Resetowanie / zawieszanie Arduino z powodu iskier w linii prądu przemiennego

To jest projekt PCB nad projektem, nad którym ostatnio pracowałem (mój pierwszy projekt PCB).

Chodzi o to, aby sterować urządzeniami AC (wentylatory, żarówki itp.) Bez przekaźników. Używam triaków, które są lepsze niż przekaźniki do takich zastosowań. Używam optoizolatorów do pełnej izolacji od linii prądu przemiennego. Próbowałem uruchomić arduino za pomocą kabla USB podłączonego do mojego laptopa (z odłączoną ładowarką), a także adaptera ściennego (12V).

Początkowo obwód wydawał się działać dobrze. Byłem w stanie zrzucić kod do kontrolera i sterować żarówkami (włączanie / wyłączanie, a także przyciemnianie) za pomocą UART. Wysłałem polecenia przez UART. Wydaje się jednak, że ilekroć iskra na liniach AC (kiedy podłączam / wyjmuję wentylator), mikrokontroler nie wygląda na szczęśliwego. Czasami resetuje się (co stanowi lepszą część obrazu), a innym razem zawiesza się i nie jestem w stanie wysyłać poleceń przez UART. Nie jestem pewien, czy wpływa to również na spalony kod, ale czasami musiałem przesłać kod ponownie. Jeśli włączę / wyłączę wentylator w innym pomieszczeniu, nie będzie żadnego efektu.

Możliwe problemy:

1) Brak płaszczyzny uziemienia na płytce drukowanej.

2) Jakiś EMI z powodu iskier.

Próbowałem również podłączyć podgrzewacz wody (obciążenie rezystancyjne 800 watów) w taki sam sposób jak wentylator, ale nic się nie stało. Myślę więc, że to obciążenie indukcyjne powoduje problemy.

Każde konstruktywne rozwiązanie tego problemu będzie bardzo znaczące.

Dzięki.

Nie pokazałeś schematu, ale nie widzę żadnych oczywistych zaślepek obejścia ani lokalnych pokryw zbiorników zasilacza. To i brak dobrego uziemienia prawdopodobnie powoduje problemy.

Jak powiedzieli inni, należy również pozostawić odpowiednią odległość izolacji między sekcjami prądu przemiennego i stałego, a przynajmniej spróbować zrobić coś w rodzaju płaszczyzny uziemienia.

Masz dużą tablicę z kilkoma komponentami i dużym rozstawem pinów, więc trasowanie większości śladów na górnej warstwie powinno być dość łatwe. Czasami będziesz musiał przejść do dolnej warstwy, ponieważ ogólnie obwód nie może być poprowadzony w jednej płaszczyźnie. Możesz jednak pozostawić ślady na dolnej warstwie krótkie. Uważaj je za „zworki” na tyle długie, aby połączyć dwie ścieżki na górnej warstwie, których inaczej nie można połączyć w samolocie. Miarą płaszczyzny uziemienia nie jest liczba wysp, które się na niej znajdują, ale najdłuższy wymiar każdej wyspy. Trzymaj zworki krótkie i niezgniatane.

Jednak absolutnie musisz nałożyć ograniczenie na każde zasilanie do każdego układu scalonego. Powinny to być małe ceramiczne nasadki znajdujące się fizycznie blisko układu scalonego, przy czym ogólne pętle powinny być jak najmniejsze. 1 µF 0805 jest w porządku. Będą one nie tylko tańsze i osiągają lepsze wyniki niż równoważne zaślepki otworów, ale także będą łatwiejsze do lutowania.

Ponieważ prąd stały pochodzi z innego miejsca i dlatego jego impedancja jest podejrzana, należy umieścić elektrolityczny korek o przyzwoitych rozmiarach dokładnie tam, gdzie moc wchodzi na płytkę. Powinno to zrobić kilka 100 µF.

Należy szanować swoją izolację napięcia. Sposób umieszczenia (i trasowania) rezystorów R16, R13 R10, R2, R31 i R4 narusza barierę izolacyjną utworzoną przez optoizolatory. Poniżej zaznaczyłem twój istniejący układ Twoją ścieżką izolacji, która jest dość słaba:

Mieć jedną strefę izolacji, która jest możliwie najszersza (szerokość optoizolatorów). Obwody linii należy utrzymywać po stronie linii, a obwody izolowane po stronie izolowanej. Sugestie znajdują się na obrazku poniżej.

Płaszczyzna uziemienia, płaszczyzna uziemienia, płaszczyzna uziemienia i bardzo niewiele wymówek. Zobacz, jak mogłeś zrobić wiele z tej płytki drukowanej: -

Spędziłem około 5 minut na znakowaniu (jasnoczerwonymi) niebieskimi śladami, które mogłyby być czerwone przy prawie żadnej pracy mózgu.

Zeskrobam i zacznę od nowa.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​ustawianie i zerowanie linii, przerzutników i innych obwodów jest bardzo podatne na „szum elektryczny”. Najlepszym praktycznym sposobem uniknięcia nieprzewidzianych zachowań obwodu jest oddzielenie linii energetycznych na każdym układzie za pomocą odpowiednich kondensatorów. Ponadto bramkowanie / włączanie linii wejściowych z sygnałem zegarowym ograniczy możliwość, że „stany przejściowe” wpłyną na obwody.

kiedy pracowałem nad projektem kontroli obciążenia opartym na DTMF, znalazłem ten sam problem z obciążeniem AC. Bez obciążenia AC mój obwód mikrokontrolera 8051 działa dobrze. Po włączeniu obciążenia prądu przemiennego cały obwód zachowuje się w różny sposób po włączeniu / wyłączeniu obciążenia prądu przemiennego przez obwód przekaźnika. Później odkryłem, że ziemia zalana na płycie 8051 nie jest dobra. Na koniec wymieniam starą płytę mikrokontrolera 8051 na nową płytkę mikrokontrolera 8051 z dobrym zalewaniem. Teraz działa dobrze. Dlatego pomyślałem, że Twoja płytka drukowana powinna mieć dobre zalewanie.