Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
PCIM Europe 2019
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Własnoręcznie zrobiony zasilacz zawiesza układ uC

WojtasSP320 14 Lut 2009 10:29 4837 35
  • #1 14 Lut 2009 10:29
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Witam!

    Mam mały problem z własnoręcznie zrobionym zasilaczem
    Własnoręcznie zrobiony zasilacz zawiesza układ uC

    Zasilacz działał sprawnie przez ok 3 miesiące, gdzie zasilał układ mikroprocesorowy domowej-internetowej stacji meteo
    http://www.stacjameteo.ovh.org/stacja.gif

    Problem pojawił się we wrześniu ubiegłego roku, kiedy to stacja zaczęła się zawieszać. Odłożyłem naprawę do lutego i trochę już pogrzebałem. Wiem na pewno, że winą zawieszającego się układu jest zasilacz, ponieważ gdy podłączam moduł do innego zasilacza to śmiga aż miło.

    Usterka objawia się następująco: po długim wyłączeniu (kilkadziesiąt minut - godzina) układ startuje normalnie i działa ok. pół minuty. Potem procesor się resetuje, po kilku sekundach znów i czasem jeszcze raz (widzę to po wyświetlaczu LCD) a potem zwiecha. Ponowne uruchomienie poprzez odłączenie od prądu kończy się tym, że procesor zawiesza się od razu podczas włączenia (LCD się nie inicjalizje, a jest to pierwsza instrukcja w procesorze). Jak wyłączę stacje na kilkadziesiąt minut to sytuacja się powtarza.

    Czy spotkał się ktoś z podobnym czymś?? Na początku myślałem, że to stabilizatory, ale wymieniłem na nówki i to samo.

    Żaden element się nie grzeje wyraźnie, oprócz stabilizatorów, które mają jednak radiator i są tylko lekko ciepłe.

    Mierzyłem napięcie na wyjściu zasilacza podczas pracy miernikiem i było zawsze 5.00V +/- 0.01V

    Proszę o pomoc.[/img]

    0 29
  • #2 14 Lut 2009 11:13
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Witam!
    Podejrzewał bym istnienie pasożytniczych oscylacji. Oscylacje wzbudzają się oczywiście w scalaku (prawdopodobnie 7805), ale moga być spowodowane utratą pojemności któregoś z kondensatorów (zwłaszcza C1, C4 i C6), być może też, że jest niekorzystna większa odległość między scalakiem a kondensatorem zapobiegającym oscylacjom.
    Spróbuj zamontować jakieś kondensatory ok. 0,22uF wprost na nóżkach scalaka.

    0
  • #3 14 Lut 2009 19:53
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Zamieniłem C1 z 2200uF na 1000uF ale nie pomogło (pozostaje mi jeszcze wymiana C4 i C6). Raczej podejrzewałbym C4 - bo jest bardzo blisko stabilizatora (ogólnie stabilizatory były zawsze chłodzone wentylatorem i wtedy były chłodne, ale problemy zaczęły się gdy wyłączyłem wentylator - wtedy stabilizatory były bardzo ciepłe [ale nie gorące]) Załączam zdjęcie - może ono coś rozjaśni Własnoręcznie zrobiony zasilacz zawiesza układ uC. I jeszcze jedno - czy ma znaczenie, że 7812 i 7805 są na tym samym radiatorze?

    Edit: Wymieniłem C4 i nic się nie poprawiło... zotaje C6

    0
  • #4 14 Lut 2009 21:03
    rufuse
    Poziom 15  

    A ja mam pytanie trochę inne czy jest możliwość ze trafo znajdujące sie obok uP bedzie miało wpływ na jego działanie?? Projektuje płytkę i tak sie zastanawiam właśnie.

    0
  • #5 14 Lut 2009 21:42
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #6 14 Lut 2009 21:55
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Szczerze powiem Ci, że nie wiem, ale z doświadczenia wiem, że lepiej podzielić urządzenie na moduły tak, żeby można było wymienić poszczególne moduły w razie awarii. Ja na przykład mam osobno (na osobnym laminacie) zasilacz, osobno płytkę z uC, osobno płytkę z EEPROM'ami i w razie awarii, czy rozbudowy wymieniam tylko część a nie całe urządzenie. To naprawdę ułatwia życie. Jak zrobisz osobno zasilacz, to możesz dać dłuższy kabel w razie zakłóceń i odsunąć trafo od uC.

    Dodano po 8 [minuty]:

    W sumie trafo raczej nigdy się nie grzało. Zasilam nim tylko procek (Atmega16 na kwarcu 11.0592), MAX232, EEPROM i LCD z podświetleniem. A czy przegrzanie Trafo wyjaśniałoby, że po kilkudziesięciu minutach wyłączenia układ działa prawidłowo przez ok 30 sek (w tym czasie wszystko jest zimne) a potem klapa?? Na pewno w tej usterce występuje "efekt pamięciowy" (pojemność, temperatura), ale nic się nie grzeje.

    I jeszcze jedno pytanko: Czy uważacie, że dobrym pomysłem jest łączenie kaskadowo stabilizatorów 7812 i 7805 (chodziło mi o jak najstabilniejsze zasilanie do przetwornika ADC)??

    0
  • #7 14 Lut 2009 22:24
    Dar.El
    Poziom 40  

    Witam
    Bardziej stabilne napięcie uzyskasz z LM317 + TL431 a przy samym uP potrzebny jest dławik i kondensatory.
    Zmierz napięcie tętnień na wyjściu zasilacza, ale lepiej użyć do tego oscyloskopu. Jak go nie masz to zrób z karty dźwiękowej PC.

    0
  • #8 14 Lut 2009 22:25
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #9 14 Lut 2009 22:36
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    TS4/57 - ~17V; 0.22A
    Czyli ok 24V wyprostowanego i odfiltrowanego.
    P.S. Przypominam, że układ działał prawidłowo ponad 3 miesiące, a teraz daje na wyjściu 5V +/- 0.01V (mierzone miernikiem uniwersalnym), nie wiem jak z wydajnością prądową (nie mierzyłem) ale procek działa na początku prawidłowo i po ok 30s się resetuje, a potem zawiesza (układ nadal jest zasilany).

    0
  • #10 14 Lut 2009 22:43
    OldSkull
    Poziom 27  

    Mam pytanie: mógłbyś sprawdzić czy na wyjściu 7812 w stanie, kiedy uC się resetuje jest stabilne 12V? Jeśli dobrze odczytałem, to ten transformator daje 57V, czyli 80V po wyprostowaniu, natomiast LM78xx wytrzymują do 35V na wejściu. Być może włącza Ci się jakieś zabezpieczenie w stabilizatorze i ten odłącza napięcie z wyjścia.

    Cytat:
    Czy uważacie, że dobrym pomysłem jest łączenie kaskadowo stabilizatorów 7812 i 7805

    tak, to dobry pomysł, ale przy małym poborze prądu 7805 można zostawić bez chłodzenia, zamiast go nagrzewać ciepłem oddawanym przez 7812 - będzie bardziej stabilnie trzymać napięcie.

    edit: aj, nie patrz na pierwszy akapit, za późno wyśłałem wiadomość ;)

    Co ja doradzę: Możesz spróbować dać większy kondensator za 7805, a AVcc zasilać przez dławik.

    1
  • #11 14 Lut 2009 22:55
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Ogólnie AVcc jest zasilane przez dławik
    Schemat:
    http://www.stacjameteo.ovh.org/stacja.gif

    Ogólnie to dzięki ludzie za podpowiedzi, jednak problem dalej pozostaje i wszelkie nowe sugestie są mile widziane.

    W gruncie rzeczy to jak się wkurzę to zrobię nowy zasilacz od podstaw i znając prawo Murphy'ego będzie działał, nawet jak zrobię go ze starych elementów, ale mnie bardziej interesuje "czemu to działało, a nie działa"?

    0
  • #12 14 Lut 2009 23:06
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #13 15 Lut 2009 00:26
    OldSkull
    Poziom 27  

    Głupia myśl mnie naszła: rozszerzalność cieplna metalu (nóżki i ścieżki), gdzieś jest przewana ścieżka i jak sie zmienia temperatura to się robi mikroprzerwa - może spróbuj pocynować wszystkie ścieżki na drodze zasilania? Jeśli to jakieś pęknięcie ścieżki, którego nie widać, to albo je zatkasz w ten sposób, albo zauważysz.

    Może poszukasz sobie jakiegoś innego zasilacza? Może jakiś impulsowy + filtr LC (z dużą pojemnością) przed 7805 i 2.2mF + 100nF pojemności za 7805?

    0
  • #14 15 Lut 2009 02:38
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Wlutowywałem już 1000uF między stabilizatory, 2200uF na wyjściu i 2200uF + 10nF na wyjściu. Wszystkie ścieżki są pocynowane od początku, a przez te 30 sekund na początku nic się wyraźnie nie grzeje. Sprawdzałem dodatkowo resztę układu i wszystko śmiga elegancko na zasilaczu od PC, więc wina awarii leży ewidentnie w zasilaczu.

    Hmm... 4 elektrolity, 3 ceramiki, 2 stabilizatory + trafo i mostek i taki problem... :(

    0
  • #15 15 Lut 2009 11:22
    rufuse
    Poziom 15  

    To zmierz pobór prądu przez układ podłacz coś podobnego do zasilacza i zobacz jak sie bedzie zachowywał

    0
  • #16 15 Lut 2009 14:33
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #17 15 Lut 2009 14:57
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Ok sprawdzę, tylko powiedz mi co powinienem zmierzyć? Napięcie w stanie jałowym/z obciążeniem, prąd z obciążeniem, czy może jeszcze coś innego. Tak w sumie to nie znam się za bardzo na elektronice (jestem informatykiem i z zamiłowania trochę się bawię elektroniką).

    Powiedzcie mi jeszcze co byłoby lepsze: omawiany układ zasilacza (7812 + 7805), czy zasilacz zrobiony na TDA8138??

    Chodzi mi głównie o stabilność zasilania, natomiast nie zależy mi na dużych mocach.

    0
  • #18 15 Lut 2009 16:00
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #19 15 Lut 2009 20:04
    trol.six
    Poziom 31  

    Jakoś nie jestem przekonany o usterce zasilacza. Jeżeli pomiar daje ci 5V to jedynym problemem mogą być jakieś oscylacje stabilizatorów. Co z resztą ktoś juz nadmienił.

    Dławik 100uH w relacji z pojemnością 100nF to nie jest dobra konfiguracja. Dodatkowo brak rezystora na lini reset.

    Ale obstawiam że może być też problem z programem. Bądź ustawieniami FUSE.

    Nie rozumiem po co ci wielka stabilność napięcia, tutaj dobrym pomysłem byłoby zastosowanie chociaż prostego układu MC34063, lub czegoś podobnego lepszego (lm2574, lm2594). Zamiast tych stabilizatorów. Czujniki przecież masz cyfrowe.


    dodane:
    Poza tym nie masz żadnych filtracji w zasilaczu (dławik skompensowany, zwykły dławik na linii), a z praktyki wiem, że byle jakie zakłócenia się przenosza przy tego typu zasilaczach. Poza tym jeżeli masz moduły osobno, daj 10uF-100uF bezpośrednio na płytce na Vcc, najlepiej tantalowy.

    0
  • #20 15 Lut 2009 21:53
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    To musi być wina zasilacza, bo na 2 innych zasilaczach wszystko jest w porządku.
    Program jest w 100% dobry, bo próbowałem też z programem wyświetlającym np tylko literę "A" - to samo. Próbowałem z 2 różnymi atmegami ustawianymi na wewnętrzny 1MHz jak i na zewnętrzny kwarc 11.0592MHz - to samo. Co do czujników, chodzi właśnie o to, że LM35 jest analogowy i daje 10mV/*C. A ten dławik 100uH + 100nF jest wzięty prosto z datasheet'a od atmegi. Szczerze mówiąc to zupełnie nie znam się na elementach indukcyjnych, dla tego unikam ich jak ognia. Czy możesz powiedzieć czemu to nie jest dobry pomysł i czy mógłbyś wyjaśnić mi co daje taki dławik na linii??

    Już mi nie chodzi o to jak to naprawić, bo chyba i tak zrobię nowy zasilacz od podstaw (lepszy), tylko co tu może nie grać, tak z czystej ciekawości, bo to przecież parę elementów na krzyż...

    0
  • #21 15 Lut 2009 23:39
    trol.six
    Poziom 31  

    No w sumie nie wiem co mi się pochrzaniło że LM35 jest cyfrowy. Ale to nie ma znaczenia, bo zasilanie ma 4-20V.

    Po drugie wcale nie musi to być wina zasilacza. Choćbyś podłączał tam 10 innych. Żeby mieć pewność to trzaby mieć na biurku i testować. Na odległość nie da się tego sprawdzić. Musisz po prostu sprawdzić oscyloskopem co się dzieje na wyjściu. Może masz jakieś wadliwe układy.
    Wywal ten 7812 i zobacz, czy coś to da. Jednak ja obstawiam że z zasilaczem raczej będzie wszystko OK.

    Nie wiem z jakiej noty to masz dławik, może 10uH ?
    A chodzi o to że skoki prądowe powodują przepięcia przy dużych wartościach L. Ale tutaj jak masz na linii AVCC to nie jest takie groźne, ale dławik 10uH byłby odpowiedniejszy. Poza tym tutaj koledzy pisali o dławiku ale pewnie nie na AVCC ale ogólnie. Taki dławik z pojemnością filtruje zakłócenia na zasilaniu.

    Poza tym nieliniowość atmegi, przynajmniej tych co ja robiłem jest straszna. Szczególnie w dolnym zakresie. Martwienie się tutaj o jakość zasilania jest troche bez sensu. Dopiero jak zmieniłem zakres pomiarowy na górną część, to pomimo utraty części bitów i tak miałem dokładniejszy pomiar.

    I jakiś tantal i tak by się przydał na płytce z procesorem. Na VCC

    Dodane:
    Acha, i te kondensatory ceramiczne co masz w zasilaczu to wcale dobre nie są. Daj jakieś poliestrowe 100nF-220nF, na płytce z procesorkiem tak samo. Ja stosuje tutaj ceramiczne ale tylko smd, a tak to to tylko metalizowane poliestrowe. Poza tym powinny być umieszczone możliwie blisko stabilizatorów. Może faktycznie ci sie wzbudza.

    0
  • #22 16 Lut 2009 01:17
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Z tym dławikiem to fakt - w nocie jest 10uH, więc albo walnąłem się przy robieniu schematu, albo przy zamawianiu części ze sklepu (co jest raczej mniej prawdopodobne). A propos kondensatorków to dobrze wiedzieć - uwzględnię to podczas budowy przyszłych urządzeń. A te ceramiki są najbliżej stabilizatorów jak tylko się dało (słyszałem już o tym wcześniej, żeby umieszczać jak najbliżej). (Edit: No powiedzmy :))

    Niestety nie mam oscyloskopu, więc nie mam jak zobaczyć co się dzieje na wyjściu.

    0
  • #24 16 Lut 2009 16:31
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    A czy taki oscyloskop z karty dźwiękowej nie ma ograniczenia do ~2V??

    Kiedyś podłączyłem do komputera programator zasilany zasilaczem w którym było zwarcie 230V do masy (z mojej winy - po prostu włącznik napięcia dotykał elektrody diody LED). Atmega8 wytrzymała, Pentium 4 też, niestety płyta nie przeżyła :) O dziwo naprawili w serwisie.

    0
  • #25 16 Lut 2009 16:33
    Rzuuf
    Poziom 43  

    2V powinno wytrzymać bez problemu.
    Poniewaz masz obserwować jakieś "smieci" na potencjale napiecia stałego, więc oddziel się kondensatorem od DC.
    Dodaj potencjometr i 2 diody dla zabezpieczenia .

    0
  • #26 16 Lut 2009 16:55
    k4be
    Poziom 31  

    A gdzie kondensator w zasilaniu procesora? :) Sprawa była omówiona dość dokładnie w którymś dokumencie z Atmela.

    0
  • #27 16 Lut 2009 17:56
    trol.six
    Poziom 31  

    On nie jest super elektronikiem tylko informatykiem, musi usłyszeć ze cztery opinie że trzeba gdzieś dać kondensator żeby go tam umieścił. Winny jest zasilacz.

    Poza tym tym oscyloskopem na PC to sobie mocno nie potestuje, bo np. 300kHz raczej nie zmierzy. Jedyna możliwość to zbudowanie układu, choćby na komparatorze do atmegi (ale nie ma odpowiedniej histerezy) albo zewnętrznym. I przekonanie się czy coś się dzieje z zasilaniem czy też nie.

    Mnie jedynie co jeszcze niepokoi to tylko 100nF pomiędzy dwoma stabilizatorami. Albo obciążyłbym ten 12V jakimś opornikiem. Albo dodać jeszcze jakieś ceramiczne smd można przylutować do wyprowadzeń. Tak coś z 470nF. Ale jakoś nie jestem przekonany tutaj o winie zasilacza.

    0
  • #28 16 Lut 2009 18:58
    OldSkull
    Poziom 27  

    imo źle się do tego zabieramy - któryś element po dordze jest po prostu uszkodzony. Podejrzewałbym zakłócenia, gdyby układ działal w jakiś dziwnych warunkach, ale nie podczas testów w domu.
    Przede wszystkim nie są potrzebne tak duże ilości kondensatorów - to jest stacja meteo, nie potrzeba kHz częstotliwości zbierania sygnału, gdyż zjawiska meteo mają dużą bezwładność - wystarczy (z zapasem) kilkadziesiąt Hz - stąd jako jeden pomiar możesz traktować średnią wielu pomiarów. Ma to dodatkowe zalety: programowo filtruje się zakłócenia, a jeśli procek sam ma zakłócenia o stałej wartości oczekiwanej, zwiększasz rozdzielczość (dithering).

    Propomowałbym: za mostkiem graetza zostawić 2200uF, dalej od razu LM7805 (na odpowiednim radiatorze), za nim 100uF, a na nóżkach procka 100nF + 100nF na AVcc i Aref. Pocynuj dla pewności wszystkie ścieżki.

    I sprawdź na innym uC czy to nie jest czasem wina ATmegi.

    0
  • #29 16 Lut 2009 20:43
    WojtasSP320
    Poziom 10  

    Układ był testowany na 2 różnych atmegach, wszystkie ścieżki są solidne cynowane (zwłaszcza zasilania i sygnałów analogowych do ADC).

    Zczytywanie temperatury odbywa się tak, że dokonuję pomiaru z LM35 co ok. 0,5 sek i cyklicznie zapełniam pomiarami 64 elementową tablicę i wyciągam średnią z 64 pomiarów.

    Dzięki za wszystkie rady. Jestem świeżo po sesji, więc mam trochę czasu na sklecenie czegoś nowego. Jak coś wykombinuję to dam schemat do oceny i krytyki.

    Dzięki.

    0
  • #30 16 Lut 2009 21:14
    karlos79
    Poziom 33  

    Witam
    Wcześniej pisałeś, że jak był wentylator to wszystko śmigało aż miło.
    Przyczyną takiego zachowania się układu może być zabezpieczenie termiczne wbudowane w stabilizatory.
    Zastosuj większy radiator, lub wstaw ponownie wentylator i sprawdź co się będzie działo.
    Pozdrawiam

    0