Скидання Arduino / вивішування через іскри в лінії змінного струму


15

Це дизайн проекту друкованої плати, над яким я нещодавно працював (моя перша конструкція друкованої плати). Розмітка друкованої плати

Ідея полягає у керуванні змінного струму (вентилятори, лампочки тощо) без реле. Я використовую триаки, які кращі, ніж реле для таких програм. Я використовую оптоізолятори для повної ізоляції від змінних ліній. Я спробував запустити ардуїно за допомогою USB-кабелю, підключеного до мого ноутбука (із зарядним пристроєм), а також настінного адаптера (12В).

Спочатку схема, здавалося, спрацювала нормально. Мені вдалося скинути код у контролер і контрольні лампочки (увімкнено / вимкнено, а також затемнити їх) за допомогою UART. Я надіслав команди через UART. Однак здається, що щоразу, коли на лініях змінного струму виникає іскра (коли я вмикаю / вимикаю вентилятор), мікроконтролер не виглядає щасливим. Іноді він скидається (що є кращою частиною зображення), а інший раз він зависає, і я не можу надсилати команди через UART. Я не впевнений, чи вплине також спалений код, але іноді мені доводилося повторно завантажувати код. Якщо я вмикаю / вимикаю вентилятор в іншій кімнаті, ефекту немає.

Можливі питання:

1) Відсутність площини заземлення на друкованій платі.

2) Якась EMI через іскри.

Я також спробував підключити водонагрівач (резистивне навантаження 800 Вт) так само, як вентилятор, але нічого не сталося. Отже, я думаю, що це викликає проблеми.

Будь-яке конструктивне рішення цього питання буде дуже помітним.

Спасибі.


2
Так, це індуктивне навантаження. Для придушення індуктивного шипу вам потрібен снуд і / або MOV (або двонаправлений діод TVS). Зазвичай розміщується паралельно з вантажем. Вдосконалена компонування друкованої плати може допомогти мінімізувати ефекти. Дивіться електроніку.stackexchange.com/ q/101815/ 25328 для подібного питання, хоча ця плата використовує реле.
Tut

Оскільки ви використовуєте триаки, проблема з індуктивним шипом, швидше за все, буде набагато гіршою при підключенні / відключенні вентилятора вручну, оскільки триаки вимикаються при майже нульовому струмі. Потенційна проблема, з якою ви можете зіткнутися, - це тріаки, які не вимикаються при підключенні до індуктивних навантажень. Запропонуйте переглянути в таблицях даних та нотатках додатків для тріакових ланцюгів, призначених для навантаження змінного струму.
Tut

Це може чи не допоможе, але ви можете спробувати додати таймер сторожової собаки до свого програмного забезпечення arduino.
Вісь

@Tut - Дякую за всі ваші пропозиції. Я прочитав посилання, яке ви опублікували. Я намагаюся реалізувати їх у своїй наступній друкованій платі. Опублікуйте макет дошки перед початком виробництва, щоб ви, хлопці, могли надати деякі відгуки та вказати на помилки / виправлення.
Whiskeyjack

Відповіді:


11

Ви не показали схематично, але я не бачу жодних очевидних байпасних ковпачків або локальних ковпаків резервуара для бортового живлення. Це і відсутність хорошого заземлення цілком ймовірно спричинює проблеми.

Як уже говорили інші, ви також повинні залишити належну відстань між розділами змінного та постійного струму та, принаймні, спробувати зробити трохи заземлення.

У вас є велика дошка з малою кількістю компонентів і великим кроком штирів, тому маршрутизація більшості слідів на верхньому шарі повинна бути досить простою. Іноді доведеться переходити до нижнього шару, як правило, схема не може бути прокладена в одній площині. Однак ви можете залишити сліди на нижньому шарі короткими. Розгляньте їх як "перемичок" досить довгих, щоб з'єднати дві доріжки на верхньому шарі, які ви інакше не зможете з'єднати в площині. Міра наземної площини - не стільки островів у ньому, а найдовший розмір будь-якого острова. Тримайте джемпери короткими і розчепіреними.

Однак, ви абсолютно повинні поставити обхідний ковпачок на кожну подачу живлення до кожного ІМС. Це повинні бути маленькі керамічні ковпачки, фізично близькі до ІС, із загальними петлями якомога менше. 1 мкФ 0805 приблизно вірно. Вони не тільки будуть дешевшими та працюватимуть краще, ніж еквівалентні кришки через отвори, але і їх буде простіше припаяти.

Оскільки потужність постійного струму надходить з інших місць і, отже, його імпеданс підозрює, поставте електролітичний ковпачок пристойного розміру прямо навпроти місця, де сила потрапляє на плату. Кілька 100 мкФ повинні зробити це.


Спасибі Олін. Я читав ваші публікації з інших подібних питань, і мені довелося багато чому навчитися. Здається, найбільша помилка була виїздом із наземного літака. Я переробляю свою плату із заземленнями на обох поверхнях, а також намагаюся розмістити компоненти акуратніше, як вказують інші. Знову ж таки, я дуже ціную вашу допомогу.
Whiskeyjack

1
@ user3455594 Не залишайте без уваги ці обхідні конденсатори, особливо на Arduino.
Тута

@Olin - Які заходи ви пропонуєте захистити триаки від сплеску напруги кожного разу, коли пристрій увімкнено чи вимкнено? Після деякого читання я виявив, що снудери використовуються найчастіше для придушення вхідних шипів. Однак головне використання снодійства було пов'язане з метою запобігання помилкового спрацьовування триаку, а не триакового захисту. MOV - ще один варіант. Яка ваша думка щодо цього. Перейдіть за цим посиланням для ознайомлення з моїм випадком використання.
Whiskeyjack

20

Ви повинні поважати свою ізоляцію напруги. Спосіб розміщення (та маршрутизації) резисторів R16, R13 R10, R2, R31 і R4 ставить під загрозу ізоляційний бар'єр, створений вашими оптоізоляторами. Нижче я позначив ваш існуючий макет вашим шляхом ізоляції, який досить поганий:

введіть тут опис зображення

Майте єдину ширину зони ізоляції (ширина ваших оптоізоляторів). Тримайте лінійні ланцюги на стороні лінії, а ізольовані контури - на ізольованій стороні. Дивіться зображення нижче для пропозицій.

введіть тут опис зображення


Це буде корисно і може допомогти, але чи вірите ви, що це все джерело проблеми, і що це рішення повністю вирішить її?
Адам Девіс

1
@AdamDavis Ні, я не можу гарантувати, що це єдина причина проблем. Насправді, і до рекомендацій Оліна та Енді, безумовно, слід прислухатися. Однак це важливий аспект безпеки, і я також можу побачити, що це не менш досконала збірка, що переживає проблему.
W5VO

@ W5VO - я зробив інший макет . Чи можете ви побачити його один раз і надати свої цінні пропозиції? Заздалегідь спасибі.
Whiskeyjack

6

Земля, площина землі, площина землі і дуже мало виправдань. Погляньте, як ти міг зробити багато з цієї плати: -

введіть тут опис зображення

Я провів близько 5 хвилин, маркуючи (яскраво-червоними) сині доріжки, які могли бути червоними, майже не працюючи з мозком.

Я б ломав його і починав заново.


4
@kolosy Всі ми починаємо десь, і ми все робили погані плани при першому запуску. Це найкраща безкоштовна порада, яку отримає ОП, і якщо ви вважаєте, що я безпідставно жорстокий, то, будь ласка, наполягаю, позначте цю відповідь модераторам.
Енді ака

1
Дякую Енді. Я вже поставив заземлення у своїй другій конструкції. Як ви вважаєте, це єдине питання? PS - Я не знайшов вашої відповіді суворої відповіді. Я вдячний за твою допомогу.
Whiskeyjack

4
@kolosy Чесно кажучи, я не вважаю, що відповідь є образливою (і це може бути, тому що я згоден з вироком Енді).
W5VO

1
@kolosy: Енді говорить це так, як є, і це те, що ОП має чути чітко. І так, я згоден і з його вироком.
Олін Летроп

3
@Andyaka це може сказати, як воно є, але я не бачу сенсу вносити "ніяких виправдань" і "навряд чи будь-яку роботу мозку". Те, що для вас очевидно і бездумно, не для людей, які тільки починають.
kolosy

2

На мій досвід, встановлення та скидання ліній, тригерів та інших схем дуже чутливі до "електричного шуму". Найкращий практичний спосіб уникнути непередбачуваної поведінки ланцюга - це від’єднання ліній електропередач на кожному мікросхемі, відповідними конденсаторами. Крім того, встановлення / включення вхідних ліній з тактовим сигналом зменшить можливість "перехідних" вплинути на схеми.


Я не зрозумів останній рядок. Чи можете ви, будь ласка, докладно? Дякую за відповідь.
Whiskeyjack

1

коли я працював над проектом контролю навантаження на основі DTMF, я виявив ту саму проблему з навантаженням змінного струму. Без напруги змінного струму мій мікроконтролер 8051 працює нормально. Коли я включаю навантаження змінного струму, вся схема поводиться по-різному, коли я вмикаю / вимикаю змінного струму через релейний ланцюг. Пізніше я виявив, що насипати землю на дошці 8051 - це не добре. Нарешті я замінюю стару плату мікроконтролера 8051 на нову плату мікроконтролера 8051 з хорошою землею. Зараз це працює чудово. Тому я подумав, що ваша друкована плата повинна мати гарну землю.


Саме це було питання. Ну, я тільки почав роботу в той час, і я нічого не знав про гарне розташування друкованої плати, заливку землі, ізоляцію тощо. Ця помилка давно виправлена, але дякую за відповіді. Я сподіваюся, що це слугує гарною орієнтиром для людей, які борються з подібною проблемою. (+1).
Whiskeyjack
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.