ua_gruzin, поподробнее о параметрах "пускателя", пожалуйста. Чем управляется обмотка, рабочее напряжение обмотки и ток.
1) Если ток управления обмотки постоянный, то скорее всего просто нет шунтирующего диода параллельно обмотке, подавляющего противо-ЭДС при размыкании ключа. Если это так, то гарантировано попадание части тока ЭДС в цепь питания, бросок в питании контроллера и глюки вместе с ним.
2) Как уже сказали, такое бывает при неправильно разведенной земле, когда общий провод к МК тонкий и является смежным с силовым агрегатом. Но об этом, думаю, можно начинать говорить только если ток силового агрегата больше 0.5 А.
3) Чтобы скачок не распространялся по шине питания, в непосредственной близости с ключом обмотки должен быть "резервуар энергии", т.е. конденсатор по шине питания (10-100 мкФ).
Раскажите про параметры пускателя и ключа, который им управляет, тогда можно говорить более обстоятельно.
А вообщем по теории, не сильно доверяйте русскоязычным источникам по вопросам помех, так как в основном эти источники еще со времен СССР, а в то время кроме экранирования ничего не предлагали по этому вопросу. Ссылка
http://caxapa.ru/lib/emc_immunity.html вполне достойна, но там не хватает описания одного приема, о котором я расскажу ниже.
Секрет избавления от помех и сбоев лежит не в экранировании, а в:
1) Фильтрации высоких частот на входах контроллера
2) Ограничении тока входов (обычно совмещено с фильтрацией в виде RC фильтра)
3) Ограничение тока выходов (резистор). Имеет смысл если провод от выхода (контроллера) покидает пределы корпуса устройства и возможны КЗ или частые электростатические разряды. Или если выход подключен к потенциальному источнику импульсных помех, которые могут проходить извне через паразитные емкости элементов.
4) Понимание дифференциальных линий передачи электрических сигналов. Этому общему правилу подчиняются и шлейфы, и подвод питания к разным частям одной схемы, и расположение дорожек на плате.
Это самое главное правило. Краткий смысл его таков — исходящие и входящие токи линии (шлейфа, подвода питания и т.д.) должны быть равны настолько, насколько это возможно. Длины проводников и расположение их в пространстве для исходящих и входящих токов должны быть равны настолько, насколько это возможно. Выполнение этих правил дает минимальную чувствительность к помехам и минимальное их излучение. Наглядные примеры: кабель "витая пара" для передачи данных, интерфейс RS-485, телефонная линия.
Большинство людей думают, что правила дифференциальных линий применимы только там, где есть дифференциальный вход (операционный усилитель, трансформатор), но это заблуждение, навеянное стереотипами и некачественным подобием образования. На самом деле эти правила можно применить ко всему, что потребляет электрический ток. Вот пример — микроконтроллер ATmega. К нему идут два провода: "-" и "+". Эти два провода можно и нужно рассматривать как диффернциальную линию. В один провод ток исходит, по другому проводу ток входит (это все условно, просто чтобы понимать что такое входящий и исходящий токи. Нужно представить как "течет" ток, например, на клеммах блока питания).
Для наглядности представьте, что эти два провода подвода питания к микроконтроллеру очень длинные, целых
10 метров, проходят через всю комнату, из одного угла, где стоит блок питания 5В к дальнему окну, туда где расположен микроконтроллер.
Провода имеют одинаковую длину и идут в нескольких миллиметрах друг от друга. (Не забываем про маленький конденсатор 0.1 мкФ, который по даташиту должен стоять в непосредственной близости к контроллеру, поэтому прямо на ножки питания контроллера запаян такой конденсатор). И вот в комнате запустили мощный источник ЭМИ (электро-магнитного излучения), например советский пылесос или электробритву изготовления 1980-х годов. И что вы думаете, контроллер повиснет? Нетушки! Будет работать как атомные часы. Почему?
Ответ прост: электромагнитное поле помехи создает ЭДС
сразу в двух проводниках питания контроллера. А поскольку проводники почти одинаковой длины и имеют почти одинаковое расположение в комнате, то величина ЭДС, наводимой помехой,
одинакова для каждого из проводов. Ну и что? А то, что между ножками микроконтроллера будет по прежнему
идеально чистые 5В, так как сигнал помехи будет само-компенсироваться.
Теперь совсем немного математики "на пальцах":
‹Напряжение питания контроллера› = ‹Потенциал провода "+"› - ‹Потенциал провода "-"›
Добавим помеху. Помним что помеха одна и та же для каждого из проводов:
‹Напряжение питания контроллера› = (‹Потенциал провода "+"› + ‹Помеха›) - (‹Потенциал провода "-"› + ‹Помеха›)
Сделав вычисления, как в 3-м классе средней школы:
‹Напряжение питания контроллера› = ‹Потенциал провода "+"› + ‹Помеха› - ‹Потенциал провода "-"› - ‹Помеха›
= ‹Потенциал провода "+"› - ‹Потенциал провода "-"› + ‹Помеха› - ‹Помеха›
= ‹Потенциал провода "+"› - ‹Потенциал провода "-"› + 0
= ‹Потенциал провода "+"› - ‹Потенциал провода "-"›
Получили искомое чистое питание:
‹Напряжение питания контроллера› = ‹Потенциал провода "+"› - ‹Потенциал провода "-"›
Ну вот, где то так. Теперь тренируем мозг и воображение и представляем что схема и плата — это комната. Вместо СССР-пылесоса и СССР-электробритвы — силовые провода и линии, катушки индуктивности, контакторы, реле, моторы, трансформаторы, разрядники, мобильные телефоны, наводки 50 Гц сети питания, гроза за окном, микроволновка у соседа за тонкой стеной, колебания электромагнитного поля Земли. Целевая функция для мозга: спроектировать схему/плату так, чтобы сигналы доносились максимально "чистыми" из одной точки схемы/пространства в другую при воздействии всех этих мешающих помех. Средство достижения цели: дифференциальные линии.
Я рассказал про всего лишь один аспект проектирования, который не является панацеей, нужно также учитывать такие важные вещи как сопротивление дорожек на печатной плате, наличие "точек опоры" или другими словами источников напряжения с выходным сопротивлением близким к нулю (= стабилизированные источники питания). При проектировании плат эти два последних аспекта, пожалуй, самые главные. Отсюда вытекает и разводка земли — источник питания схемы воспринимают как "точку опоры" и разводят звездой питание к разным частям схемы, к нежным и силовым, чтобы все получали "чистое" питание. Если в схеме много сигнальных соединений, то часто используется "жирная земля" — большая дорожка или площадка из фольги с низким сопротивлением, которая пытается донести потенциал "земли" из "точки опоры" до каждого модуля схемы с минимальными изменениями. "Точками опоры" обычно воспринимают потенциалы на ножках последнего конденсатора в источнике питания.
Разработчику приходится комбинировать все эти приемы чтобы достичь желаемого результата наименьшей кровью. В своей практике я стараюсь избегать "жирной земли", предпочитая "звезду", а для особенно чувствительных сигналов использую дифференциальные линии, так как они наиболее эффективны, но их трудно разводить на печатной плате и они не всегда применимы, поэтому ими не стоит злоупотреблять.
У цифровых схем есть характерная особенность: все чего они хотят — хорошего питания без помех и помехоустойчивой передачи данных. А вот медленные цифровые сигналы управления непривередливы, так как имеют всего два состояния - 0 и 1 и испортить их надо сильно постараться. Поэтому внимание нужно уделять в таком приоритете:
1) Питание
2) Аналоговые сигналы (если есть)
3) Шины передачи данных (если есть)
4) Цифровые сигналы управления
П.С. В голове это все быстро прокручивается, но вот попробовал выразить словами, целый талмуд получился. Извиняюсь за большой текст
Re: Я и моя помеха (Atmega)
