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

Jak wyeliminować zakłócenia w.cz. w układzie ?

11 Paź 2005 17:19 4122 20
  • Poziom 13  
    Zrobiłem przenośne urządzenie pomiarowe na mikroprocesorze (ATmega16) zasilane bateryjnie. Działa dobrze. Jednak czasami procesor resetuje się pod wpływem zakłóceń w.cz. wchodzących do układu przez kabel doprowadzający sygnał pomiarowy z czujnika. Długość kabla 1m do 2m. Sygnał pomiarowy jest stałoprądowy 4-20mA. Kabel doprowadzający sygnał nie jest ekranowany.
    Mogę dość dobrze wyeliminować te zakłócenia przez nałożenie rdzenia ferrytowego na kabel przed złączem wejściowym urządzenia. Wolałbym jednak zbudować filtr wewnątrz miernika z elementów R, L, C. Czy jest to możliwe, aby odkłócić sygnał w.cz. (80MHz do 200MHz) o dużym natężeniu (w pobliżu silny nadajnik UKF) bez zakładania ferrytu na kabel? Jaki układ elektroniczny powinienem zastosować na wejściu miernika, aby procek się nie resetował?
    Nie mam doświadczenia z w.cz. więc proszę o pomoc.
    Jarkon
  • PCBwayPCBway
  • Pomocny post
    Poziom 1  
  • Poziom 21  
    Czesc,

    czy probowales uzywac tego ukladu tam gdzie nie ma zaklocen w.cz duzej mocy jak piszesz. Czy probowales stwierdzic jak pracuje uklad kiedy wyeliminujesz ten dlugi kabel, a zrobisz go b. krotkim. Zeby zaczac walczyc z w.cz. najpierw nalezy byc pewnym, ze to one sa problemem, a nie np. jakis wewnetrzy pasozytniczy uklad, ktory od czasu do czasu sie wzbudza powodujac problem, albo inna wewnetrzna przyczyna.

    Kazik
  • PCBwayPCBway
  • Poziom 13  
    nemo 07 : dzięki za podpowiedzi.

    kaz mod : jestem pewien, że to przez kabel wchodzą zakłócenia. Przyrząd przeszedł porządne badania z i bez kabla i tylko z tym jest problem - zakłócenia wchodzą po kablu (antena) i resetują procka.

    Zaopatruję się właśnie w różne elementy przeciwzakłóceniowe i będę próbował na różne sposoby zapobiec wrażliwości układu na zakłócenia.

    Dzięki.
  • Poziom 21  
    Dobrze. Zalozmy, ze jest to prawda i zaklocenia wchodza po kablu. Skad masz pewnosc, ze chodzi o w.cz? Jezeli w.cz. to dobry ceramiczny kondensator na plytce, miedzy punkty przylaczenia kabla, powinien je wyeliminowac. Probowales dolaczyc tak mniej wiecej 10 nF? Moze to siec zakloca? Probowales sie gdzies zainstalowac gdzie nie ma sieci, gdzies na polu, w parku? Twoj uklad ma zasilanie bateryjne!
    Z doswiadczenia wiem jak dokuczliwe moga byc tego rodzaju zjawiska i jak trudna jest z nimi walka. Jak chcesz podeslij mi schemat twego ukladu moze bede mogl cos wiecej pomoc. Moj adres kwirpszo(malpa)videotron.ca

    Kazik
  • Poziom 13  
    Dzięki. Na razie mam kilka wariantów do przetestowania, m.in. ten z kondensatorem ceramicznym 10nF na wejściu sygnału do miernika.
    Nie chcę się tu rozwodzić skąd mam pewność, że chodzi o w.cz. ale wiem to na 100%.
  • Poziom 21  
    Jarkon! Feee, a nawet rzeklbym-nieladnie. My tu sobie na forum mamy wzamjemnie pomagac, prawda? Ja majac juz na karku te .....dziesiat lat tez bym sie chcial czegos nauczyc, np. jak mozna miec pewnosc, ze chodzi o zaklocenia w.cz. Prosze, zdradz w kilku slowach sekret, skad tak dobrze wiesz, ze to paskudztwo, to w.cz.

    Pozdrowienia,

    Kazik

    ...kilkudziesieciolatek, niestety.
  • Poziom 13  
    Co ma wiek do ....... ee nieważne..... Moje 30 to też dziesiąt lat :)
    Miernik przeszedł badania w laboratorium kompatybilności elektromagnetycznej (na jednej z uczelni) w specjalnej komorze szczelnej dla fal radiowych. Był m.in. poddawany promieniowaniu o określonym natężeniu i zmienianej skokowo częstotliwości oraz różnego rodzaju modulacji. Jest to wymagane dla certyfikacji przyrządu i legalnego oznakowania CE. Niestety miernik nie przeszedł jednego badania - resetował się podczas gdy był poddawany promieniowaniu falą o czętotliwości ok 88 MHz ale tylko gdy był podłączony przewód pomiarowy o długości ponad 1m. To raczej nie pozostawia wątpliwości co jest powodem zakłóceń. Bez przewodu sam miernik działał dobrze. Przyrząd ten buduję od ok. 2 lat i jest już bardzo dobrze dopracowany pod względem działania, obsługi i estetyki. Tylko z tym w.cz. mam jeszcze problem.
    Na razie nie powiem do pomiaru czego mój miernik służy, ale jak będzie już działał i przejdzie to badanie na narażenia promieniowane, to się pochwalę gotowym przyrządem i jego parametrami.
    Teraz potrzebuję wszelkich sugesti odnośnie tego jak wyeliminować zakłócenia w.cz. wchodzące przez kabel jak przez antenę do środka przyrządu. W tych szczególnych warunkach pracy przyrządu resetuje się procek (ATmega16 w obudowie DIP40), inne układu pracują poprawnie (np. wyświetlacz LCD i jego sterownik PCF8577). Może coś koło procka jeszcze dołożyć? Mam na nóżkach zasilania 100nF. Czy to za dużo? Może ktoś wie, czy te zakłócenia wchodzą nie tylko przez nóżki zasilania procka, ale także przez inne - jak to się dzieje? Końcówkę RESET w procku mam bezpośrednio na potencjale zasilania (3.3V). Może ją połączyć przez jakiś obwód RC?
    Wykonanie badania w laboratorium trochę kosztuje, więc chciałbym już za drugim razem mieć to z głowy - przygotować przyrząd tak, aby przeszedł je pomyślnie.

    Pozdrawiam
    Jarkon
  • Poziom 21  
    Czesc Jarkon,

    co ma wiek do ???, nie wiem co chciales powiedziec, za dlugo siedze za granica, nie szkodzi. No wiec wiek to doswiadzenie, to sie zdobywa z czasem, tylko to chcialem powiedzic. Dzieki za wyjasnienie. Tak badanie w komorze to sprawe wyjasnia. Wiec, faktycznie, kabel pracuje jako antena. Prad plynie od anteny "wzdluz" roznych sciezek do ziemi. Na jednej z nich indukuje sie napiecie (prawdopodobnie ma miejsce rezonans z jedna z pojemnosci w ukladzie). Jezeli chce sie zachowac plytke drukowana to nalezaloby : pobudzic zwarte punkty wejscia kable z generatora w.cz przestrajalnego, i zaobserwowac poprzez obserwacje pinow mikrokontrolera oscyloskopem, ktoredy dostaje sie to napiecie, gdzie tworzy sie ten uklad, i usunac ten obwod zwierajac go naprzyklad, instalajac kondensator tam gdzie trzeba (na nozke). Sprawa jest trudna, bo moze np. zmienic to czestotliwosc na ktore bedzie uczulony aparat. Potem ewentualnie mozna przerobic plytke drukowana. Sposob podlacznie, uziemienia oscyloskopu, generatora, wszystko to jest wazne, jezeli nie jestes biegly w tych kwestiach, nie masz wyczucia, a nie latwo je miec, to moze bedziesz musial poradzic sie kogos bieglego w sprawach w.cz. i robienia plytek drukowanych. Istnieje cala szkola tego, nie zrozum mnie zle, ale albo ja masz, znasz sie na tym, wiesz na temat duzo, albo nie.
    Zycze powodzenia, co moge wiecej zrobic, bede dalej sledzil twoje zmagania, te sprawy naleza do jednych z bardziej subtelnych w elektronice. Mialem okazje z nimi walczyc.
  • Poziom 13  
    > Prad plynie od anteny "wzdluz" roznych sciezek do ziemi.

    Tylko, że miernik nie ma elektrycznego połączenia z ziemią, nie jest uziemiony. Obudowa jest plastykowa, dwie baterie w środku, na zewnątrz elektrycznie wychodzi tylko złacze do kabla. Czy to coś zmienia?

    Jakiś generator mam, oscyloskop też, więc spróbuję zrobić tak jak piszesz. Może rzeczywiście na jakimś pinie procka coś się pojawi niedobrego.
  • Poziom 21  
    Nie to nic nie zmienia. Zalacznie kondensatora np. 100 nF miedzy wejscia kabla w tej sytuacji nic nie da. Kondensatory 100 nF dla tej czestotliwosci wogole sa za duze. Jezeli bedziesz probowal kondensatorow to uzywaj mniejszych 10 nF, 1 nF.
    A wogole to sprobuj przewinac przez dwa przewody "anteny" przez rdzen ferrytowy dobry na te czestotliwosc. Powinien on utworzyc indukcyjnosci ktora zmniejszy prad w.cz. wchodzacy na plytke. A do tego jeszcze kondensator 1-10nF miedzy, nie zaszkodzi mysle.

    Kazik

    Dodano po 2 [minuty]:

    oba przewody naraz obwinac na rdzen np. toroidalny. Mozna zmierzyc to co sie zrobilo indukcyjnosciomierzem, obliczyc co to da w omach.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Nie zapomnij, ze jak dasz za duzo zwojow, to pojemnosc montazowa miedzy zwojami (dwa przewody to dla mnie jeden przewod) bedzie psula sprawe. Trzeba to dobrac uzywajac generatora w.cz.
  • Poziom 13  
    Dzięki,
    wiem, że dobrze radzisz, bo w czasie badania chwilowo podłaczyłem kabel skrętkę zamiast koncentryka, co nie zmieniło efektu - proc. się wieszał. Jednak po założeniu na tą skrętkę rdzenia ferrytowego działanie miernika poprawiło się - proc. się nie resetował, tylko wynik pomiaru odbiegał znacznie (kilka %) od prawdziwej wartości (zadawanej z symulatora przetwornika 4-20mA).
    To dobry znak, ale jeszcze nie wystarczające.
    I nie pomyślałem wtedy, żeby sprawdzić, czy przewód koncentryczny z tym rdzeniem też poprawi efekt, czy rdzeń można tylko na skrętkach wieszać? Jak wg Ciebie to będzie - koncentryk z rdzeniem też da lepszy efekt podobnie jak skrętka z rdzeniem? Skrętki raczej nie mogę zastosować, bo kiepsko się ją łączy ze złączem BNC.
    Rdzeń był specjalnie przystosowany do kabla okrągłego - w plastykowej zatrzaskowej obudowie na kabel.
    Mieli go w laboratorium i znam jego parametrów, ale w hurtowni elektronicznej Maritex znalazłem coś podobnego i już się w niego zaopatrzyłem.
    www.maritex.com.pl
    Rdzenie ferrytowe, EMI, do kabli okrągłych
    EMI-JMLF50 - to symbol tego elementu w Maritex, jakbyś tam zajrzał, to wyszukasz po tym symbolu.
    Jest tam pdf z danymi tego rdzenia, lecz nie mając doświadczenia w tej materii nie wiele mi one mówią.
    Pozostaje tylko spradzić doświadczalnie jaki będzie efekt zastosowania tego rdzenia na kablu w moim mierniku.
    Czy założenie dwóch takich rdzeni jeden za drugim na kablu przy złączu do miernika da lepszy efekt, czy tylko jeden można stosować? Chociaż to już by kiepsko wyglądało taki zgrubiały kabel w kilku miejscach.
    Czy im większy rdzeń tym lepiej, czy da się tego zewnętrznego nakablowego zastąpić małymi rdzenikami umieszczonymi wewnątrz miernika (za dużo miejsca w środku nie ma), np. EMI-R6H2T5 z Maritex ?
    Toroid odpada na zewnątrz, bo to kiepsko by wyglądało - estetyka ma być zachowana.
    Idea przyrządu jest taka:
    Miernik jest urządzeniem przenośnym i połączony jest z przetwornikiem (nieważne czego) 4-20mA przewodem koncentrycznym (żyła i ekran) o długości 1.5 - 2m. Ta żyła i ekran, to są tutaj 2 przewody dla pętli prądowej 4-20mA. Wiem, że to niezbyt fortunne rozwiązanie, ale ten przewód ze złączem BNC jest wystarczająco giętki i wytrzymały jednocześnie i estetycznie wygląda, i łatwo go się podpina do miernika - jednym przekręceniem wtyku BNC.
    Lecz niestety jak się okazuje jest też dobrą anteną i przy niewielkich natężeniach pól (to było chyba 3V/m, a powinien wg norm wytrzymać chyba 6V/m) zakłóca pracę miernika.
  • Pomocny post
    Poziom 21  
    Tak, ten rdzen wydaje mi sie dobry, jest na 100 MHz, 150 ohm.
    Dwa rdzenie dadza lepszy efekt niz jeden. Wprowadzona impedancja zdubluje sie. Mozesz rowniez nalozyc rdzenie na przylacznie przewodu srodkowego kabla i miedzy podlacznie ekranu a mase. Mase dolacz krotkim przewodem na ktory zaloz odpowiedni rdzen. Kieruj sie opornoscia jakie daje dany rdzen, czestotliwoscia.
    Napisz do mnie co dalej pod kwirpszo(malpka)videotron.ca jesli chcesz.

    Kazik
  • Poziom 13  
    OK, dzięki. Odezwę się do Ciebie.
  • Poziom 1  
  • Poziom 13  
    Dzięki. Raczej nie umiem tego policzyć (wartości elementów), ale podobieram doświadczalnie.
    Pozdr.
  • Poziom 19  
    Witam!
    Przepraszam, że będę niestety musiał dać bardzo złe wiadomości...
    1) Efekt resetu procesora przy zaledwie 3V/m to ... (sorry) tragiczna wiadomość. Zastosowanie do badań pola o natężeniu 3V/m - norma określa tylko dla urządzeń domowych. W związku z tym, że masz czujnik 4-20mA, można domyślać się, że jest to aplikacja bardziej przemysłowa niż domowa (badania w gdzieś polu lub inne podobne aplikacje to też niestety układy przemysłowe...) - a tutaj obowiązuje niestety min. 10V/m! Norma jest bezlitosna...
    2) Reset procesora wskzuje na błędnie zaprojektowaną płytkę. Efekty z jakimi borykamy się w firmie przy źle zaprojektowanej płytce to najczęściej odjazd pomiarów o ok. 0.2% (przetworniki A/D 16 bitowe) co dla nas jest ZA DUŻO! Reset procesora nie występuje nawet! dla pól rzędu 50V/m.
    Ja wiem, że to łatwo mówić, ale jest nietety bardzo dużo wiadomości do przyswojenia, aby procesory nie "wysypywały się" przy zakłóceniach.
    3) Z opisanych efektów widać, że sygał radiowy wchodzi jednocześnie dwoma doprowadzeniami sygnałów. Niekoniecznie odblokowanie pojemnościami na wejściu może pomóc. Analizując "mądre księgi" z rysunkami możliwych dróg rozpływów prądu, można przypuszczać, że główną rolę prawdopodobnie odgrywają minimalne (ale istniejące) pojemności między płytką drukowaną a podłożem. Wówczas trudno jest ustalić miejsce, które jest najbardziej wrażliwe na zakłócenia. Sygnał powodujący reset procesora wcale nie musi wnikać przez nóżkę resetu!
    Takim bardzo newralgicznym miejscem dla procesorów jest kwarc.
    Tamtędy bardzo łatwo jest wysypać procesor.
    Bardzo trudno natomiast jest podpowiadać, jak należy teraz postąpić z układem, bo rozwiązań może być tysiące. Jedna skuteczniejsze, inne mniej.
    Oczywiście oprócz ukłądów filtrowania na wejściu przewodu, proponuję jeszcze wykonać parę eksperymentów - np. postawić ekran od spodu płytki. Niestety, aby był skuteczny, nie może być podpięty byle gdzie (tzn. na dowolny punkt masy). Ale wybór punktu zależy od układu mas na płytce drukowanej....

    Wiem, że łatwo mi mówić - porobić eksperymenty - bo u nas w firmie mamy pełne oprzyrządowanie do badań EMC i nie tylko - łącznie z komorą, analizatorami widma itd. Więc mozemy sobie "podłubać". Wierzcie, czasem układy zachowują się zaskakująco - ale też czasem przesunięcie jednej, jedynej ścieżki radykalnie zmienia zachowanie układu.

    Z doświadczenia wiem, że walka z urządzeniami pomiarowymi i utrzymanie wysokiej dokładności w obecności silnych zakłóceń jest - delikatnie mówiąc - upierdliwe. Ale już od ładnych kilku lat nie mamy żadnych problemów z resetowaniem się urządeń. Dlatego muszę nieśmiało powiedzieć - przypuszczam, że projekt płytki jest niedobry, skoro przy polu o tak niewielkim natężeniu występuje reset...

    Pozdrawiam i przepraszam za złe wiadomości....
  • Poziom 1  
  • Poziom 13  
    Sam miernik bez kabla się nie resetuje (przy 3V/m, więcej na razie nie badano), tylko po dołączeniu do niego długiego, nieekranowanego kabla. Inaczej mówiąc zakłócenia nie wchodzą bezpośrednio z powietrza na płytkę z elektroniką, tylko indukują w kablu napięcia zakłócające, które włażą przez gniazdo wejściowe.
    Po założeniu rdzenia ferrytowego na kabel procek już się nie resetował, tylko błąd pomiaru był duży (3%, a chcę mieć 0.5%, bo typowe przetworniki mają ok. 0.4%; ADC jest 10-bit w procku i to wystarcza).
    Przetwornik jest typu 4-20mA, bo takie są najłatwiej dostępne, najpowszechniejsze. Nie jest to jednak przyrząd do zastosowań przemysłowych (na razie) i powinien wytrzymać chyba 6 V/m wg normy. Jest to przyrząd w obudowie podobnej do obudowy zwykłego multimetru z wyświetlaczem LCD.
    Przypuszczam, że najprostszym rozwiązaniem będzie skrócenie kabla pomiędzy miernikem, a przetwornikiem do takiej długości, aby nie było już błędów pomiaru. Muszę jednak mieć przynajmniej 0.5m.

    Pokażę Wam kawałek schematu mojego miernika (układu zasilania i wejścia pomiarowego); może coś jeszcze zobaczycie na min - jakieś nieprawidłowości?
    Dzięki.
  • Poziom 13  
    Dzieki wszystkim za pomoc. Miernik przeszedl juz pomyslnie badania EMC.
    Dodałem w nim tylko kilka kondensatorów 10nF w roznych mmiejscach w ukladzie i kabel wg powyzszego rysunku. To znakomicie pomoglo.
    Pozdrawiam
    Jarkon