке + перемычки (до пайки) ?
Может где-то флюса перелили, вот оно и замыкает под ножками ардуинки.
Чистый эксперимент на макетке все рассудит.
Или перепайка с нуля.

Вот у меня был рукожопный случай. Arduino Nano. Понижайку скручивал с 12v до 9v на рабочей\включенной схеме - что-то громко щелкнуло. После чего на VIN стало показывать 7v. Так щелкает спаленный стабик. Хз. То ли где-то замкнуло в пайке под платой, то ли ...

 

[OSZM]

Правильно ли я понял, что в первом сообщении у вас все работало на макетке + перемычки (до пайки) ?
Может где-то флюса перелили, вот оно и замыкает под ножками ардуинки.
Чистый эксперимент на макетке все рассудит.
Или перепайка с нуля.

Да, все правильно. Но ту первую плату, на которой все работало на макетке, уже давно спалил) Когда убедился, что там все работает, уже без макетки дальше все делал. Не знаю, может на ней Vin был самый "мощный", что все выдержал.
Перепаивал все с нуля на новую плату. Флюс отмывал по максимум.
Вот жду новый преобразователь (ТАКОЙ), чтоб с нуля поэтапно опять на макетке пробовать. Ну и напрямую 12-15В в Vin уже точно совать не буду.
В тех деталях, что на руках, уже ни в чем не уверен. Боюсь, что при первом же подключении мне кто-то палит что-то в Vin-е. Старыми останутся только экраны. Хотя не)) И OLED еще один заказал оказывается.

 

[OSZM]

Резюме. Проблема комплексная и была:
1. В понижающем преобразователе (на самой первой схеме, тот что сверху). Причем пробовал 2 разных.
С этим

почти заработало. Почти - потому что изображение опять висло, но сам Nano продолжал работать. Уже прогресс.
2. В плоской витой паре (utp), которой подключал экран. Нужно были как минимум 6 жил. Специально искал самый мягкий и тонкий. Вот и последствия)
Делал и 1м и 20см, соединял в пару провода для данных. Результат не меняется.
Причем все также от USB все замечательно работает. Проблемы только с внешним питанием. И все-равно сама плата продолжает подвисать. Даже если отключить экран, а оставить только кабель.

Как вариант - телефонный кабель со всеми 6 жилами, но чето пока такой не нашел. Везде только 4.
Если подскажете, что можно использовать в качестве 6-жильного кабеля (достаточно мягкого и тонкого), буду признателен.

 

[Sana956]

А если устройству обеспечить нормальное заземление при внешнем питании, проблема не решается?

 

[OSZM]

А если устройству обеспечить нормальное заземление при внешнем питании, проблема не решается?

Что значит "нормальное заземление"? Куда например?
Все питается от одного БП, вставленного в розетку. И чем от принципиально отличается эот питания USB ноута?

 

[Sana956]

Если вы действительно не знаете, что такое качественное заземление - здесь про заземление.

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1)

Мой рассказ будет состоять из трёх частей. 1 часть. Заземление (общая информация, термины и определения) 2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж) 3...

habr.com

Заземлить минус в цепи питания экрана.

 

[OSZM]

Если еще больше поизучать и почитать, то становится понятно, что вся проблема в передаче данных I2C по кабелю.
Простых варианта решения нашел 2:
1. подтяжка SDA и SCL на 5в (5-10кОм) .... пробовал, включается начинает работать, но почти сразу виснет;
2. конкретно для витой пары: передача SDA и SCL по разным парам, а их белые провода на массу (например SDA-зел, SCL-син, бел/зел + бел/син на общий минус) .... попробовал на 2 кабелях по 50см - работает.

 

[Sana956]

Вы уболтали меня! Я согласен. Забейте на качественное заземление. Это абсолютно ненужная, бесполезная херня! Она никогда не решает никаких проблем.