Badanie EMC praktycznie- jestem po i mam kilka pytań

Tematów związanych z CE kilka jest, ale znakomita większość rozmów to jałowy temat. Myślę że dział do takich rozmów najlepszy.
Dziś jestem po testach emisji, miałem dwa urządzenia- wykresiki w załączniku. Jedna szpila (72MHz) wychodziła mi grubo ponad normę- trochę powalczyło z dobrym skutkiem. Za to podczas "wnikliwego" badania prawie doszła do granicy szpila na 216MHz. Nie mniej jednak jest "pod" i można dać pozytywa. Ponoć taka jest natura badań, przestawienie kabelka i równie dobrze urośnie jak i zmaleje.
Dziś niestety nie było już czasu na więcej walk.
Ogólnie znakomita większość "wyciekała" przez kable (np czujnik), dobiera się ferryta i jest git...



Gorzej było z maltretowaniem burst i surge, pomiędzy linią zasilania a PE (i otoczeniem).
Obydwa urządzenia ze sobą współpracowały (ich schematy blokowe są poniżej)
Urządzenie 1 ma w sobie zasilacz, procek, część wykonawczą, na kablu znajduje się czujnik i2c, RS485. jest sporo tantali 10uF i 100n (1szt jest też przy scalaku czujniku i2c).
i2c i RS485 jest zwierane do masy 6V warystorami, od strony 230V jest tylko warystor pomiędzy L i N.

Drugie urządzenie łączy się z pierwszym po RS485 i z niego też ciągnie zasilanie, które najpierw wchodzi na diodę i następnie na stabilizator 7805. Standardowo 100n i 10uF (elektrolity)...



EFEKTY...
Nr 1, od czasu do czasu wykrywa błąd czujnika i2c- prawdopodobnie resetuje się scalak. Widać mignięcia multiplexowanego wyświetlacza.

Nr 2. praktycznie cały czas się resetuje...
Zapewne pomysł z szeregową diodą i brakiem jakich kolwiek warystorów/transili był do bani.

Tak więc prosił bym osoby które miały przyjemność kosztownych zabaw o wskazówki, sugestie, ocene. Ponoć na uciechy erotyczne nie da się w tak szybkim czasie wydać tyle kasy

Gdzie doczepić, jaki element, może jakieś namiary na dobry dokument opisujący walkę z surge i burst. I jeszcze mam pytanie na temat warystorów. Miałem np taki, na którym pisało 270V. Dlaczego w takim razie po chwili pracy na 230V był gorący?. Wg tego co wiem, powinien zacząć zwierać przy jeszcze wyższym niż nominalne napięcie??!.

Jeśli w którymkolwiek miejscu zaufałeś "wewnętrznym" pullupom to tam zacząłbym najpierw. Pomimo tego, że praktycznie każdy mikrokontroler ma wewnętrzne podciąganie resetu i wewnętrzny filtr na tej linii, bez zewnętrznego rezystora i kondensatora nie ma o czym rozmawiać [;

Dokładnie to samo należy zrobić z innymi specyficznymi liniami które służą np do włączania wewnętrznych bootloaderów.

4\/3!!

Procki to 51ki. Resety są takie same (RC 10k/10u). Nr 2 wywraca się raczej od watchdoga. Wnioskuje to po tym że włączam WD kilka sekund po resecie (inicjalizacji LCD i wyświetlenie powitania) i reset następuje właśnie po ekranie powitania.

Nie da się zbytnio podczepić oscyloskopu, bo w tym przypadku zakłóci badania

10u nie filtruje tak wysokich częstotliwości. Na resecie daj 1nF ceramiczny, jak najbliżej procka (najlepiej smd - im mniejsza indukcyjność doprowadzeń tym lepiej). W przypadku burstów brak kondensatora na resecie, to prawie pewny reset (sam to spraktykowałem).

Na linie RS485 możesz dać filtry szeregowe Muraty serii BLM... do kupienia w TME. Dokładny typ sam dobierz na podstawie zakresu Twoich częstotliwości i prądów. Innym rozwiązaniem są rezystory i transile dwukierunkowe. Nie wiem, które rozwiązanie lepiej się sprawdzi w Twoim przypadku, możesz przetestować obydwa.

Na surge na zasilaniu 230V warystor powinien być OK. Nie wiem dlaczego się grzeje, może jest na trochę niższe napięcie niż 270V. Sprawdź dokładnie dokumentację. Poza tym zawsze możesz wziąć inny, na trochę wyższe napięcie.

Na koniec jeszcze dwie rady ogólne.
1. Do zabezpieczenia EMC nigdy nie bierz elementów, które akurat masz pod ręką, a nie masz do nich dokumentacji lub nie jesteś pewny ich dokładnego oznaczenia. Bo często "prawie" robi wielką różnicę...
2. Jak już jedziesz do laboratorium na badania, to warto mieć ze sobą ze dwa lub nawet trzy rodzaje zabezpieczeń do przetestowania:
- podstawowe (prostsze, tańsze, ale nie wiadomo czy spełniające wymagania),
- rezerwowe (droższe, lepsze, bardziej skomplikowane) - na wypadek, gdyby to pierwsze nie zagrało,
- inne (dla własnej wiedzy, lub gdyby oba poprzednie nie działały).
Co prawda nie w każdym urządzeniu da się tak zrobić (nie zawsze też jest to celowe), ale badania kosztują fortunę, a wyjazd do laboratorium oddalonego o kilkaset kilometrów to dodatkowe koszty i stracony czas.

Mam nadzieję, że mój trochę przydługi komentarz przyda Ci się na coś.

Z tym żeby mieć kilka zestawów dobra rada, tyle że już sam się o niej przekonałem ;/ Szkoda tracić "motogodzin" na kombinowanie

Czyli mówisz żeby do tego zestawu RC na resecie dodać jeszcze coś małego?.
Bursty dają nieźle po tyłku, co bym nie powiesił to praktycznie nie widać efektu, chyba zaczne ciąć masy. Impulsy ogłupiają mi czujnik, bywa że proc wykryje naciśnięcie klawisza, tutaj nawet nie pomogło programowe "znieczulenie" klawiatury. Zastanawiam sie czy nie jest to czasem spowodowane niestabilną pracą procka.

Natomiast jeśli chodzi o resety tego modułu LCD to ustalone jest że wykolejenie wchodzi po linii RS485, próbowałem dać pomiędzy linie a mase b.szybkie transile 5V ale tak jak inne guzik dały...
W załączniku paczka z widokami masy i zasilania.

Jeszcze zapytam przy okazji, czy w filtrach EMI kond Y2 są konieczne?, jak to wpływa np na skuteczność?. W tym urządzeniu PE przechodzi tylko na odbiorniki

Nad płytką nie spędzona\o chyba zbyt wiele czasu;)
W każdym razie to co mi się rzuciło w oczy to ściął bym co nieco, nie wiem co to za płaszczyzna bo VCC-GND jest, przykro mi ale co najmniej niejednoznaczna.

Co więcej, kwarc daleko, ścieżki pod kondensatorami z kwarca... Chyba jednak nie czytałeś uważnie tematów które można u nas znaleźć.

_Robak_: Kwarc daleko? Na załączonym obrazku od kwarca do procka jest raptem ze 8mm. Moim zdaniem nie da się go bliżej postawić.
figa_miga:
1. Czy próbowałeś dodać 1n na reset? Pomogło?
2. Czy oprócz transili dałeś też szeregowe rezystory? Moim zdaniem zabezpieczenie na D+ i D- powinno wyglądać tak: rezystor szeregowy kilkadziesiąt omów (jak ma również chronić przed surge, to koniecznie drutowy), za nim transil dwukierunkowy do masy. Najlepiej na napięcie trochę wyższe niż 5V. Tak żeby na pewno nie przeszkadzał w normalnym działaniu (ja bym dał 12V). Możesz też spróbować dać małe kondensatorki zamiast transili. Tylko musisz uważać, żeby transmisja nie przestała działać.
3. Jak dział Twoja klawiatura: opierając się na przerwaniach, czy zwykłe skanowanie? Ta druga metoda jest dużo mniej wrażliwa na zakłócenia....

Tyle że rezystory drutowe mają akurat największą indukcyjność.

No to bardzo dobrze, są szeregowo więc spowalniają narastanie impulsu. Rezystor metalizowany nie wytrzyma strzału surge, za duża energia jest do rozproszenia (sam widziałem jak ładnie wybuchają).

Tyle że to wszystko wpływa na zakłócenia...

Takie rozwiązanie stosowałem na liniach RS485 w małym rejestratorze. Zdało egzamin przy BURST +/- 4kV, SURGE +/- 2kV, pole elektromagnetyczne 10V/m. Emisja też była w normie.

OK, BURST i SURGE po zasilaniu (i lub) ziemi zdane- kwestie filtra na zasilaniu. Na tapetę poszedł rękaw i strzały w linie danych/zasilania łączące urządzenia... no i powtórka z rozrywki.
1n nie miałem okazji spróbować, tak samo jak szeregowych oporników. Siedzę tam cały dzień i nie było szans wyskoczyć na sklepy.

Masy kroiłem- bez różnicy, doczepiałem transile (te co tną >5V)- bez zmian, przed stabilizator 7805 transil na 18V- guzik. Zarówno w głównej płytce jak i tej z LCD.
B. dużo pomogło nawinięcie skrętki na taki ferryt (dwa razy, czyli ta niebieska przerywana linia) >>>>>Link. Obydwa urządzenia nabrały stabilności, ale znów się wszystko wyrypało gdy została zmieniona polaryzacja impulsów (dodam że transile na 5V które były doczepione do linii są dwukierunkowe).
Eksperymenty z indukcjami stosowanymi np w USB całkowicie nie udane. Z charakterystyki różniły się tym że na niskich f były słabsze.
Częstotliwość impulsów raczej nie miała znaczenia- kaszana była nawet po pierwszym i pojedynczym strzale.

Nie jest tak że proc się resetuje, on chyba po prostu idzie w maliny. Klawiatura skanowana jest kilkadziesiąt Hz, jeśli wykryje niski, to sprawdza czy poprzedni był wysoki. Na czas testu skanowana była jeszcze wolniej i nic. Świrował jeden z czujników, dokonywane były dzikie wpisy do eeproma...

Schemat okolic RSa.



Jak wklejam ten obrazek to zastanawia mnie ten wynalazek z D6 i R9. W sumie wszystko się uspokajało gdy wypiąłem port, ale nie podkusiło wyczepić tylko jedną linie!. Dla jasności dodam że układ z LCD jest prawie goły, jest tylko opornik do terminacji portu. Próbowałeś badać goły port? z jakim prockiem był połączony?.
Emisja EMC ogólnie rosła za pośrednictwem każdego kabla. Nie pamiętam w tej chwili o ile. Na pewno pomagał wspomniany "duży" ferryt. Co jeszcze, test na promieniowanie jest ciekawy. W okolicach 200MHz przy 20V/m na jednym czujniku powoli, w rytm zmian częstotliwości o kilka stopni rośnie temperatura. Transmisja z nim jest cyfrowa, po wyłączeniu pola odczyt natychmiast wraca. Problem znika z czujnikiem o innej długości.
]Link[/url]

Problem z dziwnościami wchodzącymi po RS485 rozwiązany programowo. Chodziło o to że proc dostawał za dużo danych w chwili strzału.

Szykuje kolejne urządzenie na badania, i chciał bym lepiej wypaść w kwestii emisji radiowej. W pierwszym poście większość szpilek pochodzi od zegara (kwarcu). Macie jakieś rady na ich stłumienie?.

Tak poza konkursem, ile mniej więcej płaciliście za LVD jakiegoś przeciętnego urządzenia do stosowania w warunkach gospodarstwa domowego?

To może ja się podłączę do tego wątku. Przebadałem ostatnio moje urządzenie GSMowe i niestety nieznacznie przekracza normy na emisję przewodzoną do sieci.



Urządzenie wygląda tak.

1. Zasilane jest z sieci 230 bezpośrednio podłączone do zasilacza meanwell pm-05-5.
2. Za nim jest około 600uF pojemności i stabilizator liniowy zasilający procesor 50MHz.
3. Równolegle jest przetwornica na 900MHz zasilająca moduł GSM. Przed przetwornicą jest to samo wspomniane wcześniej 600uF. Za przetwornicą natomiast około 1300uF gdyż tak wymaga moduł.

Jak widać na obrazku normy przekraczają prążki na 400, 500, 600, 700 kHz i są to harmoniczne zasilacza meanwell, któy pracuje na 100kHz. I tutaj moje wielkie zdziwienie, gdyż zasilacz na CE. Zasilacz jest na 5W, ja natomiast pobieram średnio 2W. Występują natomiast piki do 3W związane z GSMem. Profil obciązenia wykreślony na specjalistycznym sprzęcie.

Próbowałem już różnych sztuczek. Zwiększanie pojemności w układzie, zmniejszanie pojemności w układzie. Meanwell ma na wejściu 100nF i dławik bifilarny. Dadałem nawet drugi. Wszystko to prowadziło tylko do pogorszenia.

Mógłby ktoś użyczyć rady jak trochę obniżyć te harmoniczne. Urządznie zrobione jest pod wymiar, więc wiele miejsca nie ma.

Chłopaki z laboratorium nie chcieli podpowiedzieć?, gdzie robiłeś badania?
Ja bym zwiększył kondensatory Y2 przy dławiku bifilarnym (o ile są). Domyślam się że jest tam tylko jeden X2 i wspomniany dławik. Sprawdź co sie stanie gdy dodasz X2 za dławik, lub zwiększysz ich pojemność/ indukcyjność dławika.

Ale czy kupując gotowy produkt z CE jest sens to robić?. Niech się producent martwi.

Niestety zasilacz jest zabudowany i zalany, więc nie mam na niego wpływy. Jeden tylko rozebrałem żeby wiedzieć co w nim siedzi.

Dodatkowy kondensator na wejściu (100nF X2), dodatkowy dławik bifilarny i dławik z kondensatorem tylko podbiły harmoniczne.

Sam zasilacz ma CE, jednak jest całe urządzenie musi również przejść to badanie.

No nie ma się co dziwić.
Załatw takie filtry http://www.lcr-inc.com/catalog/080-series.pdf Być może wystarczyło by coś prostrzego, ale...
Jak zadziała to na obudowie masz schemat i wartości elementów (zrobisz samemu o wiele taniej).

Próbowałem coś takiego. Było gorzej. Już nie mówiąc o tym, że taki filtr jest wielkości całego zasilacza a ja mam tak mało miejsca, że może ledwo jakiś kondensator wcisnę.