Circuit protectie a intrarilor

[Vizitator Falx LAB]

Vreau sa realizez un mic proiect cu microcontroler, care va avea intrari de +24VDC. Luand in consideratie faptul ca acesta va functiona pe langa diferite surse de perturbatii trebuie sai fac un circuit de protectie.

Pentru inceput, am asa o ideie, vedeti schema atasata. Ce parere aveti ?

 

Multumesc anticipat

[mars01]

Sa stii ca daca nu spui care sunt "pertrubatiile" la care te astepti, cat si frecventa semnalului tau cu amplitudine de 24V s.a.m.d nu o sa primesti un raspuns prea curand. Intrebarea ta suna cam asa: "este apa pe Terra?".

[gsabac]

Circuitul functioneaza corect, adica transmite L si H spre microcontroller si deasemenea filtreaza perturbatii de

frecventa ridicata. Puteti adauga in serie cu sursa de 24V un generator sinusoidal sau dreptunghiular si sa

vedeti cum influenteaza functionarea, cu osciloscopul simulatorului.

In legatura cu perturbatiile externe, trebuiesc luate masuri complexe de ecranare si filtrare a tuturor conexiunior

care intra si ies din aparatul cu microcontroller. De exemplu, linga o statie de radio de 50W la UUS, se folosesc filtre RLC,

mai simple sau mai complexe si condensatori de trecere, alaturi de blindarea completa in metal.

In final totul depinde de sursa perturbatoare, cum a postat si @mars01.

 

@gsabac

Editat Septembrie 19, 2017 de gsabac

[Vizitator Falx LAB]

Sursa de perturbatii ar putea fi motoare, invertoare de frecventa, contactoare 380VAC.

La moment vreau sa stiu, daca insasi schema este corecta.

[gsabac]

Referitor la schema dvs. sunt mai multe elemente pe care nu le inteleg, sau poate ar trebui optimizate:

- de ce este nevoie de 2 diode TVS pentru protectie si nu este suficienta o singura dioda zener de 10V de exemplu,

in serie cu o rezistenta mare de ordinul kiloohmilor spre baterie;

- comutatorul din simulare este ideal, dar in realitate poate da scintei si 10mS, de aceea trebuie folosita o procedura speciala

de citire pentru contacte, cu timp de intirziere;

- dioda D1 este in plus in cazul folosirii unui zener sau al unui singur TVS;

- pentru ca ati folosit 2 mase diferite, este necesara o egalare de potential printr-o rezistenta de valoare mare

si un condensator in paralel impotriva acumularilor electrostatice.

Daca refaceti schema, postati si fisierul din programul de simulare.

PS. Pentru scheme profesionale, traseele de circuit cu semnalele, sunt construite intre 2 straturi de masa care le ecraneaza,

in afara de cele spuse la postarea #3. Deci se foloseste un circuit multistrat.

 

@gsabac

Editat Septembrie 20, 2017 de gsabac

[Vizitator Falx LAB]

Voi incerca ambele variante, cu TVS si cu zener apoi voi putea sa apreciez si costul total. Optez pentru varianta cu TVS, din cate am citit si am inteles e o solutie buna, mai ales daca se utilizeaza si o bobina serie cu intrarea

Multumesc pentru raspuns

[gsabac]

Folositi Multisim 12, 14 sau schema ati copiat-o de pe internet?

Aceasta ca sa stiu cum sa va raspund in continuare, sa va desenez scheme sau sa simulez scheme.

 

@gsabac

[Vizitator Falx LAB]

Eu folosesc Multisim 14

[gsabac]

Am postat un model de simulare, filtru si zener si intrare MCU cu optocuplor si filtrare cu condensator.

Am pus un generator dreptunghiular de joasa frecventa +/-20V, perturbat de o sinusoida de +/-7V.

Osciloscopul vizualizeaza generatoarele si filtrarea, dar puteti vedea si semnalul format de optocuplor.

In atasament aveti fisierul Multisim 14. Puteti sa il modificati dupa cerintele dvs. si postati si pentru noi rezultatul.

 

@gsabac

 

 

 

IntrareMCU.zip

[Vizitator Falx LAB]

Multumesc mult pentru ajutor.

Maine voi simula si voi prezenta rezultatele.

 

Ca sa fie mai clar poate, voi da mai multe detalii despre ceia ce vreau sa obtin in final.

Vreau sa construiesc un bloc de control, cu următoarele specificații:

- Alimentare 24VAC sau 24VDC, sa fie universal

- Iesire de +24VDC ( ca sa pot daca va fi nevoie sa alimentez direct din acest bloc, intrarile de control, sau alte blocuri)

- Intrari digitale ON/OFF +24VDC (Circuitul despre care am discutat mai sus)

- Intrari de impulsuri, mai rapide prin care sa pot numara impulsuri cu frecventa de circa 1kHz max

- Iesiri prin releu

- O interfata RS232 sau RS485 ca sa conectez un cititor RFID(modulul pe care vreau sal utilizez, are ambele interfete)

- Modul radio ZigBee

 

Voi utiliza pentru prototip un microcontroler AVR (ATmega328) fiind mai usor de lipit, in care vreau sa testez intrarile / iesirile / sursa de alimentare, modulul radio. Dupa care intentionez sa folosesc un ARM (STM32F00xx) si poate voi mai adauga intrare analogica 4-20mA / 0-10V la fel si iesiri 4-20mA / 0-10V de pe canalele DAC.

 

Vreau sa fac o mica automatizare, dar in același timp, vreau sa fie un proiect educational pentru mine, atat pe partea de electronica cat si partea de soft (fac asta in timpul liber).

 

Daca nu va fi o problema, voi posta tot in acest topic si alte parti de circuit, sa fiu corectat pe unde gresesc, ca sa merg pe un drum corect.

 

1) Cu intrarea deja mii clar, mâine voi mai analiza si singur, si cred ca întrebarea este inchisa

2) Am inceput sa fac si partea de alimentare. Blocul se va alimenta de la un transformator de 24VAC. Vreau sa folosesc un DC/DC pe baza de LM2576.

Am reusit sa desenez circuitul, care imi va da la iesire +24VDC, pe care il prezint mai jos. Acum ramane ca din acesti +24V sa obtin 3.3V pentru microcontroler si modul radio, si inca nustiu ce sa aleg, un alt DC/DC pentru un curent mai mic sa-mi alimenteze MCU+Modul Radio + cateva leduri, estimez la moment sa fie un curent <100mA, si tensiunea de 3.3V (tensiunea modulului radio).

Pentru inceput atasez circuitul de alimentare de +24VDC, dupa care voi reveni cu alta parti.

[Vizitator Falx LAB]

Am ajustat circuitul la valorile dorite + am mai adaugat un led, prin care sa pot vedea prezenta/lipsa tensiunii de intrare.

Astea sunt rezuiltatele:

 

[gsabac]

Ma bucur ca aveti rezultate.

In continuare daca doriti, puteti studia cum perturbatiile electromagnetice pot

influenta functionarea microcontrollerelor si ce masuri trebuiesc luate la proiectarea circuitelor.

https://www.langer-emv.com/en/category/immunity/81
https://www.langer-emv.com/en/product/stoerfestigkeit/81/emv-design-in-der-ic-umgebung-fuer-esd-und-burst/998
https://www.langer-emv.com/en/product/immunity/81/esd-influence-on-ics/1003
https://www.langer-emv.com/en/product/immunity/81/immunity-of-electronic-devices/1004
https://www.langer-emv.com/en/product/immunity/81/from-device-testing-to-the-ic-test-system/1106

 

@gsabac

PCB dessign Texas Instruments.pdf

Editat Septembrie 22, 2017 de gsabac

[Vizitator Falx LAB]

Multumesc pentru informatie

Intre timp am inaintat putin la partea de PCB.

Am reusit sa ma incadrez in 120x120mm.

Voi incerca sa mai restrang, sa incapa in 100x100, daca e posibil, insa la moment sunt multumit, principalul sa functioneze.