Наводки на регистр

[Tasmanec]

Всем привет!

Имеем контроллер (ATMega16A), сдвиговые регистры(74HC595), мультиплексоры 4051. Напряжение питания общее на порты микросхем, их питание и т.п. ~5,05 V +- 0.03V(китайский БП от какого-то девайса). Еще имеем кучу помех вокруг(сварочные аппараты, мощные компрессоры, входные РУ суммарной мощностью на входе/выходе порядка 200 кВт, вобщем, полный фарш). На выходах регистра сидят оптроны 817, через них различные девайсы(питаются от другого БП 24В) включаются\выключаются. На концах мультиплексора подключены датчики различные, в том числе имеются герконы. Контуры девайсов и схемы с МК и регистрами не пересекаются нигде. На МК все неиспользуемые ноги в режиме работы на выход подтянуты на землю, туда же подтянуты все входы с регистров, работающие входы МК, входы мультиплексора. Каждая микросхема и МК питаются через стабилитроны 5,1 вольт (какие под руку попались, об этом чуть позже). Частота задается внутренним генератором МК. Проблема - наводки на входы регистров. При включении схемы выходы с регистров выдают непредсказуемые состояния, затем программно приводятся в нужные значения, все работает хорошо, пока не изменит состояние какой-нибудь геркон, копрессор заработает\выключится и т.п. - опять непонятно что пишется в регистры. Пробовал так же между землей и входом регистров кондеры ставить - не помогло. Пробовал подбирать разные номиналы. Грешу на нестабильное питание схемы. Хочу все запитать через один БП 24 вольта, т.е. поставить стабилизатор на него, снять 6В, их послать на схему, ну а девайсы напрямую питать, мощности БП хватит на все, с лихвой. Заменить стабилитроны на 4,7 В. Тут меня смущает один момент - МК и микросхемы будут получать по 4,7 В, а порты по 6 с БП, не погорит ли что? И вообще поможет ли такой вариант? лишним не будет - это точно:) Какие еще методы борьбы с помехами можете предложить?

[uk8amk]

Схему с платой вашего изобретения мы не увидим?

[yron]

Экранировати все устройство с землей. Использовать экранированные провода, фильтры LC , плёночные кондеры по питанию.Провода максимально короткие.На порты 6в много ,лучше 5в.По питанию лучше вместо стабилитронов ставить стабилизаторы L7805.

[FantasyDD]

Запитать все это дело от аккумулятора, если от него заработает то проблема в блоке питания(что скорее всего), если нет, то что дальше платы все на опторазвязку и помехозащитный транспорт (токовые петли, оптика......)

[BOB51]

Пройтись по железу (консультации только при наличии эл. схемы, монтажной схемы и фото девайса) и по алгоритмам обработки ввода, пересылки данных и прерываний в системе.
"ЧУДЕС" как правило НЕ БЫВАЕТ.

[Tasmanec]

Только сейчас добрался до ноута, ответить не мог. Были просадки и скачки напряжения в сети, поэтому китайский БП не справлялся. Взял блок питания от ПК, ИБП чтоб развести с общей сетью(транса 220 - 220 нет под рукой), запитал контроллер от него. Нашел рядом с контроллером провод с 220В, отвел в сторону. Помехи от окружающей среды ушли. Осталась одна помеха... Подробней распишу что и зачем управляется. Есть станок контактной сварки. Внутри стоит транс двухфазный ТВК75. Есть пневмоцилиндры с электродами, сейчас их установлено полтора десятка, но позднее будет в три раза больше. Контроллер управляет процессом сварки - пускает ток, опускает/поднимает цилиндры, опрашивает датчики, управляет доп. модулями, которые сейчас отключены и не используются, и т.п. Ток на транс подается через тиристоры, которые в свою очередь включаются через реле. Все электромагнитные клапана, реле подключены через оптопару. Когда транс включается наводок нет, как только электрод опускается - пиши пропало... По конструктиву контроллер получился громоздким - ящик 350х500 - т.к. много проводов к нему приходит и клеммы под них занимают все место. Несколько плат 150х150. Плюс куча тумблеров. На время борьбы с наводками контроллер отвел на 3м от станка, отсоединил все провода, идущие к станку. Вручную пускаю сварочный ток, опускаю цилиндр. Обернул в несколько слоев фольги внутри все провода и шлейфы, снаружи весь корпус, подключал к общей земле, отключал и все равно помехи ловятся. Ресет от наводок не срабатывает - однозначно. Прерывания от помех не срабатывают - тоже однозначно. По питанию все стабильно.

[BOB51]

Помехи от дуги, да еще с фазовым управлением...
Поставь сложные LC-фильтры по первичному и по вторичному в питании МК + буфер-акумулятор.
Разделить силовую, защитную и сигнальную шины "земли".
Может чего и утрясется.

[Tasmanec]

Кажется, что поборол таки я эту сварочную дугу ))) :) Как и говорилось ранее - во всем виноваты перемычки регистры, а если быть еще более точным - их сверхчувствительность. Ну коли они такие чувствительные, так пусть и работают по полной. Максимальная частота работы регистра - 24 МГц. МК у меня работает на 2МГЦ. Когда посылал команду на исполнение - включение тока, открытие электромагнитного клапана и т.п., контроллер просто ждал определенное время после этого. Транс включался, МК через некоторое время ("разогнаться" немножко трансформатору нужно) слал команду опустить цилиндр. Регистры успешно перещелкивались, все шло как по маслу, затем появлялась дуга и регистры начинали выдавать всякую чушь. МК в это время просто стоял и ждал... (не только ждал, еще проверял концевики т.д., но регистры не трогал) В итоге испорченный цикл сварки. Вместо пустого ожидания заставил слать МК в регистры необходимые биты.
Даже если на какую-нибудь сотую долю секунды в регистр запишется левый бит, то МК тут-же его протолкнет, ни один механизм не успеет сработать, тем более они получают сигналы через опторазвязку(граничная частота работы 80KHz). Вот как-то так. Быстренько набросал тестовую прошивку, залил, подключил один цилиндр к МК, еще реле управления током и .... все заработало как нужно:):) Но фильтры по питанию и другие недоработки в следующей версии обязательно надо исправить. Монтаж по-другому выполнять буду с максимальным экранированием, все регистры в одно место соберу, шлейфы покачественнее сделаю и все такое. Просто сейчас времени на доработку нет. Фух, на сегодня эксперименты в железе закончены, пойду переписывать прошивку. Осталось еще только подумать как регистры заполнять попутно проверяя датчики и другие команды выполнять, но это уже другая история:)

[fedyasolder]

При включении схемы выходы с регистров выдают непредсказуемые состояния, затем программно приводятся в нужные значения

Если при включении нет сброса регистров, то в них всегда есть мусор.

[YS]

1. Рекомендую выкинуть стабилитроны и поставить нормальные стабилизаторы L78L05.
2. Керамические конденсаторы 100 нФ по питанию, как можно ближе к выводам питания, для каждой микросхемы стоят?

[Tasmanec]

Станок успешно работает, план перевыполняется. Скоро небольшой простой, самое время для модернизации и избавления от получившейся "откровенной порнографии".
Итак, про питание:
Как советовали, выкинуть стабилитроны и посадить все на стабилизаторы. Набросал схему(см. вложение). К плате подводится 24В. Через стабилизатор IC 7805 питается МК, возле ног питания МК по кондесатору 0,1 мкФ, соответственно. В протеусе ноги питания не показываются, поэтому, как говорится, два пишем, три в уме.
Через стабилизатор IC2 будут питаться светодиоды, некоторые оптроны, мультиплексоры(не требовательны в моем случае к качеству питания) и т.д., в общем те части устройства, где нет особой необходимости в стабильном питании. В разных местах платы несколько таких штук стоять будут. Стабилизатор 7809 IC3 для предварительной стабилизации напряжения(лишний не будет, я считаю). После него через 7805 питаются регистры. Их будет пять штук. Как и в случае с МК подразумеваем по 0,1 мкФ непосредственно у ног микросхем.
Вот как-то так. Только над емкостью пленочных конденсаторов надо подумать, не переборщил ли? И добавить керамику 4,7мкФ перед стабилизаторами для регистров. Уважаемые знатоки, что скажете?
http://img.radiokot.ru/files/103562/ov816adcb.jpg

[GARMIN]

7805 ИМХО, не любят малой ёмкости на выходе. На регистрах поставь по 10 мкф на каждый стабилизатор. Но мне кажется, хватит одного на все.

[YS]

По стабилизатору на регистр - это сильно. Зачем?

[Morroc]

Можно налепить еще 165 регистров для чтения того, что записалось в 595 или использовать расширители портов по i2c типа pcf8574 - тоже можно будет проконтролировать записанное.

[Tasmanec]

По стабилизатору на регистр - это сильно. Зачем?

В разных местах платы будут находиться.

[Mishany]

питание AVCC по даташиту рекомендовано через дроссель подключать, если используется ацп.

[Tasmanec]

питание AVCC по даташиту рекомендовано через дроссель подключать, если используется ацп.

Не, не будет использоваться АЦП.

[YS]

В разных местах платы будут находиться.

Ну, э, это не великая беда. Если боитесь помех на длинные проводники - поставьте дроссели / ферритовые колечки.

[fedyasolder]

И побольше керамики (прямо на выводы), и мелких электролитов\танталов (между корпусами).

[Tasmanec]

Всем спасибо за советы. Особенно про 165 регистры. Возьму их на заметку. Устройство в боевых условиях скоро опробуем.