Перейти к содержанию

Зажигание на 1E48F + коммутатор ВАЗ-2108


Рекомендуемые сообщения

Глубокие боль и унижения ждали меня вчера с зажиганием от 2108.... прежде всего, мне не понравился датчик от вентилятора и я купил SS443A, благо, стоит он всего 20 рублей.

Далее, сбацал на Ардуине тахометр и проверил его с моторчиком от АБС, который показал 80 оборотов в секунду.

 

Тут возник первый тяжелый ментальный вопрос - какова ФОРМУЛА ТАХОМЕТРА..... ибо, я просто взял обороты в секунду и умножил их на 60... получилось красиво.... но только такхометр работает числами кратным 60.. прыгает с 4800 на 4860.... или на 4740..... это ж тупо?

 

Второй вопрос - питание Ардуино, плата позволяет от 4.5 до 12.0 вольт..... и поскольку ЗУ выдает 13.8..... то я решил запитаться от "шоколадки" с контактнов питания датчика холла:

 

post-24210-1518580402_thumb.jpg

 

Светодиодик под экраном горит, а сама Ардуино не стартует.... взял тестер, ох.... а там всего 3.8 на питание датчика выходит.

 

Третьи грабли, которые прилетели мне в лоб, что несмотря на мегамощный магнит, датчик нужно в пространстве ориентировать - я просто зажал его между двух пластин ....ну, таки он НЕ РАБОТАЕТ.... надо повернуть его в пространстве.....

 

И четвертый попадос, который я наконец-то выяснил опытным путем..... что датчик Холла от 2108 в течении всего цикла выдает "минус".... а когда проходит через зазор, который показывает время срабатывания... то с него приходит "плюс" на шоколадку...... Ясный палец, у меня совсем по другому.... у меня он всё время подтянут на плюс, а когда проходит магнит, он на общий замыкается.....

++++++++++++++++++++++++++++++++

Получается, логичниее всего, сделать инвертор на Ардуине.... когда видит "0" с датчика, то посылает "1" на шоколодку..... но, тогда уж совсем просто реализовать любой УОЗ.... ведь можно тупо давать две "1" .... одну чуть раньше... а вторую в момент когда она и так должна быть..... типа, что бы если что то в алгоритме собъется, то в своё время всё равно искра будет приходить....

 

Но, тогда вопрос к Гусю - а какой из графиков в итоге лучше ??

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
  • Ответов 59
  • Создана
  • Последний ответ

Топ авторов темы

 

 

Но, тогда вопрос к Гусю - а какой из графиков в итоге лучше ??

Вопросы задавай Хоббиту-Боббику, он вместо меня теперь "разговаривает".

0_e7444_c1589be1_XL.jpg

 

А датчик можно физически перевернуть и он инвертируется.

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ох... да и так понятно.... первый график из твоих похож на исследования других товарищей.....

Типа, вот такого плана попробую заделать:

 

chert1z.jpg

 

Тока я конечно не уверен, что из меня программист получится хороший..... скорее всего, придётся в ментальное рабство впадать.....

 

Буду надеяться, что гугл сейчас мощный.... и я всё нагуглю, чего надо.....

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

 

Тока я конечно не уверен, что из меня программист получится хороший..... скорее всего, придётся в ментальное рабство впадать.....

 

Тебе же дали все исходники. В эхелевском файле меняешь значения углов, всё перестроится по заданным формулам. Дальше переводишь в .ASM, ну а потом микрочиповским компелятором в .HEX.

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну... у меня же экранчик есть!

 

Получается, твои НЕХ-сы прямо так в лоб не подходят...... они же на экранчик нечего не выводят......

 

Попробую написать чего-нибудь на языке более высокого уровня, что бы получше вкусить знания вкус.

Хотя, как обычно ничего не получится.... так что придётся сдаваться в плен.

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тема началась давно, валялся движек 63сс (1E48F) без катушки, и захотелось его применить на самоделке, а куда без катушки?

Сначала подумал взять катушку от HONDA-GX35 и спасибо этой теме, попытаться добиться более раннего зажигания с неродной катушкой.... но, ничего не вышло!

 

Тогда вопрос просто встал о том, что бы хоть какое-то зажигание сделать ... желательно очень дешевое и очень надежное. Выбор стазу же пал на коммутатор от 2108 о котором я много слышал и представлял как он работает (позж выяснилось, что работает он гораздо круче, чем я думал), но трудности возникли с датчиком Холла, для коммутатора "Восьмерки" на протяжении всего цикла с датчика приходит логический "ноль", а в момент вспышки - логическая "единица".

 

С этого момента как-то само собой получилось, что к зажиганию нужно добавить микроконтроллер и реализовать ФУОЗ в каком-либо виде .... так что, пришлось создать отдельную тему и перенести всё в неё.

 

Сейчас статус такой - пытаюсь приделать электрический моторчик (от привода АБС) в качестве стартера и покрутить им моторчик без свечи ... это нужно для того, что бы дома в тепле отлаживать, а не в холодном гараже. Выглядит это примерно так:

 

e1879a9bcfed3caecd12ca11e5a2c0d8b03b33301339934.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Друзья! В винном магазине я открыл "формулу тахометра".... глядя на вино за 899 руб. (конечно, его я никогда не купил бы(С), как говорят в Челябинске) .. так вот, формула тахометра проста: показания кратные стам.

Иными словами, человеку глядящему на тахометр без разницы 2201 или 2299 ..... можно выводить для него 2200 и все будут довольны!

+++++++++++++++++++++++++++++++

Если на платформе Ардуино это делать.... то у него один таймер уже занят для подсчёта микросекунд - одна милионная секунды .... Кстати, "Ардуино" - это название пивного бара, в который любили захаживать оба отца-основателя платформы.....

 

Короче, имея милисекунды и если обороты не менялись более чем на 100.... то в принципе, информацию на экране можно и НЕ обновлять.... но, время-то есть...... а что ещё такого полезного можно делать в цикле??

 

Единственное что приходит на ум... это счётчик моточасов .... точнее, счётчик мотоминут (именно их в ПЗУ пишем), а на экран можем выводить в виде моточасов.....

 

Тогда нам нужен критерий того, что ДВС заведен и работает ..... ясен палец, это количество милисекунд с последней вспышки - оно должно быть не более 100000 .... ну, типа, это обороты 600 мин-1.

 

Алгоритм работы девайса в данный момент вижу следующий:

 

1. ставим прерывание в режим FALLING и подключаем на него датчик холла.

2. внутри прерывания читаем микросекунды и записываем их.

3. в суперцикле делаем следующее: всё время тупо проверяем, что прерывание записало какое-то время, читаем его, сравниваем с записанным временем последнего прерывания и обнуляем.

4. Если найденное время с момента последней вспышки менее 100000 (ДВС заведен), то определяем необходимую задержку, отсчитав которую, посылаем импульс на катушку.

4А. Если найденное время с момента последней вспышки более 100000 (ДВС НЕ заведен), то переключаем прерывание в режим RISING и идём на подпрограмму СТАРТА мотора.

 

Надо сказать, что на частоте 10000 мин-1 и УОЗ в 30 градусов, задержка между сигналом с датчика холла и временем отсыла сигнала на катушку 450 микросекунд, а до следующего сигнала с датчика холла остается 5000 микросекунд, за это время мы должны успеть следующее:

 

5. Определяем, нужно ли изменять показания тахометра на экране (то есть, изменились ли они на число кратное 100), и если изменились.... то вызываем подрограмму вывода на экран (посылаем на экранчик один или два символа)..... Хотя, неплохо бы проверить, что со времени последнего обновления прошло хотя бы полсекунды....

5А. Если экран обновлять не нужно, то вызываем подпрограмму СЧЕТЧИК МОТОЧАСОВ.

 

6. Счетчик моточасов проверяет, что со времени последней записи в ПЗУ прошла минута.... и если прошла, то пишет в ПЗУ новое значение. И выставляет флаг, что время обновлено, а вывода на экран не было.

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
  • 3 недели спустя...

Прикольная проблема возникла - катушка зажигания (или бронепровод со свечёй) дают сильные помехи вокруг, что экранчик виснит..... Даже не только на моей поделке!

 

Если питать схему через ваттметр вот такой, провод длинной пару метров и ставить прибор в другом конце комнаты, то и у ваттметра экранчик постоянно виснит.... но, там вотчдог похоже есть, так что ваттметр экранчик несколько раз в минуту переинициализирует..... а у меня, если экран повис, то так и висит, времени на переинициализацию нет.....

 

801f2ad36264964ca18800a98de2412253dcec302888501.jpg

 

Пробовал заменить экран I2C на обычный .... но, ситуация та же... виснет именно экран (собственно, в ваттметре то же нет I2C, а экран виснет).

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Помехоустойчивые устройства

Источников помех, способных вызвать сбой или отказ устройства, существует бесчисленное множество. Однако наиболее часто встречаются следующие помехи:

  • Наносекундные помехи, вызванные срабатыванием механических контактов выключателей и реле. В зарубежной литературе этот вид помех называется EFT - Electric Fast Transients
  • Микросекундные помехи, связанные с работой реактивных элементов в цепях мощных нагрузок (зарядка конденсаторов, а также отдача энергии, накопленной в обмотках моторов, соленоидов, и пр.). В зарубежной литературе этот вид помех называется surge.
  • Помехи от электростатических разрядов, в основном - помехи возникающие при касании "наэлектризованным" человеком различных электрических цепей. В зарубежной литературе этот вид помех называется ESD - Electrostatic Discharge.
  • Помехи, вызванные работой близко расположенных радиопередатчиков
  • Помехи от мощных природных или искусственных источников энергии, прежде всего - от грозовых разрядов.

Существуют российские и международные стандарты, оговаривающие требования к электромагнитной совместимости (ЭМС). Стандарты аккумулируют многолетний инженерный опыт. Однако сами по себе стандарты являются тяжело усваиваемым материалом, малопригодным для непосредственного руководства при проектировании или анализе поведения устройств. Стандарты разработаны таким образом, чтобы при испытании устройств достаточно аккуратно имитировать реальные помехи.

 

Целесообразно все помехи разделить на три абстрактных типа:

  • НП: Наносекундные помехи
  • МП: Мощные помехи
  • РП: Радиочастотные помехи

Практически все реальные помехи могут быть представлены как комбинации этих трех абстрактных. Например, EFT помехи - это пачки наносекундных помех НП, а ESD - это комбинация одиночной НП и одиночной МП. Поэтому, если устройство устойчиво ко всем трем абстрактным типам помех, то с высокой степенью вероятности оно будет устойчиво и к реальным помехам, независимо от их происхождения.

 

Вопрос устойчивости к МП в большой степени является вопросом обеспечения надежности, пожаробезопасности и электробезопасности. Вопросы обеспечения устойчивости к МП и РП в данной статье не рассматриваются.

 

Наносекундные помехи

Этот тип помех является причиной большинства сбоев. При всем своем разнообразии, наносекундные помехи обладают некоторыми общими свойствами:

  • Одиночная НП - это почти дельта-функция, у нее чрезвычайно широкий спектр, до гигагерц
  • НП имеет ничтожную энергию, в отличие от МП она как правило не "выжигает" радиоэлектронные устройства, а вызывает обратимый сбой
  • Сбоить могут только устройства, обладающие памятью, такие как микропроцессоры, счетчики, и пр. Для чисто комбинационных цифровых схем понятие "сбой" теряет смысл, т.к. они автоматически возвращаются в нужное состояние по окончании НП. Заметим, что аналоговые схемы тоже могут обладать "памятью" в виде емкостей или индуктивностей.

Чтобы лучше представить себе этот тип помех, полезно обратиться к стандарту МЭК 61000-4-4 (ГОСТ Р 51317.4.4-99). В нем сказано, что EFT помехи должны имитироваться пачками треугольных импульсов. Длительность переднего фронта у каждого импульса 5 нс, длительность импульса 50 нс на уровне 50%. Внутреннее сопротивление генератора импульсов 50 Ом, генератор должен быть заземлен.

 

Амплитуда НП-импульсов зависит от того, к какому классу по помехоустойчивости должно относиться испытуемое устройство, а также от того, куда подаются импульсы при испытании, см. табл 1. Возможны испытания и более жесткие, чем указанные в таблице, если это требуется по условиям эксплуатации прибора. Однако в подавляющем большинстве случаев перечисленных в таблице степеней жесткости достаточно. Самые легкие испытания применяются к бытовой технике, самые жесткие - к промышленным и бортовым устройствам.

emc01-1024x232.gif

В линии питания и заземления тестовые НП импульсы инжектируются непосредственно, без развязки. С учетом достаточно низкого сопротивления генератора сигналов, величины импульсных токов, протекающих в цепях земли, могут достигать огромных величин. Импульсные токи НП, протекающие по земляным цепям устройства, создают заметные падения напряжений между различными земляными точками, это может вызвать сбой.

 

В сигнальные цепи тестовые НП импульсы инжектируются через "емкостные клещи", куда по очереди закладываются все провода, приходящие к устройству. Емкость связи невелика, единицы пикофарад, но для НП импульсов даже сравнительно малые емкости не являются серьезным препятствием, настолько широк их спектр. НП, приходящая в устройство с сигнальных цепей, рано или поздно или поздно попадает на землю устройства и далее проходит теми же путями, как и НП, инжектированная в цепь заземления. Поскольку, согласно стандарту, амплитуда сигнальной НП вдвое меньше чем земляной, попавшая на землю сигнальная НП в дальнейшем уже не может вызвать эффекта худшего, чем земляная НП. Однако до того как сигнальная НП попадет на землю, она может вызвать сбой непосредственно в цепях, связанных с данным сигналом.

 

Стандарт оговаривает, что испытуемое устройство должно находиться на изолирующей подставке на расстоянии 100 мм от сплошной заземленной поверхности. Это немаловажное требование, т.к. между устройством и землей образуется емкостная связь, иногда одного этого достаточно для сбоя.

emc01.jpg

Фиг.1

На фиг.1 условно показано некое устройство, состоящее из узлов 1...4. Узлы 1 и 2 не подключены ко внешним цепям, но они могут сбиваться из-за "перекосов" внутренней земли, вызванными прохождением тока помехи Ignd (на фиг. 1 показана помеха, инжектируемая в линию заземления). Узлы 3 и 4 подключены к внешним устройствам, поэтому, помимо сбоев из-за "перекосов" земли, дополнительно они подвержены сбоям из-за помеховых токов I1 и I2, проходящих через их терминалы.

 

Два типа проверок, оговоренных стандартом (со стороны земли и со стороны сигналов), взаимодополняющих друг друга.

 

Оговоренные стандартом проверки, а также фиг.1, позволяют выделить три составляющих помехоустойчивости устройства к НП, рассматриваемые далее более подробно:

  • Внутренняя земля устройства
  • Барьеры
  • Емкостные связи

Внутренняя земля устройства

Как уже упоминалось, в момент прохождения НП по внутренней земле устройства создается заметная разность потенциалов между различными точками земли ("перекосы"). Например, если узлы 1 и 2 (см фиг.1) являются цифровыми узлами, собранными на ТТЛШ логике, то разность напряжений примерно в 1 В между точками "а" и "б" способна вызвать сбой.

 

Основную роль в создании падений напряжений играет не резистивная, а индуктивная составляющая цепей заземления. За счет огромной крутизны передних фронтов НП, даже мизерных индуктивностей земляных полигонов или земляных слоев в печатных платах бывает достаточно для сбоя.

 

Рассмотрим эквивалентную схему фиг.2.

emc02.gif

Фиг.2

Источник помехи - генератор треугольных импульсов Vgen. Фронт нарастания помехи 5 нс, длительность по уровню 50% равна 50 нс (см. эпюру напряжения на фиг.2), сопротивление источника помехи Rgen равно 50 Ом, как оговорено стандартом. Амплитуда помехового импульса 1 кВ, что соответствует сравнительно "мягким" испытаниям согласно табл.1.

 

Конденсатор Ccpl представляет собой емкость связи, а Lw - индуктивность проводов, подключенных к устройству. Для схемы фиг.1 емкость связи Ccpl состоит из параллельно включенных Cx1, Cx2 плюс, возможно, емкостей, привносимых внешними устройствами.

 

Индуктивность Lw представляет суммарную индуктивность всех проводников на пути помехи, за исключением индуктивности земли на рассматриваемом участке (в нашем случае - на участке "а"-"б" фиг.1), которая обозначена как Lgnd. Предположим, что индуктивность земли Lgnd равна 10 нГ, а индуктивность остальных цепей - 100 нГ.

 

Для ориентировки, печатный проводник шириной 5 мм и длиной 10 мм имеет индуктивность более 10 нГ; проводник шириной 0.35 мм и длиной 10 мм - примерно 17 нГ. Квадратный полигон размерами 25х25 мм имеет индуктивность более 20 нГ.

emc03.gif

Фиг.3

Фиг.3 показывает падение напряжения на Lgnd для следующих случаев:

  1. Сcpl=10 пФ, Lw=100 нГ
  2. Сcpl=100 пФ, Lw=100 нГ
  3. Сcpl=0.1 мкФ, Lw=100 нГ
  4. Сcpl=0.1 мкФ, Lw=0

При прохождении помехи на индуктивности внутренней земли устройства создается падение напряжения достаточное для сбоя. Увидеть такую помеху в земле схемы при помощи запоминающего осциллографа весьма затруднительно по ряду причин, в том числе - по причине ограниченной скорости сэмплирования большинства современных осциллографов.

 

Из этого следует, что даже сплошной земляной слой не спасет устройство фиг.1 от сбоев, и в нем "перекосы" земляных потенциалов при прохождении НП могут достигать десятков вольт.

 

Устойчивость устройства к воздействию НП не может быть достигнута только за счет утолщения земляных проводников, заливки свободных мест печатной платы земляными полигонами или использования многослойных плат. За счет одних только "толстых" земель можно получить выигрыш в помехоустойчивости примерно в 1.5 - 3 раза, что, на фоне помеховых сигналов фиг.3, совершенно недостаточно.

 

Развязка внешних сигналов при помощи оптронов тоже слывет хорошим средством повышения помехоустойчивости, но на самом деле не является надежной защитой от НП. Типично емкость оптрона равна 0.5 пФ, при подстановке этого значения в качестве Ccpl падение напряжения на индуктивности Lgnd в схеме фиг.2 уменьшается до 4 В, что все равно достаточно для сбоя. Если устройство имеет несколько опторазвязанных линий ввода-вывода, то емкость Ccpl будет, соответственно, больше.

emc04.jpg

Фиг.4

Радикального уменьшения помехового напряжения во внутренней земле устройства можно достичь если правильно скомпоновать устройство и выбрать оптимальную точку заземления. Например, вполне очевидно, что во внутренней земле устройства фиг.4 помеховые токи вообще не текут на участке "а" - "в", соответственно, у узлов 1 и 2 нет причин для сбоя.

 

Устройство фиг.4 можно представить так: внутренняя земля устройства разделена на две части, чистую ("а" - "в") и грязную ( в - г ). По чистой земле помеховые токи не протекают, к этой земле можно присоединять все узлы, потенциально чувствительные к помехам (узлы 1 и 2). Помеховые токи текут только по грязной земле, с которой можно связывать только узлы нечувствительные к помехам (узлы 3 и 4).

 

Реальная картина вряд ли будет настолько идиллическая, как показанная на фиг.4. Паразитную емкость Сх очень редко удается сосредоточить только в грязной земле, частично она существует и в чистой левой части. За счет этой емкости полностью избавиться от помеховых токов в чистой земле не удается.

 

Проиллюстрируем сказанное несколькими примерами.

 

Пример 1

На фиг.5 представлена схема кварцевого генератора микроконтроллера. Основу генератора составляет скоростной инвертирующий усилитель, встроенный в микроконтроллер. Режим работы по постоянному току задается встроенным высокоомным резистором, включенным между входом и выходом этого усилителя. Для корректной работы генератора дополнительно к внешнему кварцевому резонатору Х1 требуются два конденсатора малой емкости, С1 и С2. Конденсаторы и земляная ножка микропроцессора подключены к внутренней земле устройства.

emc05.jpg

Фиг.5

Точки подключения конденсаторов и микроконтроллера к земле печатной платы играют существенную роль. Малейший перекос земляных потенциалов между С1 и VSS, возникающий при прохождении НП по земле устройства, будет многократно усилен и попадет внутрь микроконтроллера как ложный короткий тактовый импульс. Поскольку длительность ложного тактового импульса намного меньше чем длительность "настоящих" тактовых импульсов, внутренняя логика микропроцессора может придти в непредсказуемое состояние. Микропроцессор "зависнет", и не всякий встроенный сторожевой таймер сможет его сбросить, так как в некоторых микроконтроллерах сторожевые таймеры тактируются от общего генератора, и сами могут "зависнуть" после воздействия такой помехи.

На фиг.6 показаны примеры разводки этого узла на печатной плате.

emc06.jpg

Фиг.6

Фрагмент слева разведен обычным образом, в предположении что потенциалы земель во всех точках печатной платы равны. Конденсаторы С1 и С2 подключены к земле точно так же, как и все остальные элементы схемы, толщина земельных проводников выбрана большой. Такая разводка встречается часто, но, к сожалению, она не обеспечивает хорошей помехоустойчивости.

 

Фрагмент справа разведен таким образом, чтобы помеховый ток не протекал по дорожке, соединяющей конденсаторы С1 и С2 с земляной ножкой микроконтроллера. Эта дорожка образует участок чистой земли. Помехоустойчивость устройства с такой разводкой максимальна.

 

Пример 2

Вход сброса микроконтроллера является еще одной цепью, подверженной влиянию наносекундных помех. Нередко разработчики игнорируют этот очевидный факт и используют разветвленную цепь сброса, непосредственно подключенную к различным узлам на плате. Перекос земель между источником сигнала сброса (часто это супервизор питания) и микроконтроллером вызывает ложный сброс устройства.

 

Схемотехнически решить эту проблему нетрудно, достаточно на вход микроконтроллера добавить простую RC-цепочку, как показано на фиг.7. Однако такое решение должно сопровождаться и правильной разводкой земель, иначе никакой пользы оно не принесет.

 

Требования к разводке дорожки, соединяющей С3 с земляной ножкой микроконтроллера, такие же как для первого примера: никакие другие детали кроме С3 к этой дорожке подключать нельзя. Исключение составляют только конденсаторы обвязки кварца (С1 и С2 на фиг.5).

emc07.gif

Фиг.7

Пример 3

Обеспечить высокую помехоустойчивость устройства можно на этапе общей компоновки. Типичное устройство, при компоновке которого вопросы помехоустойчивости не были приняты во внимание, показано на фиг. 8. Для подключения внешних сигналов и питания в нем использованы все четыре кромки печатной платы. Микропроцессор расположен почти в центре печатной платы, то есть в месте максимально подверженном влиянию наносекундных помех. В случае использования сплошной земли, очень вероятно что такое устройство будет сбоить.

emc08.jpg

Фиг.8

 

Не меняя компоновки, существенного улучшения помехоустойчивости в таком устройстве можно достичь, если разделить земли на чистую и грязную, как условно показано на фиг.8. Наружный контур земли является грязной землей, он специально предназначен для распространения наносекундных помех. К грязной земле нельзя подключать устройства, чувствительные к помехам.

 

Внутренний "полуостров" чистой земли соединен с грязной землей в одной точке. Во все сигнальные линии, проходящие между чистой и грязной землями, необходимо добавить резисторы или дроссели, чтобы преградить путь помехам (барьеры).

 

Дальнейшее улучшение помехоустойчивости достигается перекомпоновкой устройства, как показано на фиг.9. Видно, что все терминалы сосредоточены с одной "грязной" стороны платы. Тем самым путь распространения помех по земле платы значительно сокращен.

emc09.jpg

Фиг.9

 

Барьеры

После того как внутренние земли устройства разделены на чистые и грязные, возникает вопрос - как предотвратить проникновение помех из грязной земли в чистую? Например, в устройстве фиг.4 узел 2 подключен к чистой земле, но он обменивается сигналами с узлом 3, который подвержен влиянию помех. В приведенном выше примере 3 было упомянуто, что сигнальные цепи, соединяющие узлы на чистой и грязной землях должны содержать помеховые барьеры - резисторы или дроссели. Практика показывает, что повсеместное использование барьеров обычно повышает помехоустойчивость устройства в несколько раз.

 

Пример 4

Рассмотрим микроконтроллер, управляющий мощной нагрузкой при помощи реле. Для управления реле используется биполярный транзистор.

emc10.gif

Фиг.10

Контакты реле являются источником наносекундных помех. Кроме того, внешние помехи достаточно легко проходят "сквозь" реле за счет его паразитной проходной емкости и емкостей монтажа. Вместе с тем, ни реле, ни транзистор Q1, сами по себе влиянию НП не подвержены.

 

Земляной вывод микроконтроллера VSS подключен к чистой земле, эмиттер транзистора Q1 - к грязной. Резистор R1, помимо своей основной функции, выполняет роль барьера, препятствующего распространению помех из грязной части в чистую. Проходная емкость резистора как правило мала, порядка 0.2...0.3 пФ, поэтому резисторы создают эффективный барьер для НП. В особо тяжелых случаях для уменьшения проходной емкости можно включать по два-три резистора последовательно.

 

Если бы вместо биполярного использовался полевой транзистор, то R1 пришлось бы поставить именно в качестве барьера, хотя для функционирования схемы он был бы и не нужен.

 

Пример 5

Другой типичный пример - подключение оптронов к микроконтроллеру. На фиг.11 представлен фрагмент входной и выходной оптронной развязки

emc11.gif

Фиг.11

Эмиттер входного оптрона U1 подключен к грязной земле, т.к. за счет проходной емкости в 0.5 пФ оптрон полупрозрачен для НП. Сам низкоскоростной оптрон достаточно безразличен к НП, но надо заметить, что оптроны с подключенным выводом базы фототранзистора иногда "ловят помеху", поэтому предпочтительней использовать оптроны без вывода базы.

 

Резистор R1 может быть подключен как к грязному, так и к чистому питанию, поскольку сам резистор является барьером, препятствующим прохождению НП на чистое питание.

 

Резистор R2 величиной 1к...100к служит помеховым барьером между оптроном и микроконтроллером. Конденсатор С1 не является обязательным элементом, однако наличие этого конденсатора дополнительно улучшает помехоустойчивость, так как уменьшает помеховый ток, протекающий по земляной ножке микроконтроллера. С1 и микроконтроллер подключены к чистой земле.

 

Анод светодиода выходного оптрона U2 подключен к грязному питанию +5В. Токозадающий резистор R3 одновременно служит помеховым барьером. В особо тяжелой помеховой обстановке полезно зашунтировать светодиод оптрона конденсатором 1...10 нФ, или хотя бы резистором.

 

В случае когда невозможно или неудобно подключать оптрон к грязному питанию, можно разделить токозадающий резистор на два, как это показано для оптрона U3. Резистор R5 служит помеховым барьером между оптроном и чистой шиной питания +5В.

 

Емкостные связи

Часть помехового тока на фиг.1 протекает через емкость связи Сх. Вспомним, что при испытании устройства на помехоустойчивость оно должно находиться на изолирующей подставке на высоте 100 мм над сплошной земляной поверхностью. Иногда одной только емкости связи с землей бывает достаточно для сбоя устройства.

 

Разделение земель на чистую и грязную само по себе не уменьшает суммарную величину емкостной связи. Соотношение емкостей связи для чистой и грязной земель соответствует отношению их площадей.

 

Вполне очевидными методами борьбы с емкостными связями является перераспределение земель, уменьшение площадей проводников и частичное экранирование.

 

Обратите внимание на положение микроконтроллера на фиг.9. Он расположен в углу платы, поэтому за счет емкостной связи сквозь него будет течь сравнительно небольшой ток. На фиг.8 микроконтроллер расположен иначе. Большой полигон чистой земли справа от него имеет значительную емкостную связь с истинной землей, поэтому вероятность сбоя будет намного больше.

 

Пример 6

 

На фиг.12 показаны два варианта разводки земляного полигона под микроконтроллером. Вместо кварца и конденсаторов используется трехвыводной керамический резонатор для монтажа на поверхность Х1. Разводка выполнена для гипотетического "правильного" микроконтроллера, разработчики которого позаботились о помехоустойчивости и расположили земляной вывод между выводами генератора. Это не утопия, микроконтроллеры семейства M16C фирмы Ренессанс, которые являются одними из самых помехоустойчивых 16-битных микроконтроллеров, действительно имеют подобное расположение выводов.

emc12.jpg

Фиг.12

Неиспользованные выводы микроконтроллера подключены к внутреннему земляному полигону.

 

На фиг.12 слева земляной полигон соединен с чистой землей платы несколькими переходными отверстиями. За счет этого устройство оказывается не помехоустойчивым. Помеховый ток, протекающий чистой земле и уходящий в истинную землю через емкостную связь, создает градиент потенциала ("перекос"). Переходные отверстия передают перекос на земляной полигон микроконтроллера. Помеховый ток частично протекает через ножки микроконтроллера, подключенные к полигону, что может вызвать сбой.

 

На фиг.12 справа земляной полигон микроконтроллера соединен с чистой землей в одной точке, рядом с земляной ножкой микроконтроллера. Помехоустойчивость устройства максимальна, т.к. чистая земля на противоположной стороне платы при этом становится разновидностью экрана, защищающего "сверхчистую" землю полигона.

 

Перекрестные помехи

Помимо внешних источников наносекундных помех, различные узлы внутри устройства сами могут генерировать взаимные помехи.

 

Современные цифровые микросхемы, особенно БИС, тоже являются источниками НП. В момент переключения сотни и тысячи транзисторов внутри БИС меняют свои состояния, в результате сотни и тысячи паразитных емкостей перезаряжаются (например, емкости затворов в КМОП микросхемах). В результате через ножки земли и питания микросхем протекают импульсные токи наносекундной и суб-наносекундной длительности и большой амплитуды. Распространяясь по шинам земли и питания платы, эти токи несколько ухудшают суммарную помехоустойчивость устройства, но сами по себе, как правило, причиной сбоев не являются.

 

Для уменьшения вредного влияния этих токов, в цепи питания рядом с микросхемами ставят керамические развязывающие конденсаторы. Конденсаторы должны стоять как можно ближе к ножкам земли и питания, чтобы уменьшить размер контура, по которому циркулируют токи перезаряда.

 

Сказанное является прописной истиной. Тем не менее, достаточно часто приходится слышать такие высказывания: "мое устройство сбоит, я поставил больше конденсаторов в питание, а оно все равно сбоит". Складывается впечатление, что некоторые разработчики считают, будто развязывающе конденсаторы ставятся для защиты от внешних помех. Это, конечно, заблуждение. Как следствие такого заблуждения, иногда встречаются платы, где развязывающие конденсаторы стоят вдалеке от микросхем, хотя ничто не мешало поставить их гораздо ближе к выводам питания.

 

Особого рассмотрения заслуживает микросхема супервизора питания. Как известно, срабатывает она нечасто, так что НП помех практически не создает. Однако она сама подвержена влиянию наносекундных помех, поэтому вблизи супервизора питания необходимо ставить керамический развязывающий конденсатор. Это редкий случай, когда такой конденсатор и в самом деле является фильтром для внешних помех.

 

EMC_Design_Considerations.pdf

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Чтение литературы помогло - сначала решил защитить ваттметр от помех зажигания, выпаял два дросселя из БП от ПК .... на 0,2 и 0,63 мГн и пару керамических конденсатора с меткой "104", и запаял их в провод питания от ваттметра, дроссели в разныв плюса и минуса, а конденсаторы рядом с дросселями, между "+" и "-"..... что бы удобнее было паять, разнёс их по проводу на некоторое расстояние.

 

Помогло!

 

Правда, точно не могу сказать, что именно из четырех детелей, возможно, хватило бы и двух.... но, с четырмя работает идеально - на ваттметр помеха больше не приходит! Осталось изменить схему подключения Ардуины, что бы "грязная" земля от шоколадки восьмерочной не заходила в моё устройство....

 

aa9aca6d53b7944cce93ea9731af3d17b03b35303161511.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

×
×
  • Создать...