Vraag:
Waarom veroorzaakt het aansluiten van een apparaat met hoge stroomsterkte op mijn digitale circuit raar gedrag?
Phil Frost
2014-01-22 01:26:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik heb een

  • arduino
  • microcontroller
  • ander digitaal ding

en wanneer ik verbinding maak een

  • motor
  • pomp
  • verwarmer
  • ander ding met hoge stroom

Ik ervaar

  • rare ADC-metingen
  • herstart
  • crasht
  • fouten in digitale communicatie
  • andere onverwacht gedrag

Mijn voeding heeft de juiste afmetingen om al deze apparaten van stroom te voorzien. Ik heb geen oscilloscoop, dus ik kan niet veel zien wat er werkelijk in het circuit gebeurt. Wat is een waarschijnlijke oorzaak?

Twee antwoorden:
Olin Lathrop
2014-01-22 01:34:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zonder details is het onmogelijk om een ​​specifiek antwoord te geven. Bekijk deze dingen goed:

  1. Aarding. Dit is precies het symptoom dat u krijgt van een slechte algemene aardingsstrategie. Zonder een blokschema met de macht en de aarding van alles wat er is aangesloten, is het onmogelijk om specifiek advies te geven. Visualiseer echter zorgvuldig alle grondterugvoerstromen en bedenk dat elke stroom op een aardgeleider een aardingsverschuiving veroorzaakt.

  2. Lokale ontkoppeling. Zorg ervoor dat er een keramische dop van ongeveer 1 µF zo dicht mogelijk tussen elk paar stroom- en aardingspennen van elke chip zit. Deze verbindingen moeten kort zijn, omdat zelfs een kleine serie-inductantie hun effectiviteit aanzienlijk vermindert.

  3. Stroomstootvermogen. Zorg ervoor dat er voldoende capaciteit van het bulkreservoir op de voeding is om transiënten te verwerken gedurende de tijd die de voeding zelf nodig heeft om in te halen en meer stroom te leveren.

  4. Inductieve vangdiodes. Zorg er echt voor dat elke mogelijke inductieve belasting, inclusief externe belasting, een diode met omgekeerde polariteit heeft. Voor spanningen tot 50-100 V of zo, zouden dit Schottky moeten zijn vanwege hun hoge snelheid. Dit geldt voor belastingen aangedreven door gelijkstroom. Omdat ze altijd met één polariteit worden aangedreven, kan de diode veilig de andere polariteit kortsluiten. Zoals Tut in een opmerking opmerkte, moeten voor wisselstroombelastingen meer gecompliceerde snubber en / of clippingcircuits worden gebruikt.

Inductieve vangdioden wanneer inductieve belastingen worden aangedreven door DC. Voor AC heb je zoiets als MOV's en / of snubbers nodig.
@Tut: Goed punt. Ik heb mijn antwoord dienovereenkomstig bijgewerkt.
Phil Frost
2014-01-22 01:59:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Beschouw deze twee circuits:

schematic

simuleer dit circuit - Schema gemaakt met CircuitLab

Zijn ze hetzelfde? In het lumped element-model zijn ze dat. Ons model negeert echter wat een relevant feit kan zijn: echte draden hebben weerstand. Laten we een paar schema's introduceren die modelleren:

schematic

simuleren dit circuit

Overweeg in het circuit aan de rechterkant wat er gebeurt als de stroom die door de motor wordt getrokken, verandert. Het ene moment is het uit en tekent 0A, dan is het aan en tekent 1A. Deze 1A moet door R1 en R3 stromen. Volgens de wet van Ohm moet er dan een spanningsval over deze weerstanden zijn van \ $ 1A \ cdot 1 \ Omega = 1V \ $. Met 1V van de voedingsspanning verloren over R1 en R3, vanuit het perspectief van de microcontroller, is de voedingsspanning plotseling 10V, niet 12V.

Veel digitale elektronica houdt er niet van als hun voedingsspanning verandert snel. Er treden extra problemen op als er meerdere apparaten met elkaar proberen te praten via een digitale bus, maar hoge stromen in de voedingsrails geven elk apparaat een ander idee van wat "aarde" is. Kijk naar "aarde" voor de MCU, en in dit geval de motor. Alle weerstanden hebben 1A in zich, en dus 1V eroverheen. "Aarde" bij de MCU is 1V anders dan "aarde" bij de motor! Als dit digitale apparaten zijn die een "0" signaleren door een spanning gelijk te maken aan "aarde", zullen ze niet zo goed communiceren als ze het niet eens kunnen worden over wat "aarde" is.

Een oplossing hiervoor is om beide voedingsaansluitingen voor elk apparaat helemaal terug te laten lopen naar de batterij of spanningsregelaar, en alle voedingsaansluitingen voor elk apparaat daar te maken. Dit is de situatie gemodelleerd in het circuit aan de linkerkant. Hier, wanneer de motor wordt ingeschakeld, zal er een hoge stroom zijn in R5 en R7. Er zal hier wat spanningsverlies zijn, maar de motor vindt het niet erg. Ondertussen blijft de stroom in R6 en R8 ongewijzigd, evenals de spanning. De voedingsspanning die de microcontroller ziet, is dus constant.

U hoeft dit niet altijd voor elk apparaat te doen, maar u moet wel nadenken over waar hoge stromen zullen lopen. wanneer uw circuit een dergelijk apparaat bevat. Onthoud dat al uw draden enige weerstand hebben en dus een spanningsval zullen ervaren wanneer er hoge stromen doorheen lopen. Plan vervolgens uw draden of sporen zo dat de hoge stromen niet door de voeding voor de gevoelige componenten stromen, waardoor ruisproblemen ontstaan.

Dit is maar één mogelijke verklaring. Andere antwoorden zullen ongetwijfeld extra mogelijkheden bieden.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...