Hilfe bei Bestückung

[alecxs]

Hallo liebe Leute,
ich habe mir nun für meinen CAN-Transceiver einen Spannungsregler dazu gebastelt damit der Mikrocontroller über den CAN-Traffic eingeschaltet werden kann. Da ich nicht viel Ahnung von Elektronik habe bin ich stur nach Datenblatt vorgegangen. Nun habe ich zwar (hoffentlich) alle Bauelemente richtig dimensioniert, allerdings fällt mir die Auswahl der letztendlichen Bauteile schwer.

Angefangen mit der Diode, diese ist zwar überall irgendwie mit eingezeichnet, jedoch keinen Plan was ich da nehmen soll. Ehrlich gesagt weiß ich nicht mal wofür die gut sein soll... ich beschreibe erstmal die Schaltung. Die CAN-Seite ist soweit klar und erprobt. Die Widerstände werden entweder SMD oder normalgroße Bauteile, auch klar.

K5 CAN-Bus Signal
K1 + K2 da sitzt das CAN-Transceiver Modul als RM2.54 Platine drauf (TJA1055/3)
R1 + R2 5.6k Busterminierung CAN
C1 + C2 150 pF Kondensatoren CAN
C3 100 nF Kondensator am (VCC) +5 V Eingang des CAN-Transceivers

K3 Klemme 30 + 31 Bordspannung Autobatterie
D1 Diode Bordspannung Autobatterie
R7 1k Vorwiderstand VBAT
C6 4.7 nF Kondensator VBAT

R8 180k Pull-Down Widerstand für INH (wird bei CAN-Traffic auf VBAT gezogen)
C4 470 nF Kondensator am +12 V Eingang des Spannungsreglers
C5 22 µF Kondensator am +5 V Ausgang des Spannungsreglers

K6 Mikrocontroller Teensy 3.3V (nicht 5V tolerant!)
Pin 2) + 5 V Versorgungsspannung für den Mikrocontroller kommt vom Spannungsregler (wenn INH = high)
Pin 1) + 3.3 V kommt zurück, wird ausschließlich vom Mikrocontroller bereitgestellt
R5 + R6 4,7 k Pull-Up Widerstand gegen 3.3 V Pegel für Mikrocontroller Eingänge (RXD + ERR)
Pin 6 + 7) Mikrocontroller schaltet den CAN-Transceiver ein (STB + EN)

(optional) R3 + R4 33 k / 10 k Widerstand WAKE kann gegen GND gezogen werden um den CAN-Transceiver manuell zu wecken
(optional) C8 2,2 µF Kondensator für Watchdog Input und Reset Output (Timeout 1 sek)
(optional) R9 56 k Widerstand für Spannungsteiler 3.3 V Pegel vom Resetgenerator (30 k)

hier meine Fragen dazu (ich hoffe der Schaltplan kann geöffnet werden)
A) Der CAN-Transceiver hängt direkt an der Bordspannung D1 + R7 + C6 welche Spannung, ist unklar?
B) Die Kondensatoren C4 + C5 + C8 entweder Tantal oder Elko? Welche Spannungen, ESR usw. absolut unklar??

 

[alecxs]

Also noch mal ohne WOT:
Im Datenblatt steht nur "5-V output - Block to ground with 22 µF capacitor, ESR < 3 Ω"

Wie wähle ich nun einen konkreten Kondensator für den 22 µF aus?

 

[Pirx]

Hi Alexcs,

ein ESR von 3 Ohm ist relativ hoch. Selbst Standard-Elkos wie dieser hier schaffen das locker - zumindest beim i.d.R. im Datenblatt angegebenen Wert für 100kHz. Da dein TLE ein Linearregler ist, dürfte die Frequenzabhängigkeit des ESR hier jedoch kein Thema sein.

Die konkrete Auswahl ist daher im wesentlichen eine Frage der benötigten oder gewünschten Bauform und natürlich der benötigten Spannungsfestigkeit. Die Temperatur ist hier vielleicht auch nicht ganz unwichtig. Mit den spezifischen Anforderungen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen kenne ich micht allerdings nicht aus.

Gruß
Pirx

 

[alecxs]

Mahlzeit,

im Auto können Spannungsspitzen auftreten, für den C4 470 nF wäre dann also ein Keramikkondensator SMD mit 100 V sinnvoll, für C5 22 µF reicht ein 16 V Tantalkondensator SMD da nur 5 Volt rauskommen. Bauform mindestens 0603 bis 1206 je nachdem was im Programm zu finden ist.

Die Diode scheint nur ein Verpolungsschutz zu sein. Wenn der LDO bis 500 mA ausgangsfest ist, sollte es ja eigentlich reichen wenn die Diode für die Hälfte 250 mA ausgelegt wird. Spannung sollte ja keine anliegen also muss die nicht spannungsfest sein?

edit: Auf dem Arduino ist eine M7 drauf, scheint eine 1N4007 zu sein. Ich nehm einfach die gleiche...

 

[Hemi]

Servus, ich habe mir Dein "Schaltplan" angeschaut, hoffe, ich habe ihn richtig interpretiert.

TLE4271, Pin I (also Spannungseingang):
-> für was D1? Braucht man nicht, den Verpolschutz hat er integriert
-> am Eingang eine bidirektionale TVS (36V, zum Beispiel eine SMBJ36CA), dann ein Elko mit 10µF und Kerko mit 100nF
-> dann so wie auf dem Bild, ein 470nF Kerko nach Masse, Spannungsfestigkeit 50v

TLE4271, Pin INH:
-> ein 180k PullDown (R8)? Warum?
-> über einen 10k nach UBatt (also Pin Input) und fertig

TLE4271, Pin RO:
-> ein 56k PullDown (R9)? Warum?
-> RO ist eine Resetleitung, also "active low" und wird intern auf +5V hochgezogen über einen 30 PullUp...

TLE4271, Pin D:
-> ein 100nF nach Masse

TLE4271, Pin Q:
-> ein 22µF Kerko mit 16v oder 25v oder 50v, ist eigentlich egal...

Bitte das Datenblatt lesen, gerade wenn man Automotiv-ICs benutzt!

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Den TJA1055/E verstehe ich nicht, was Du da gemacht hast, sorry.

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Erklär uns doch bitte, was Du genau machen willst, bei diesem Verhau auf dem Schaltplan blickt kein Mensch durch.

 

[alecxs]

Hi,
danke für die Mühe.. ich hatte inzwischen noch mal komplett neu gemacht.

TLE4271, Pin I (also Spannungseingang):
D1 Diode Bordspannung Autobatterie ist (auch) für VBAT vom TJA1055 deswegen lass ich die drauf.
C4 470 nF Kondensator ist ein 50 V Tantal Elko SMD 3261 geworden, so wie auf dem Arduino drauf.
TVS, 10µF Elko und 100nF Kerko muß ich noch mit dazu packen? Mal schauen da wird die Platine doch größer... schau ich mir morgen an, danke! edit: Habs noch mit drauf bekommen!

TLE4271, Pin INH:
Der R8 (neu R11) 180k Pull-Down Widerstand für INH ist zur Sicherheit. HIGH = an, LOW = aus (default). Laut Application Hints zum TJA1055 ist im Schlafmodus der INH Pin "floating". Da ich nicht weiß ob der TLE4271 intern über einen Pull-Down Mechanismus verfügt oder wie das intern aufgebaut ist, wollte ich hier auf Nummer sicher gehen.
Wenn ich da einen 10k nach UBatt ziehe, dann schaltet das doch den LDO ein, das will ich nicht!? Soll erst bei CAN-Traffic einschalten. Bei 12-60 V fließen max 0,3 mA, der INH Pin des TJA1055 verträgt 1 mA laut Datenblatt.

TLE4271, Pin RO:
Der (optional) R9 (neu R12) 56 k Widerstand ist der untere Teil eines Spannungsteilers. Zusammen mit dem internen 30k soll das 3,3 Volt ergeben, da nicht jeder Reset-Eingang von allen Mikrocontrollern 5 Volt verträgt. Macht das Sinn?

TLE4271, Pin D:
Pin 5) C7 Kondensator 100 nF habe ich ergänzt. Der ist jetzt parallel zu dem C8 2,2µF und dieser ist jetzt mit einem Jumper deaktiviert, so bleibt das Timeout wählbar zwischen 50 ms oder 1 s.

TLE4271, Pin Q:
16 V Tantal Elko geht auch, oder muß das Kerko sein?

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Den Rest des Schaltplanes habe ich noch mal ein bisschen übersichtlicher gestaltet. Hinzugekommen sind der TJA1055/3 als IC (die Stiftleisten K1 + K2 sind weggefallen, d.h. der IC muß nun gelötet werden, nicht gesteckt) sowie ein MCP2515 der ebenfalls gelötet werden muß (vielleicht ändere ich das noch auf DIL18 da z.Z. nicht verfügbar). Alles gemäß Datenblatt beschaltet.

K6 (neu K1+K4) ist die Verkabelung zum µC (Teensy hat einen eigenen CAN-Controller, wahlweise dann Arduino via SPI MCP2515).
Am Jumper K2 müssen extern (VDD) 3,3 Volt eingespeist werden. Oder man kann man den Jumper auf (VCC) 5 Volt setzen wenn es sich um einen 5 Volt Mikrocontroller handelt.

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Also was genau ich machen will:

Der CAN-Bus (Traffic) sagt "Hallo" zum CAN-Transceiver, ->
der CAN-Transceiver sagt "Hallo" zum Spannungsregler, ->
der Spannungsregler schaltet den µC ein, ->
der µC schaltet den CAN-Transceiver ein (STB + EN via Software) und ->
der CAN-Transceiver sendet Daten ->
A) direkt an den µC
B) wahlweise über MCP2515 via SPI -> an den µC.

Zusätzlich kann via Kurzschluss WAKE Pin 8 nach -> GND manuell geweckt werden.
Es ist auch ein Taster auf der Platine.

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Ursprünglich wollte ich auf Lochraster einen Versuchsaufbau löten. Dann wurde daraus eine einseitige Platine mit durchkontaktierten Bauteilen die wahlweise mit SMD bestückt werden (beides möglich). Inzwischen habe ich alle Ideen verworfen und möchte nun direkt bestücken lassen, da ich eh nix da habe.