Pollin AVR NET-IO Verbesserungsmaßnahmen
Um das AVR NET-IO Board vernünftig nutzen zu können, muss die Schaltung leider etwas angepasst werden. Vom ursprünglichen Entwickler wurden hier wohl einige wichtige Punkte vergessen bzw. aus Kostengründen einfach weggelassen.
Spannungsversorgung
IC1 und IC2 sind für die Spannungsversorgung des Boards zuständig. IC1 generiert 5V und IC2 generiert 3.3V (so wäre die Idee).
Leider wurde auch hier gespart. Bei IC2 bzw. bei der kompletten 3.3V Versorgung am NET-IO Board wurden die Stützkondensatoren vergessen! Die Folge dieses schweren Fehlers ist dass die 3.3V Versorgung leicht schwingt. Sie schwankt zw. 3.3 und 3.4V ständig hin und her.
Am Eingang und am Ausgang des Spannungsreglers IC2 muss daher ein Kondensator mit 100nF aufgelötet werden!
Interessanterweise ergeben sich dann stabile 3.43V…???
Eine weitere Fehlersuche hat gezeigt dass der Spannungsteiler von IC2 (R1 und R2) leider etwas falsch dimensioniert wurde. Da der ENC28J60 laut Datenblatt maximal 3.45V verträgt ist mir hier das Risiko zu hoch.
Die Werte für eine stabile 3.28V Versorgung wären dann für R1 240 Ohm und für R2 390 Ohm. Damit ist man auf jeden Fall auf der sicheren und stabilen Seite.
ENC28J60
Um einen stabilen Betrieb des ENC28J60 und des ATMEGA µC’s zu garantieren, sollten an den Versorgungs PIN’s jeweils ein 100nF Kondensator gegen Masse geschaltet werden.
Beim ENC28J60 (IC3) wären das Pin 15,19,20,25,28.
Am Besten eignet sich dazu ein 100nF SMD-Kondensator in der Bauform 0603. Damit passt er ziemlich gut zwischen die PIN’s (Nebenan ist fast immer Masse). Dort wo kein Massepin nebenan ist, muss der Lötstopplack von der Massefläche etwas aufgekratzt und der Kondensator dort angelötet werden.
R4 hat laut Schaltplan einen Widerstand von 2.2kOhm und 5%. Im Datenblatt des ENC28J60 findet man aber explizit die Angabe dass der RBIAS Widerstand einen Wert von 2.00kOhm und 1% haben soll! Das Netzwerk funktioniert zwar, aber man darf sich halt nicht wundern wenn es nicht stabil läuft oder die maximale Kabellänge von 100m bei Ethernet nicht erreicht werden. Also -> Austauschen!
AtMega
Beim IC5 (Atmega) ist zwar ein 100nF zwischen Pin 10 und 11, allerdings schadet es nicht direkt auf die PIN’s an der Unterseite der Platine noch einen zusätzlich aufzulöten.
MAX232
Die nächste Baustelle ist der MAX232 (IC4). Hier sollten laut Datenblatt maximal 1µF Kondensatoren angeschlossen sein. Hier findet man aber 10µF…
Auch hier am besten alle Kondensatoren (C17,C16,C15,C14) gegen 100nF austauschen.
LED
Die Led ist absolut sinnlos. Leuchtet immer. Ist sehr billig und benötigt daher einen hohen Strom um überhaupt halbwegs zu leuchten. Im falle des NETIO’s fließen ca. satte 14mA durch die LED. Der Nachteil der LED… sie ist nach dem 5V Spannungsregler angeschlossen. Dadurch gibt es beim Betrieb mit 12V einiges an Verlustleistung nur durch die LED!
Da beim Betrieb mit 12V am Eingang am Spannungsregler 7V vernichtet werden und die LED 14mA benötigt ergibt sich eine Verlustleistung von ca. 0.1W. Klingt nicht nach viel, aber für eine LED ist das schon ordentlich und der lineare Spannungsrelger freut sich über jede Entlastung die er bekommen kann, da er ohnehin schon sehr heiß wird. Ich hab die LED einfach abgezwickt und entsorgt.
Als kleinen Tipp am Rande. Ich habe IC1 gegen einen Schaltregler mit 3.3V (zB.: Conrad W78-3V3) getauscht. Dadurch halten sich die Verluste sehr gering wenn man das NETIO mit 12V oder mehr versorgen will.
Dann habe ich noch IC2 ausgelötet und überbrückt. Dadurch wird jetzt das komplette Board mit 3.3V versorgt. Das ist allerdings ein kleines Risiko, da der ATMEGA1284P (für Ethersex vorbereitet) laut Datenblatt bei 16MHz 5V benötigt. Mit einer 3.3V Versorgung können nur ca. 13MHz verwendet werden. Das Risiko bin ich aber eingegangen und sieh da, alles funktioniert. (Bei Raumtemperatur ist es kein Problem. Wenn das NETIO in extremeren Temperatursituationen betrieben wird, kann es dann schon zu Problemen kommen).
Da der MAX232 nur mit 5V funktioniert, habe ich ihn gegen einen MAX3232 ausgetauscht.
Falls man bei 3.3V und 5V bleiben möchte, kann man die Spannungsregler IC1 und IC2 gegen kompatible Schaltregler tauschen. Dann wirds auch gleich nicht mehr so warm 😉 (ACHTUNG: IC2 hat eine andere PIN-Belegung wie IC1, es kann daher nicht 1:1 der gleiche Schaltregler-Typ verwendet werden)
Mit diesen Umbaumaßnahmen lässt sich nun das NETIO-Board einsetzen, ohne dass man sich wundern muss warum es schon wieder abgestürzt ist 😉