AC 라인의 스파크로 인한 Arduino 재설정 / 매달림

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이것은 내가 최근에 작업 한 프로젝트의 PCB 디자인입니다 (최초의 PCB 디자인). PCB 레이아웃

아이디어는 계전기없이 AC 기기 (팬, 전구 등)를 제어하는 것입니다. 이러한 응용 분야의 릴레이보다 나은 트라이 액을 사용하고 있습니다. AC 라인과의 완벽한 분리를 위해 광 분리기를 사용하고 있습니다. 랩톱에 연결된 USB 케이블 (충전기를 뽑은 상태)과 벽면 어댑터 (12V)를 사용하여 arduino를 실행 해 보았습니다.

처음에는 회로가 제대로 작동하는 것 같습니다. UART를 사용하여 코드를 컨트롤러 및 제어 전구 (켜기 / 끄기뿐만 아니라 흐리게)에 덤프 할 수있었습니다. UART를 통해 명령을 보냈습니다. 그러나 AC 라인에 스파크가 발생할 때마다 (팬을 꽂거나 뺄 때) 마이크로 컨트롤러는 만족스럽지 않습니다. 때로는 재설정되어 (그림의 더 좋은 부분) 다른 시간에는 멈추고 UART를 통해 명령을 보낼 수 없습니다. 구운 코드가 영향을 받는지 확실하지 않지만 때로는 코드를 다시 업로드해야했습니다. 다른 방에서 팬을 켜거나 끄면 아무런 영향이 없습니다.

가능한 문제 :

1) PCB에 접지면이 없습니다.

2) 스파크로 인한 일종의 EMI.

또한 팬과 같은 방식으로 온수기 (800 와트 저항 부하)를 꽂으려고했지만 아무 일도 일어나지 않았습니다. 그래서, 이것이 문제를 일으키는 유도 부하라고 생각합니다.

이 문제에 대한 건설적인 해결책은 대단히 감사하겠습니다.

감사.

— 위스키
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예, 유도 부하입니다. 유도 스파이크를 억제하려면 스 너버 및 / 또는 MOV (또는 양방향 TVS 다이오드)가 필요합니다. 일반적으로 하중과 평행하게 배치됩니다. 개선 된 PCB 레이아웃은 효과를 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 보드가 릴레이를 사용하지만 비슷한 질문에 대해서는 electronics.stackexchange.com/q/101815/25328 을 참조하십시오 .

— Tut

트라이 액을 사용하고 있기 때문에 트라이 액이 거의 제로 전류에서 꺼지기 때문에 팬을 수동으로 꽂거나 뽑을 때 유도 스파이크 문제가 훨씬 더 심할 수 있습니다. 유도 성 부하에 연결했을 때 트라이 액이 꺼지지 않는 문제가 발생할 수 있습니다. AC 부하 용으로 설계된 트라이 액 회로에 대한 데이터 시트 및 앱 노트를 참조하십시오.

— Tut

이것은 도움이 될 수도 있고 아닐 수도 있지만 arduino 소프트웨어에 워치 독 타이머를 추가 할 수 있습니다.

— Axis

@Tut-모든 제안에 감사드립니다. 게시 한 링크를 읽었습니다. 다음 PCB에서 구현하려고합니다. 프로덕션에 가기 전에 보드 레이아웃을 게시하여 피드백을 제공하고 오류 / 수정 사항을 지적 할 수 있습니다.

— Whiskyjack

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회로도를 표시하지 않았지만 명확한 바이 패스 캡 또는 로컬 온보드 전원 공급 장치 저장소 캡이 보이지 않습니다. 접지가 충분하지 않으면 문제가 발생할 가능성이 높습니다.

다른 사람들이 말했듯이 AC와 DC 섹션 사이에 적절한 절연 거리를두고 적어도 접지면을 만들어야합니다.

구성 요소가 적고 핀 피치가 큰 대형 보드가 있으므로 최상위 레이어에서 대부분의 트레이스를 라우팅하는 것이 매우 쉽습니다. 일반적으로 회로를 단일 평면으로 라우팅 할 수없는 경우를 대비하여 맨 아래 레이어로 이동해야하는 경우가 있습니다. 그러나 맨 아래 레이어의 흔적을 짧게 유지할 수 있습니다. 평면에서 연결할 수없는 최상위 레이어에서 두 개의 트랙을 연결하기에 충분할 정도로 오랫동안 "점퍼"로 간주하십시오. 지표면의 척도는 얼마나 많은 섬이 아니라 어떤 섬의 가장 긴 치수입니다. 점퍼를 짧게 유지하십시오.

그러나 모든 IC의 모든 전원 공급 장치에는 바이 패스 캡을 반드시 배치해야합니다. 이들은 전체 루프를 가능한 한 작게하여 IC에 물리적으로 가까운 작은 세라믹 캡이어야합니다. 1 µF 0805가 맞습니다. 이것들은 동등한 쓰루 홀 캡보다 저렴하고 성능이 좋을뿐만 아니라 납땜하기도 더 쉬울 것입니다.

DC 전원이 다른 곳에서 나오고 임피던스가 의심되므로 전원이 보드에 들어가는 곳을 가로 질러 알맞은 크기의 전해 캡을 넣으십시오. 몇 µF 정도해야합니다.

— 올린 라스 롭
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고마워 Olin. 나는 다른 비슷한 질문에 대한 귀하의 게시물을 읽고 있었고 많은 것을 배웠습니다. 지상 비행기를 떠나는 것이 가장 큰 실수 인 것 같습니다. 양면에 접지면을 사용하여 PCB를 다시 디자인하고 다른 사람들이 지적한대로 구성 요소를 깔끔하게 배치하려고합니다. 다시 한 번 도움을 주셔서 감사합니다.

— Whiskyjack

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@ user3455594 특히 바이 패스 커패시터를 Arduino에 두지 마십시오.

— Tut

@Olin-장치를 켜거나 끌 때마다 트라이 악을 전압 스파이크로부터 보호하기 위해 어떤 조치를 제안합니까? 약간의 독서 후, 나는 스 너버가 들어오는 스파이크를 억제하는 데 가장 일반적으로 사용되는 것을 발견했습니다. 그러나 스 너버의 주요 사용은 트라이 액 보호가 아닌 트라이 악의 잘못된 트리거링을 방지하는 것과 관련이 있습니다. MOV는 다른 옵션입니다. 이것에 관한 당신의 의견은 무엇입니까? 내 사용 사례를 참조하려면 이 링크 를 참조 하십시오 .

— Whiskyjack

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전압 절연을 존중해야합니다. 저항기 R16, R13 R10, R2, R31 및 R4를 배치 (및 라우팅) 한 방식은 옵토 아이솔레이터가 생성 한 절연 장벽을 손상시킵니다. 아래에서 기존 레이아웃을 격리 경로로 표시했습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

가능한 한 넓은 단일 격리 영역 (광절 연기의 너비)을 갖습니다. 라인 회로는 라인 측에, 절연 회로는 절연 측에 유지하십시오. 제안 사항은 아래 이미지를 참조하십시오.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— W5VO
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유용하고 도움이 될 수 있지만 실제로 이것이 문제의 전체 원인이라고 생각하고이 솔루션이 문제를 완전히 해결할 것이라고 생각하십니까?

— Adam Davis

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@AdamDavis 아니요, 이것이 이것이 문제의 유일한 원인이라는 것을 보장 할 수는 없습니다. 실제로 Olin과 Andy의 조언은 반드시 주의를 기울여야합니다 . 그러나 이것은 중요한 안전 고려 사항이며, 문제를 악화시키는 완벽하지 않은 어셈블리를 볼 수도 있습니다.

— W5VO

@ W5VO- 다른 레이아웃 을 만들었습니다 . 한번만보고 귀중한 제안을 해주시겠습니까? 미리 감사드립니다.

— Whiskyjack

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접지면, 접지면, 접지면 및 변명은 거의 없습니다. 이 회로 기판을 어떻게 많이 만들 수 있는지 살펴보십시오.-

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

나는 뇌가 거의 작동하지 않을 수있는 약 5 분 동안 (밝은 빨간색으로) 파란색 트랙을 표시했습니다.

스크랩하고 다시 시작합니다.

— 앤디 일명
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@kolosy 우리는 모두 어딘가에서 시작해서 처음 시작할 때 잘못된 레이아웃을했습니다. 이것은 OP가 얻을 수있는 가장 좋은 무료 조언입니다. 만약 제가 불합리하게 가혹하다고 생각되면이 답변을 중재자에게 신고하십시오.

— Andy 일명

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고마워 앤디. 나는 이미 두 번째 디자인에 접지면을 넣었습니다. 이것이 유일한 문제라고 생각하십니까? 추신-나는 당신의 대답이 어떤 식 으로든 거친 것을 찾지 못했습니다. 도와 주셔서 감사합니다.

— Whiskyjack

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@kolosy 솔직히 대답이 모욕적이라고 생각하지 않습니다 (Andy의 평결에 동의하기 때문일 수 있습니다).

— W5VO

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@kolosy : Andy는 그대로 말하고 있으며 OP는 분명한 용어로 들려야합니다. 그리고 네, 그의 평결에도 동의합니다.

— Olin Lathrop

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@Andyaka 그것은 그것이 말하는 것처럼 말할 수도 있지만, 나는 "변명 없음"과 "어떤 뇌 활동도 거의 가져 오지 않는다"는 점을 보지 못합니다. 당신에게 명백하고 두뇌가없는 것은 사람들이 처음부터 시작하는 것이 아닙니다.

— kolosy

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내 경험상, 설정 및 재설정 라인, 플립 플롭 및 기타 회로는 "전기 노이즈"에 매우 취약합니다. 예측할 수없는 회로 동작을 피하는 가장 실용적인 방법은 각 칩 의 전력선 을 적절한 커패시터 로 분리하는 것 입니다. 또한 클럭 신호로 입력 라인을 게이팅 / 활성화하면 "과도 현상"이 회로에 영향을 줄 가능성이 줄어 듭니다.

— 길
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나는 마지막 줄을 이해하지 못했습니다. 좀 더 자세히 설명해 주시겠습니까? 답변 해주셔서 감사합니다.

— Whiskyjack

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DTMF 기반로드 제어 프로젝트에서 작업 할 때 AC로드와 동일한 문제를 발견했습니다. AC 부하가 없으면 8051 마이크로 컨트롤러 회로가 올바르게 작동합니다. AC 부하의 전원을 켤 때 릴레이 회로를 통해 AC 부하를 켜거나 끄면 전체 회로가 다양한 방식으로 작동합니다. 나중에 나는 8051 보드의지면 부기가 좋지 않다는 것을 알았습니다. 마지막으로 오래된 8051 마이크로 컨트롤러 보드를 접지가 잘되는 새로운 8051 마이크로 컨트롤러 보드로 교체합니다. 이제는 잘 작동합니다. 따라서 PCB의 접지 타설이 양호해야한다고 생각했습니다.

— 키란 바마
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그것은 정확히 문제였습니다. 글쎄, 나는 그 당시 작업을 시작했으며 좋은 PCB 레이아웃,지면 부어, 격리 등에 대해 아무것도 알지 못했습니다.이 버그는 오랫동안 수정되었지만 답변 해 주셔서 감사합니다. 비슷한 문제로 어려움을 겪고있는 사람들에게 좋은 참고 자료가되기를 바랍니다. (+1).

— 위스키 잭