HM-Sec-SCo (opt. Fensterkontakt) - seltsamer Defekt (Lichtschranke)

[Pfriemler]

Moinsen,
die Dinger sind doch eigentlich sehr zuverlässig. Fehlerkennungen kenne ich von mir überhaupt nicht, bei guter Justage immer verlässliche Ergebnisse.

Umso bedenklicher, dass einer meines Dutzend gestern nachmittag auf Terror schaltete: bei Abwesenheit bekam ich in einer Stunde ca 200 Öffnungshinweise. Der Zauber ging über ein paar Stunden. Seither meldet er nur noch offen. Initialisierung (rot-grün-gelb), Sabotagekontakt etc funktionieren. Nur der Status ist immer offen. Egal was ich davor halte. Die Batterie ist noch gut, ich habe auch eine frische Ersatzbatterie benutzt.

Bevor ich das Ding heute nachmittag auf Gewährleistung prüfe und ggf. seziere:
Kommt das jemandem bekannt vor?

[gloob]

Wie alt ist der Sensor denn? Schaltet die LED auch immer mit? Bausatz oder Fertiggerät?

[Pfriemler]

Bausatz. Wobei diesbezüglich auch da alles fertig ist.
Müsste einer meiner letzten sein, also ca. ein Jahr. Leider bin ich so eine ehrliche Haut - genau dieser gehörte mit zu den ersten, Juli 2015 auf der Werkbank gehabt mit Foto. Mmmmist!
Der Sensor reagiert auf keine Änderung. Taste und Funk sind einwandfrei.
Diagnose kriege ich selbst hin, danke. Ich wollte nur fragen ob jemand sowas schon hatte oder davon las.
Heute nachmittag mehr ... dann sind Oszilloskop und Handycam in Benutzung bzg der Lichtschranke.

[Pfriemler]

Fehler gefunden. Für die wo es interessiert  (siehe Schaltplan)
- Zunächst schaltet über PB13 die Erkennungsmimik ein, für ca 86 µs, nachzumessen auch an MP7
- Fällt kein Licht auf die Empfangsdiode in PS1, wiederholt sich dieser Puls über T1 auf MP3 bzw. PD5
- Wird die Diode extrem fremdbeleuchtet, so fallen die Impulse an MP8 aus. Das Ausbleiben erkennt der µP dann als Fremdlicht (nehme ich an).
- kurz nach dem Einschalten von PB13 folgt PB14. Dies steuert über T2 die Sendediode an.
- Fällt genug von diesem Licht auf die Empfangsdiode, so wird der 86µs-Puls wie bei einem Fremdlicht "abgewürgt".
  Aus dieser Veränderung kann der µP nun auf "geschlossen" erkennen.
Leider habe ich nach der wiederhergestellten Funktion nicht nochmal nachoszilliert. So kann ich nicht sagen, ob der Sendepuls kürzer als der Empfangspuls ist (ich vermute es aber aus der Erinnerung), so müsste sich der Sendepuls also im Empfangspuls wiederholen (im Idealfall also zwei kurze statt einem langen).

Bei mir gab es ein Problem mit der Sendediode. Sie hat einen "Wackelkontakt" - die Lötstelle sah eigentlich gut aus, der Durchgang vom Bein zu MP7 stimme auch immer, aber die Kurvenform war seltsam verschliffen oder ich maß nur null (statt 3V). Offenbar handelt es sich um diodeninternes Kontaktproblem, was sich durch leichte mechanische Verspannung korrigieren ließ. Ein Nachlöten an Pin3 von PS1 scheint da das behoben zu haben. Erwartungsgemäß ist das nicht von Dauer.

Zunächst aber funktioniert der Sensor wieder perfekt.
Die Lichtimpulse kann man mit einer Handycam übrigens einwandfrei erkennen.

[Pfriemler]

Hole den Fred nochmal vor, hier Messungen an einem anderen SCo, den ich defekt aufgekauft habe. Dieser SCo zeigt ein etwas abweichendes Verhalten: Er erkennt bei Kälte nur noch offen, nicht mehr closed.
Vielleicht helfen die Zusammenhänge auch mal jemandem, der selber Probleme hat.
Es gestaltet sich hier etwas anders als von mir im vorigen Beitrag beschrieben, aber ich habe inzwischen auch bessere Technik :-)

Das erste Bild zeigt einen kleinen Ausschnitt aus dem Schaltplan rund um die Reflexlichtschranke. In kurzen Pulsen wird der Empfangsbereich über Pin 12 des µP angesteuert, die linke Empfangsdiode in PS1 wird über den Teiler R3+R7 bestromt, gleichzeitig T1 angesteuert. Die Signalverläufe an MP7 und MP8 sind proportional, klassischer Emitterfolger/Impedanzwandler. Die blauen Kurven zeigen MP8, was der µP über Pin17 misst und auswertet. (Die Beschriftung der Bilder ist falsch, aber ich bin zu faul das zu ändern)
Im normalen Offen-Fall stellt sich eine Spannung von >1,5V recht zügig ein.
Die Sendediode der Reflexlichtschranke wird über Pin13, R4, T2, R9 angesteuert. Den Spannungsabfall an MP9 zeigen die violetten Kurven. Man sieht, die Sendediode wird etwas später als die Empfangsdiode aktiviert. Im ersten Screenshot ändert sich die Signalform am Empfangsteil nicht - offenbar kommt kein Licht reflektiert zurück.
Im zweiten Shot ist die Reflexlichtschranke abgedeckt. Das Licht der Sendediode steuert die Empfangsdiode durch, die Empfangskurve bekommt einen sichtbaren Knick. Die Differenz wie gezeigt reicht für einen "geschlossen"-Erkennung aus.

Im dritten und vierten Shot sehen wir den gut tiefgekühlten Sensor. Die Empfangskurve ist deutlich verschliffener und erreicht bei weitem nicht die 1,5V im Normalzustand (siehe die Cursorlinien in allen Bildern). Solche Signale wären auch zu erwarten, wenn der Empfangssensor extrem fremdbelichtet wird. Trotzdem ändert sich auch hier bei Abdeckung die Signalform signifikant, jedoch erkennt der Sensor weiterhin auf "offen". Im Laufe der Wiedererwärmung steigt der Pegel an MP7 langsam weiter. Der so abgedeckte Sensor wechselt spontan auf "geschlossen", wenn der Beginn des Signals (also während der Fremdlichterkennung) lange genug über 1,3 Volt liegt.

Leider habe ich bislang noch nicht herausbekommen, was die Probleme verursacht. Die Bauteile und Lötstellen scheinen eigentlich alle intakt, die Pulse aus Pin12 sind stets sauber und haben volle Amplitude. Etwas in und um die Empfangsdiode und R7 sorgt für das auffällige Verschleifen. Möglicherweise handelt es sich um zusätzliche Stromleitung infolge von Feuchtigkeit. Es fällt deutlich auf, dass der Pegel an MP8 nach der Entnahme aus dem Tiefkühlfach schon niedriger ist, im Laufe der ersten Erwärmung aber regelrecht absackt (wenn die Platine "betaut"). Dazu passt, dass es Spuren von Batterieflüssigkeit an den Kontakten gibt. Nach genügend Erwärmung und Abtrocknung (die hier im offenen Zustand sehr viel schneller ging als im geschlossenen) arbeitet alles wieder normal.

Fällt noch jemandem was auf, habe ich evtl. was übersehen?
Leider bekomme ich mit meinen Mitteln das Funkmodul nicht ab und kann all die Bauteile rund um den Sensor daher nicht direkt erreichen. Was ich sehe, sieht normal aus. Ich werde trotzdem den Sensor einmal waschen und trocknen und dann sehen, ob sich die Feuchtigkeitsempfindlichkeit ändert.

NACHTRAG: Eine Waschung und Trocknung mit Isopropanol hat keine Änderung gebracht. Allerdings hat sich der Verdacht eine Feuchteempfindlichkeit bestätigt: die testweise heftig angehauchte Sensorplatine zeigt sofort wieder den absackenden Pegel und der Sensor wird wie gehabt "daueroffen". Kalt ist er dabei ganz und gar nicht, ganz im Gegenteil. Ich habe jetzt einmal Klarlack auf den entsprechenden Bereich aufgetragen und teste morgen, ob es eine Besserung zeigt. 

[frank]

wenn ich das richtig verstehe, ist bei kälte der blaue impuls grundsätzlich niedriger, so dass open gerade noch passt und close knapp nicht mehr.
da ist doch dann eventuell die "versorgungsspannung" der empfänger-dioden-schaltung bei kälte zu niedrig, also das, was pin 12 des uC liefert. entweder Ub ist insgesammt zu niedrig oder die last an pin 12 wird bei kälte zu niederohmig (strom messen). vielleicht c6 mal tauschen.

edit:
sind die widerstandswerte entsprechend dem schaltplan, oder falsch bestückt?
hast du vergleichsmessungen von einem funktionierenden sco?

[Pfriemler]

Siehe Nachtrag von mir: es ist definitiv kein Kälte-, sondern ein Feuchteproblem.
Der Sensor erkennt ausschließlich auf closed, wenn er einen nachweisbaren und nicht zu niedrigen peak im auszuwertenden Signal findet, sonst immer "open", auch bei fehlendem Signal (Kurzschluss an MP7, also nicht etwa ein error oder so).
Die Widerstände messe ich mit meinem speziellen 0,3-V-Ohmmeter (= Halbleiter haben keinen Einfluss) auf 450k (R3) und 1,18M (R7), passt also. Durch kräftiges Anhauchen bekommt man letzteren auf 0,9M herunter, q.e.d.: Der Spannungsteiler verändert sich so signifikant, dass die Auswerteschwelle verfehlt wird.

Da die Kurvenform vor und hinter T1 praktisch immer identisch ist (mit einer Differenz von ca 0,7V wie es soll), muss ich nicht von Problemen mit R8 und C6 ausgehen.
Die Spannung an pin12 ist zu jeder Zeit, Temperatur und Feuchtigkeit recht stabil gewesen, knapp unter 3V, siehe auch die violetten Kurven, sie unterscheiden sich nur um 0,1 Volt (3V-0,6 bzw. 1,3V, Flussspannung der IR-Sendediode). Die Differenz an MP7 beträgt je nach Feuchte bis zu 0,5V.
Vergleich von einem funktionierenden SCo steht noch aus, meine sind alle verklebt an den Fenstern, bin froh dass sie halten.
Auslöten ist nicht, meine Entlötpumpe arbeitet nicht sauber genug, um das Funkmodul herunterzubekommen, was habe ich gestern geflucht... Ich kann nur durch den Schlitz zwischen Platine und Funkmodul operieren, wo alles innerhalb des Kästchens im Schaltplan liegt (der Prozessor ist zugänglich).

[Pfriemler]

Heute einen SCo am Fenster seziert (Basisgehäuse blieb kleben) und untersucht, anschließend ins Tiefkühlfach gelegt, unter Beobachtung wieder aufgetaut und zuletzt angehaucht: Die Signalform blieb genau wie oben beschrieben "warm/normal" unter allen Umständen und zeigte keine sichtbaren Veränderungen oder Einbrüche.
Und jetzt die gute Nachricht dazu: die lackierte Platine verhält sich absolut identisch. Ich hatte in jedem Zustand (tiefkalt, erwärmend, angehaucht) eine einwandfreie Erkennung. Problem gelöst.