problem sa PIC kontrolerima- jesu li stvarno toliko alergicni na smetnje u napajanju?

Pozdrav
Da li bi uz odredjene promene sema macolekg mogla da radi 12Vdc in 12Vdc Out ?

Upravo zato treba staviti malo SMPS napajanje sa ograničenom mogučom snagom, i što manjim kapacitetom primar - sekundar.

Važna suština se nalazi u tome da pojedinačni impuls takvog smps nosi energiju reda 50-100uJ.
Da bi "overila" nešto na izlazu, pojava koja napadne takav smps mora biti drastično kraća od vremena jednog polutalasa.

Ukoliko ga klepi neka gadna pojava, tafojče to ne može preneti, čak i ako jezgro na kratko ode u zasićenje sve to preživi i nastavi da radi bez trzaja.

Sa onim torusnim trafojčetom se mogu postići kapaciteti primar sekundar reda 20pF malo boljom tehnikom motanja.

Relativno lako je pokupiti to što projuri kroz tako malen kapacitet.

Na žalost, varnične pojave se prostiru i kao radiotalas i budu primljene na dužim vodovima iz MCU (koji se ponašaju kao antena), pa i te kako mogu da obore MCU ili neku periferiju.
Tu pomaže oklapanje, a najbolje je supresovati pojavu na izvoru (prigušni RC članovi), odnosno bar joj sniziti učestanost.

Elektrostatička pražnjenja su vrlo nezgodna. Zahtevaju obično neki oklop, a obavezno serijski optornik za svaki pin MCU, što značajno povećava već postojeću količinu imunosti na te pojave.

----------
DsPic takođe imaju veoma stabilne A/D.
Generalno A/D po mom iskustvu u svkom PIC dobro rade, i ratiometrijski a i sa dobrim Vreff. Stabilno, sa vrlo malo šuma.

Skoro je proban A/D na STM32F407 (mikikg), i to radi bolje od pola DVM na tržištu. Videćemo kako će se pokazati u gadnom okruženju...

Može svakako, samo je veoma bitno šta stoji ispred njega a šta iza.

Kada mi se odgovori na pitanje daću modifikacije. Ako je "tajna" onda verovatno ne može da radi na tome :-)

Inače, već odavno radi kao galvansko razdvajanje napajanja na nekoj autodijagnostici.

Pozz

@macolakg

Odlicno resenje napajanja MCU.Na kom jezgru je motan onaj trafo sa sheme.
Ja bih napravio nesto tako(izrutovao pcb) pa ako moze shema sa izmenom (LM317 itd)

Na nekim mojim kontrolama gde imam nekih relea i sklopki mi se desavao reset,ja sam to resio na neki nacin ali ipak bih ubacio
ovaj tip napajanja radi se o kontrolama nekih agregata i sl.

@Macolakg

-Iza je napajnje sa transformatorom i coperskim ispravljanjem koje puni i akumulator 12V

-Ispred:
-jedan mikroprocesorski (atmel) DC voltmetar koji se napaja sa tih 12VDC
-jedan stabilizator na 10V za mereni napon voltmetra
-jedan gsm modem napajnje 12VDC



Problem je sto je sve jako blizu a gsm ima antenu na PCB-u i kada pocne da salje poruke pocinje da smeta atmelu.
Ne resetuje ga nego poveca merenu vrednost za 2V-3V cak.
Neznam sta sve nisam probao al to nemogu da eliminisem.
Kada sam napojio DC voltmetar sa drugog transformatora nisam imao probleme al to ne mogu da uradim jel se napaja sa istog akumulatorskog napajanja.

Pozdrav i hvala

Pozdrav za Makija :)
Naravno da je poznato napajanje :).Ja sam presao na PLC kontrolere poodavno ali znam da sa ovakvim napajanjem dok sam se igrao sa PIC-ovima nisam imao problema ama bas nikada.
Imam par modula sa onim tny kolima i nisu me tada izdala.(bila su mala i zgodna).
Danas je to druga prica ,kupuje se i montira gotovo.
Sigurno jedno znam :) da je senior Macola uvek dobijao bitku sa prljavim naponom ma gde se njegovi mikrokontroleri nalazili.
Jos jednom veliki pozdrav za njega i ostale.

Eh, da nisi možda Vlada sa kojim sam se upoznao u Orašju (Elma)?

Mislim da jesi. Puno pozdrava Vlado. Ne zameri.

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 10.12.2013. u 04:50 GMT+1]}

Napajanjce je prilično običan push-pull.

Predviđeno je za rad od 13VDC do 35VDC (standardnih 24VDC, sa većim rasponom tolerancije).

Trafo je na jezgru R16 od materijala N30 "Epcos" ili isto R16 K10000 "Kaschke".

Pošto je taj materijal jevtin i ima ga svuda (Comet, Itc, Retam...), zato ga koristim.
Inače je visokopermeabilan i namenjen za common mode RSO filtre (current compensated chokes).
Ujedno treba prilično malo navoja.

Kada se koristi torus R20 od istih materijala, treba za primar 2 x 15 navoja bifilarno.
Za sekundar 2 x 7 navoja, takođe bifilarno.

Kada se koristi R16 onda primar 2 x 20 navoja, a sekundar 2 x 11navoja.

Sve sam motao sa žicom 0,35 (takvu sam imao u većoj količini, a dovoljna je do 1A izlazne struje).

Klasičan strujni izvor sa LM317 (vidi iz literature kako se pravi) ima otpornik od 68R.
Stavlja se umesto otpornka za pin 13 a ulaz u LM317 pravo na + od 1000uf, a sa pina 13 ide klamp zenerica od 12 V ka masi i obavezno bar 10uF ka masi.

Pin 15 ide kroz 220R direktno na + 1000u/35, naravnoima decoupling kao na šemi..

Sve je to dakle za ulazni opseg napona od 13- 35VDC.

Push pull je inače vrlo osetljiv na bilo kakvu asimetriju, pa stoga treba motati i primare i sekundare bifilarno (tvrda sprega polovina primara, kao i tvrda sprega polovina sekundara, međusobno), no između primara i sekundara može biti veliki razmak (kao na slikama), gde se može dobiti izolaciona sposobnost trafoa do iznad 1KV.

Kada se korektno uradi radiće dugo i zahvalno ( ni jedan jedini od 160 komada mi nikada nije zakazao za 15 godina).

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Da bi se koristilo sa ulaznim naponom od 9-19VDC primar na R16 treba da ima 2 x 11 navoja bifilarno, a sekundar za 5V takođe 2 x 11 navoja bifilarno.

Za od 9-20 na 12 VDC izlaznih primar 2 x 11 navoja bifilarno, dok sekundar 2 x 20 navoja bifilarno.

Mosfeti IRF640 (niska cena a robusni, mogli bi i mnogo manji ali ruski princip je u pitanju a cena skoro ista :-).

Za ulazni napon od 9-19VDC ne treba nikakav strujni izvor za SG3525 (LM3525, UC3525, KA3525), već se pinovi 15 i 13 međusobno spoje, na njih stavi decoupling od 100uF/35 i 100nF ka masi, a u njih se dovede 9-19VDC kroz 22R/0,25W.

Ostalo je isto kao na šemi koju je Vlada postavio, osim što možeš staviti tiristorče za strujnu zaštitu ako želiš, ili ga izostaviti takođe. Ako ga ne koristiš onda sors otpornik zameniš kratkim spojem a na pin 8 samo 10uF ka masi.

Za 12VDC izlaznih gornji otpornik u razdelniku na TL431 treba da bude tačno 38K (umesto 10K za 5 V).

U šemi koiu je Vlada postavio je jedna sitna greška: otpornik za kompenzaciju TL431 (na red sa 10nF) treba da je 1K8 umesto 1K (radi i sa 1K ali je finiji ripple i bolji odziv sa 1K8).

I za 12 VDC izlaznog napona zavojnica na sekundaru može da ostane 470uH, samo dimenzionisana prema potrebnoj struji (sadašnja 09P471 je za 420mA kontinualne struje, ako ne treba veća struja neka ostane ista zbog gabarita ).

Deo pcb koji je napajanje se da lako prepoznati i na sličan način nacrtati iliiskopirati to parče (Važno je rutovnaje veza).

Takođe je važno da glavni Elko za napajanje, od 1000uF 35V ima onu diodu na red.
Dva su razloga za to:
- zaštita od kontra polariteta
- još važnija imunost na nagle padove u sistemskom napajanju.

Sa oko 70KHz sa R16 N30 (K10000) se može imati oko 12W izlaza, sa R20 oko 30W izlaza.

Za veću snagu kroz ista jezgra treba povećati frekvenciju na 100-120KHz, i umanjiti Rg na 27R.

Paralelno izlaznim elko (2 x 100uF/25) treba staviti keramički multilejer 100n.

Crowbar dioda za 5V treba da je BZW04 5V8, za 12V P6KE12A.

To je prventivna mera koja se može izostaviti ako se napaja neki jevtin uređaj.

---------------------------------------------
Definitivno treba staviti RC članove na svaku špulnu kontaktora koji je u blizini bilo kog PLC.

Kod većih kontaktora treba 330R/2W na red sa 47-100nF/630V MKP, kod manjih kontaktora ili većih releja 470R/2W na red sa 22nF/630V MKP, na DC relejima kontradiodu, za 24VAC releje 33R/2W na red sa 220nF/100V MKP (kondenzatori mogu biti i MKS4 ali je bolji MKP).

Vodove velikih motora ili sve energetske vodove freekventnih regulatora treba voditi daleko od PLC i pod pravim uglom u odnosu na signalne vodove.

Evo u ovom postu i odgovora za potrebnih 12VDC izlaza.

Pozz

Pošto sa posebnim napajanjem gubiš problem, verovatno je ground loop u pitanju.

Verovatno ćeš to rešiti ovim napajanjem.

Ako pak to ne upali onda ćeš bukvalno na svaki vod napajanja da staviš malene prigušnice reda 100-330uH i iza njih keramičke kondenzatore ka masi, posebno isto važi za ulaze A/D i njegov eksterni Vref ako je udaljen.

Te filtre treba smestiti najbliže moguće do MCU.

U prethodnom postu je opis modifikacije na 12V

Pozz

Mozda ti je tu problem sa ulaznom impedancom od A/D. Predpostavljam da meris 12V i imas neki naponski razdelnik sa otpornicima koji posle idu na A/D ulaz.
Npr imas 10k+30k, spusti vrednost otpornika ali da odzis isti odnos, recimo 1k + 3k. Tako si smanjio drasticno impedancu pa je potecialnim smetnjama teze da uticu na to.

Kada ni to ne pomogne, onda se stavlja OP buffer koji moze jos vise da spusti impedancu (reda 50-600 ohm).
Specificno za vrlo prljava okruzenja postoje EMI-Hardened verzije OP-ova koji u sebi imaju integrisani filter koji zestoko anulira smetnje (frekvencije) koje su van njegovog interesa.

http://www.ti.com/lit/wp/snoa817/snoa817.pdf
http://www.ti.com/lit/an/snoa497b/snoa497b.pdf

---

Kada se stavlja sopstveno napajanje za 24VDC sa gvozdenim trafoom, dobra je praksa da je primar trafoa za 400VAC međufaznih, i naravno da se i napaja međufazno.
To je pouzdanije od SMPS na 230V.
Isključivo to stavljam ako iole postoji šansa za prisustvo trofazne struje. Bukvalno nateram gazdu da dovede trofaznu u mašinu i ako nije potrebno za ostalo.
Uslovim ga da mora da dovede trofaznu i da stavi Uto-Uko utičnicu ako hoće garanciju. Ujedno predložim šta još od ostale opreme treba da promeni radi pouzdanosti.

Tako se gubi opasnost od kidanja nule negde u sistemu, sve drugo (što radi monofazno) može otići u pm, a PLC neće ni da trepne :-).

Nije to loša stvar oko poverenja u opremu. Tri puta do sada sam se uverio u to, a to se kasnije i pročuje pa bude korisno za posao.

Otkinula se nula na banderi, svi monofazni frekventni regulatori eksplodirali od pucanja elko, svi grejači pogoreli, takođe i termoregulatori, a moj PLC radi kao sat i na displeju piše "Greška napajanja" (imao sam O.K. fidbek iz frekventnih).
Ni PLC ni "Eprom" trafo 400/24DC nisu ni mrdnuli.

I čovek kaže: "Brate ala si ga napravio! Sve izgore a on ništa!"

Šta da mu odgovorim?

Kada sam mu pre 10 godina predlagao da stavi skuplje frekventne sa međufaznim napajanjem, bilo mu je skupo.
Kada sam mu rekao da stavi rastavni trafo 400/230 za termoregulatore, rekao je "Ma daj, nema šanse da mi se otkine nula. Nikad mi se u životu to nije dogodilo. Neću da bacam pare na pretpostavke."

Da me je poslušao tada, prošao bi sa zamenom 5 grejača, i sve bi ga koštalo drastično manje (4 frekventna od 2,2KW, 5 termoregulatora PID, 5 grejača, sada je zamenjeno).

Divota jedna.

Na svoju nesreću uvideo je koliko sam bio u pravu, i setio se šta sam mu govorio.
Na još veću žalost to nije jedina mašina koja mu je stradala tada.
Sada se nešto rve sa elektrodistribucijom pokušavajući nekako da naplati štetu.

Retko se to događa, ali se ipak događa.

--------------------------------

Opasna početnička greška kod ispravljača sa gvozdenim trafoom je rutovanje veza od greca do elko.

Treba vodove iz greca odveszi pravo na filterski elko (najdirektnije u njegove nožice), takođe iz istih tačaka izvesti DC napajanje (opet najdirektnije sa nožica elko).

Svaka druga opcija nudi ogromne šanse za obaranje kontrolera pri nekoj udarnoj pojavi u mreži a kada je analogni stabilizator iza.

Kada se ipak koristi analogni stabilizator za napajanje MCU, onda ispred njega treba napraviti PI filter od 1000u 10R 2200u.

Centralni minus mora biti na minus nožici onog 2200uF, u tu tačku se ulivaju sve ostale mase i minusi od susednih elko, blokova i samog stabilizatora.

---------------------------------------------------
Ono što je od krucijalnog značaja je da je gvozdeni mrežni transformator VISOKOROPUSNIH karakteristika.

Šta to znači?

Pri 50Hz iz mreže, neka neki trafo može preneti 100W na primer.

Taj isti trafo može pri 100Hz preneti 200W, pri 200Hz 400W pri 400HZ 800W, pri 800Hz 1600W, pri 1600Hz 3,2KW itd itd...

Tačno je da trafo neće izdržati dugo takve frekvencije kada bi potrajale (pregrejao bi), ali kod isključenja nekog velikog motora, javi se oscilatorna pojava reda par KHz i amplitude 500-1000V, traje svega nekoliko ili koju desetinu mS i provuče se kroz naš trafo sa snagom od nekoliko KW!

Struja kroz sekundar i grec dostigne i stotinak A u tom kratkom periodu.

Trafo to lako podnese jer je pojava suviše kratkotrajna da bi ga ugrejala, takođe obično to i grec podnese iz istih razloga.

Ali to će na filterskom elko napraviti skok napona od par desetina V, proleteti kao od šale kroz uobičajeni 7805 (kome je inače odziv reda milisekunde), i oboriti kontroler, čak ga možda i spaliti.

Te pojave prave za to kratko vreme na parčetu pcb od 1cm dužine i par mm širine i po 20V pada napona (ko hoće može se uveriti osciloskopom koliki je pad napona na takvom parčetu pcb od greca do elko, u normalnom radu a poreklom od struja normalnog punjenja koje su tek nekoliko A za ispravljač od 1A izlaza).

Kada je onaj vod kroz koji nam izlazi DC napon samo malo pomeren iz onih centralnih tačaka od nogu elko ka grecu, taj udar se dodatno sabere sa skokom na elko i garantovano razvali MCU, a stabilizator preživi i nastavi posle toga da pravi svojih 5V ili pak 3V3 (za koliko je već).

Dođemo posle havarije, merimo. Napon tačan, sve je u redu a MCU pukao kao oblanda.
Ništa nije jasno.

E sada će valjda biti jasno sa ovim što sam ispričao.

Pre svega 20 tak dana sam imao nečiju automatsku dozirnu vagu (domaći proizvođač, ne sećam se firme) gde je neki Atmel pukao kao oblanda (ostao u kratkom spoju).

Kada sam ga iščupao iz podnožja, analogni stabilizator je davao sasvim korektan napon.

Razvalio ga je mrežni trafojčić od 10-tak W, kroz koji je projurilo nekoliko stotina vati od udarne pojave, zato što je pcb loše izvedena.

PI filter 1000u 10R 2200u ispred analognog stabilizatora, prvo tranzijent priguši skupljanjem energije u prvi elko od 1000u (gde ipak napon zastrašujuće na kratko skoči), potom STRUJA punjenja 2200u biva ozbiljno ograničena sa 10R i uspori narastanje pojave do razumnih granica, ujedno smanji i njihovu amplitudu, pa to analogni stabilizator uspe da održi u korektnim granicama.

Obično za neki MCU i opremu okolo treba tek stotinak mA, gde taj 10R odnese svega jedan volt zbog pada na njemu u normalnm radu, a obezbedi veoma siguran rad u šok uslovima (svakako i vek opreme).

Eto malo nekih zanimljivih sitnica...

Pozz

>> Ali to će na filterskom elko napraviti skok napona od par desetina V, proleteti kao od šale kroz uobičajeni 7805 (kome je inače odziv reda milisekunde), i oboriti kontroler, čak ga možda i spaliti.

He he, ovo nisam znao :) Pa ja sam jos i super sa onim mojim trenutno "kljakavim" PID iz predhodne teme (nisam presao Fco filtera treutno, radi se na tome) ;)
Ja da dobijem nesto sto radi slicno kao LM7805, wow, to je mi je uspeh itekakav :)
Budzim trenutno STM32F3 pa ce da vidimo kako ce to da ispadne, mozda i bolje od LM7805 bar sto se tice trnazientnog odziva :)

---

Evo jedne zanimljive aplikacione note:

http://www.google.rs/url?sa=t&...w2JQ&bvm=bv.57799294,d.ZG4

I veoma kompletnog datasheet za tronoge analogne stabilizatore:

http://www.ti.com/general/docs...umber=lm340-n&fileType=pdf

Inače, sposobnost analognih regulator veoma zavisi od izlaznog kondenzatora.

Veoma brz odziv ima TL431 oko 2uS kada stabilizuje 2,5V

Evo pogledaj i LM317:

http://www.ti.com/general/docs...umber=lm317-n&fileType=pdf

Uh fina dokumentacija ova od Linear. Hvala puno. Bas tako nesto mi je trebalo ;)

Dobro si ovo spomenuo oko kondenzatora na izlazu regulatora. Par iskusnih clanova ovde na forumu me nesto nistu uzeli za ozbiljno kada sam pricao da ne valja silni uF da se stavljaju iza regulatora, umrtvi se totalno regulator sa tim.

---

Hvala svima na savetima.

Pokusacu sa ovim napajanjem pa se javim ako uspem.


Pozdrav

Hvala puno na prenešenom dragocenom iskustvu.
Nekada je dovoljno pročitati samo par stranica teksta i naučiti puno, kao u ovoj temu, za razliku od gomile knjižurina koje dosta "pričaju" a ništa ne kažu.

---

Definitivno jeste problem ako se pretera sa izlaznim kapacitetom. Mislim da ulazni kond nije problem ali izlatni jeste.

Baš se ovih dana borim sa jednim sličnim problemom gde se na uredjaju javlja BOR (3.3V LDO izlaz povremeno padne ispod 2.9V, reda 500uS) sa LDO regulatorom. Ukoliko nemam LDO vec je doveden napon 3.3V žicom 20-ak cm iz spoljnog izvora, mikrokontroler radi stabilnije. Za sada me je pojava prilično zbunila.
Nemam potrošača koji bi oborio napon, ali imam GSM antenu u blizini dovodnog voda u LDO. Inace stabilizator je MCP1700 na 3.3V, na izlazu je 100uF TANTAL, i gomila "decupling" kondova 100nF oko mikrokontrolera. Moracu da zasucem rukave oko ovog problema, ne moze na "oruk". A evo i lepe dokumentacije od Lineara.

Inace ranije je bilo sto vise elektrolitske kapacitivnosti to bolje. Danas, prateći dokumentaciju za raznorazne LDO regulatore, tu se mora voditi racuna sta je u izlazu, tako da si Miki u pravu.

---

@npejcic Probaj da "nakrcas" kondenzatore ali neke dosta nizih kapaciteta :) Ako ti je to SMD, preko onih od 100n zaletuj 100p + 1n jos. Tako ces da smanjis impedancu ali za vrlo visoke frekvencije.
Prakticni bi trebao da stavljas sve redom od 10p, 100p, 1n, 10n, 100n, 1u, 10u za potpuni decoupling u sirokom spektru ucestanosti.
A posto je VF ocigledno problem, napravi PI filter (LPF) kao sto je Macola predlozio ali da imas i jedan stepen sa L/C (relativno malih vrednost tj za bolju atenuaciju pri visokim frek) ispred regulatora.

---

hahaha to je ono sta ja radim, uzmem 0805 ili 0603 i kalemim ih jedan na
drugi, napravim toranj od 1p do 100n :D

---