LIS3MDL fonctionne de manière non stable

maestro

LIS3MDL fonctionne de manière non stable


Cette puce ne peut pas exécuter les capteurs Hall à chaque mise sous tension. La puce peut fonctionner avec un microcontrôleur à chaque fois, le registre «who-am-i» revient 0x3d, les registres de configuration sont capables de lire et d’écrire. Parfois, la puce renvoie des zéros sous forme de valeurs magnétiques, seule une réinitialisation matérielle résout ce problème. Cela se produit environ 1 fois sur 10.

Il s’agit d’un diagramme oscillographique sur la broche 4 (condensateur 0,1 uF) lorsque les capteurs Hall fonctionnent normalement:

Voici le graphique de l’oscillographe sur la broche 4 lorsque les capteurs Hall ne fonctionnent pas:

Que devrais-je faire?


UPD

Diagramme schématique:

Diagramme schématique

Fragment de carte:

Fragment de planche

voulez-vous dire 1 mise sous tension sur 10

Oui

voulez-vous dire que seul un cycle d’alimentation résout ce

Lorsque j’éteins l’appareil, puis le rallume, le problème disparaît.

la conception a-t-elle déjà fonctionné sans ce problème dans le passé?

Avez-vous plusieurs ensembles de ce matériel LIS3MDL ou un seul?

La conception a toujours le même problème. J’ai 16 ensembles. Ce problème apparaît sur chaque carte.

Quel diagnostic avez-vous fait jusqu’à présent, avec quels résultats?

J’ai détecté la différence entre l’état de fonctionnement et l’état de non-fonctionnement, comme indiqué sur le graphique de l’oscilloscope. Il n’y a pas d’autres défauts visibles.


UPD2

la fiche technique suggère 1µF en parallèle avec 0,1µF sur la broche Vdd; vous n’avez que ce dernier

Le circuit d’alimentation a un condensateur de 10 uF:

circuit de puissance

Est-il nécessaire d’ajouter 1 condensateur uF?

SamGibson

Pouvez-vous ajouter plus d’informations de fond et d’explications, par exemple (a) Diagramme schématique (b) Photos rapprochées du matériel montrant le capteur et les composants à proximité (c) Clarifier « Cela se produit environ 1 fois sur 10 » – voulez-vous dire 1 alimentation- sur 10? (d) Clarifier « seule la réinitialisation matérielle résout ce problème » – voulez-vous dire que seul un cycle d’alimentation résout ce problème, ou voulez-vous dire autre chose par « réinitialisation matérielle »? (e) Quel est l’historique du projet – la conception a-t-elle déjà fonctionné sans ce problème dans le passé? (f) Avez-vous plusieurs ensembles de ce matériel LIS3MDL ou un seul? (g) Quel diagnostic avez-vous fait jusqu’à présent, avec quels résultats?

maestro

@SamGibson, j’ai ajouté les informations.

anrieff

J’ai utilisé la même puce, sans aucun problème, mais j’utilise le mode I²C. Êtes-vous sûr de suivre la fiche technique par rapport à l’initialisation du mode SPI vs I²C. Je pense que la broche CS doit être maintenue basse à la mise sous tension pour la configurer pour SPI.

Daniel

Sondez la broche d’alimentation à la mise sous tension et assurez-vous que le temps de montée est conforme aux exigences du circuit intégré.

anrieff

 » Est-il nécessaire d’ajouter un condensateur de 1 uF?  » Juste pour être sûr, je souderais un 1µF au-dessus du 0,1µF existant. La capacité exacte n’est pas importante, mais la proximité des broches d’alimentation de la puce l’est.

Réponses


 SamGibson

Merci d’avoir ajouté les informations que j’ai demandées. Ces réponses suggèrent qu’il s’agit d’un problème de conception, et pas seulement d’un composant défectueux (nous ne savions pas que toutes vos 16 cartes étaient affectées, jusqu’à ces réponses).

Je suis d’accord avec les préoccupations de la réponse de laptop2d (longue trace de masse) et le commentaire d’ anrieff (manque de condensateur recommandé plus grand près du CI).

De nombreux magnétomètres (et, selon ce commentaire d’un employé de ST , le dispositif LIS3MDL aussi) prennent de courtes impulsions de courant élevé pour les capteurs magnétiques internes, malgré une faible consommation électrique moyenne. Cela signifie que des traces courtes (c’est-à-dire à faible inductance) entre le CI et ses condensateurs de découplage de puissance sont nécessaires.

Il est intéressant que vos résultats de test suggèrent que la logique interne à faible courant fonctionne (au moins principalement) correctement car vous pouvez lire et écrire les registres de configuration; ce sont les éléments capteurs magnétiques à courant élevé qui semblent mal fonctionner. Cela pourrait à nouveau signaler des problèmes liés à ces exigences d’impulsion à courant élevé.

Par conséquent, la trace longue et mince du sol du CI est une grande préoccupation. En outre, C23semble plus éloigné de l’IC qu’il ne pourrait l’être.

Vous mentionnez que vous avez un condensateur 10uF sur le rail 3,3 V, mais nous ne pouvons pas voir sur le fragment de PCB à quel point ce condensateur est physiquement proche du CI. Comme l’a suggéré anrieff , vous pouvez temporairement accrocher le condensateur 1uF recommandé, sur le 0,1uF existant (le vôtre C24, je pense?). Cependant, la trace de masse longue et mince entre le circuit intégré et C24limitera l’efficacité de tout condensateur de découplage.

Test suggéré

Sur l’une de vos cartes, vous pouvez essayer d’ajouter le fil direct le plus court possible (par exemple AWG22, pas AWG32 « aimant ») entre (a) la trace de masse du CI à côté du CI (grattez la résistance de soudure pour accéder à la trace) et (b) le nœud de terre à basse impédance le plus proche (peut-être directement à la broche de terre sur C24?) – c’est-à-dire que le fil passerait par-dessus le circuit intégré lui-même, évitant ainsi la trace plus longue autour C23. Répétez ensuite vos tests de cycle d’alimentation.

Si ce fil ajouté modifie le comportement de problème du tout (même si elle ne l’ empêche pas complètement le problème) , alors cela confirme la longue trace mince au sol est un problème.

maestro

Merci de votre réponse. Je vais refaire le design du plateau selon les notes décrites. Cela prendra quelques mois.

SamGibson

@maestro – Merci pour la mise à jour. Si vous pouviez apporter la modification que j’ai suggérée sur l’une de vos cartes existantes, et si cela modifiait les symptômes, cela donnerait une certaine confiance que le changement de la disposition du PCB pour réduire l’inductance de la trace au sol aiderait.


 laptop2d

Je m’assurerais que le courant ne baisse pas à aucun moment. Je n’aime pas non plus que cette longue trace au sol puisse être la source de bruit en mode commun. Mieux vaut mettre un via au sol à côté de la puce, sinon vous avez beaucoup d’inductance parasite. D’après mon estimation d’environ 20 mm de cuivre, cela équivaut à environ 20 nH d’inductance, ce qui pourrait faire rebondir le sol. Si vous le pouvez, prenez une mesure différentielle sur cette trace de terre et assurez-vous qu’il n’y a pas ou peu de tension dessus.

 

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