Правильная трассировка платы для RS-485

swat24 · 27.08.2015, 21:50

Добрый день.
Подскажите как правильно (или как лучше) произвести трассировку платы при использовании микросхем-драйверов ADM4853?
Вопрос возник от того, что в собранном в корпус устройстве начинаются глюки - очень прыгают значения АЦП. К примеру используются аналоговые датчики температуры и при включении устройства с микросхемами показания температуры могут быть 56, 45 градусов, вместо 26. Когда выпаиваю микросхемы (не разбирая устройства) проблема исчезает.

Как я понимаю необходимо отделить земли цифровой части, аналоговой и RS485 друг от друга, что бы избежать наводок.
Мою плату можно разделить на следующие части:
1) силовая. В которой находится транс реле и симистор
2) управление. В нее входит питание (два стабилизатора на 5В и 3.3В), аналоговая часть (3 измерительных канала), интерфейс 485 (состоит из двух микросхем ADM4853) и сам процессор.
В платах, которые уже сделал с двух сторон есть полигоны земли и по контуру полигонов переходные отверстия. Т.е. земля аналоговой части, 485 интерфейса и МК объединяется через два полигона.
Получается необходимо сделать свою землю для 485 интерфейса, и для всей остальной схемы. А они уже будут объединятся в одной точке, ближе к конденсаторам.
Или лучше вообще не использовать полигоны? а развести везде землю самостоятельно и объединять аналоговую, цифровую и интерфейсную части на конденсаторах питания?

Буду благодарен за любую помощь

kosmos440o · 27.08.2015, 23:03

у меня платы типа таких нормально работают. проблема скорей всего с питанием ацп

swat24 · 27.08.2015, 23:10

Везде стоят конденсаторы по питанию прям возле ножек МК, завтра покажу куски печатки.
Как я предполагаю микросхемы дают помехи на землю или питание АЦП. Поэтому и изменяется значение результата оцифровки

Mike121234 · 27.08.2015, 23:22

Сообщение от swat24

Везде стоят конденсаторы по питанию прям возле ножек МК, завтра покажу куски печатки.
Как я предполагаю микросхемы дают помехи на землю или питание АЦП. Поэтому и изменяется значение результата оцифровки

Украине привет!

Земля не равно земля.

Такое может произоити напр. если Вы тянете землю так:

минус питания -› питание АЦП (или аналоговые цепи) -› цифра (драйвер или напр. что то мощное помехообразующее (напр. транзистор формирования ШИМ)).
Тогда ток от драйвера (цифра) по дороге к минусу всю свою грязь несет к АЦП или нежным аналоговым цепям.

Разделите лучами землю и плюс от драйвера и АЦП. Т.е. одна Мекка земляная и от нее лучи земли.
Там есть еще тонкость.
Напр. лучше сделать две Мекки: одна аналоговая (обычно нога АЦП аналогового питания) и цифровая.

Гляньте в документе.
Там одна из глав разводке посвящена.

А при выкл. семисторе тоже все плохо работает?
Попробуйте всю силовую часть отключить вкл. управление семистором.

Удачи!

swat24 · 27.08.2015, 23:31

Mike121234,

За документ спасибо, завтра почитаю.
Самое интересное, что особо мощного у меня на плате нет ничего, силовое только на 220В и все гальванически развязано.

Завтра скину скрины как сейчас есть и как планирую сделать.

Объединять земли на конденсаторах не очень удобно, т.к. необходимо будет протягивать отдельно землю от 485 интерфейса через пол платы... Но завтра попробую, может и правда попробую так сделать.

Пробовал все отключать по очереди, даже были предположения, что наводки от кнопки питания идут, т.к. когда приближал провода к аналоговой части то показывало 56 градусов, убирал - 26. Но сегодня повторить не получилось и решил убирать по поэлементно то, что в данный момент не используется и когда отпаял ADM4853 все восстановилось и не глючило вообще. Хоть с заземлением, хоть без. На включение/управление нагрузкой прибор не реагирует никак. Нету никаких помех.

Если не получится решить аппаратно, буду пробовать отталкиваться в расчетах от референсного напряжения МК, хотя по идее тоже будет глючить, если микросхемы шумят по питанию

Mike121234 · 27.08.2015, 23:55

Попробуйте тупо разрезать землю у земляной ноги драйвера 485 (5 копыто) чтобы она повисла в воздухе.
Далее подпаяйте провод к повисшей ноге и проводок киньте на землю питания (к входной клемме или микросхеме стабилизатора).
Ну и тоже самое с плюсом питания (8 копыто) можно проделать, хотя по плюсу менее чувствительно.

Однако меня настораживает что шуметь драйвер вообще не должен пока не
передает или не принимает....
Я понимаю драйвер RS232 - Там на борту преобразователь в 9-12в. Но тут то чему шуметь?

swat24 · 28.08.2015, 00:21

Mike121234, Соберу следующую плату и попробую.
Я не могу сказать, что он именно шумит, т.к. показания особо не прыгают. При включении может быть 56 и такие остаются на протяжении длительного времени, выключаю - включаю и уже 40 показывает. Иногда после включения нормально.

Такое получается только после включения прибора. Т.е. как будто выдается смещение питания именно при включении (не знаю даже как это описать). Смотрел питание осциллографом - шум есть, но там миливольты, что не критично, т.к. усредняю еще программно значения.

При включении у МК все порты будут в состоянии высокого входного сопративления, т.е. драйвер будет стоять в режиме чтения, при условии, что не будет наводок и там не установится уровень лог "1" и тогда он перейдет в режим передачи. Допустим при включении прошел импульс и драйвер стоит в режиме передачи, но без входных сигналов он передавать ничего не будет и шуметь он тоже не должен, т.к. нечем.
Вот вопрос теперь от чего такое происходит... Завтра запаяю микросхемы и посмотрю осциллографом что творится на драйверах.

ak64 · 28.08.2015, 01:26

Любой драйвер RS485 прожорлив при передаче - в полностью нагруженную линию (два терминатора и тридцать стандартных драйверов шины) драйвер отдает ток около 100мА. Токи короткого замыкания по шине можно посмотреть в даташитах, но они около 200мА.
Уровень импульсной помехи можно представить. Если драйвер сильно крутой и быстрый, то и фронты крутые будут. Тут тот самый случай, когда сильно хорошо может оказаться плохо.

Кроме импульсных помех еще и питание можно просадить не хило. Драйвера я кормлю не только отдельной землей, но и отдельным проводом +5В. И конденсатор хороший рядом с драйвером. Ну и сам драйвер в стороне от нежных частей схемы в непосредственной близости от коннектора.

Еще:
- дополнительную нагрузку могут дать подтягивающие резисторы. Особенно если их заботливо в каждое устройство поставить и не правильных номиналов.
- ошибочные номиналы терминаторов или слишком большое их количество
- короткое замыкание шины
- пробитые защитные диоды или диоды не правильного напряжения
- большая разность потенциалов по линии земли

Терминаторы и подтягивающие резисторы я обычно на плату не ставлю, если требуется использую внешние - легче следить и труднее ошибиться.

alvadep · 28.08.2015, 01:38

А может беда в софте? Пока драйверов нет, процессору не на что отвлекаться, соответственно и показания стабильны.

akegor · 28.08.2015, 01:58

Сообщение от swat24

2) управление. В нее входит питание (два стабилизатора на 5В и 3.3В), аналоговая часть (3 измерительных канала), интерфейс 485 (состоит из двух микросхем ADM4853) и сам процессор.

Измерительные каналы со своим АЦП или АЦП в контроллере? В последнем случае зря разделили на разные платы.

Сообщение от swat24

земля аналоговой части, 485 интерфейса и МК объединяется через два полигона.
Получается необходимо сделать свою землю для 485 интерфейса, и для всей остальной схемы.

Вопрос земель весьма непрост. Часто кроме разделения на аналоговую и цифровую земли нужно выделить еще и измерительную. Аналоговая служит для питания аналоговой части, а измерительная - чисто для измерительных цепей. Сложно делить земли, если есть аналого-цифровые компоненты. Скажем, фильтры. Там и цифра (частота) с контроллера, и питание, да еще и измеряемый сигнал проходит. Тут бубен помогает и усиленное чесание репы. С первого раза плата может оказаться "ни в дугу".