Виснет контроллер при использовании GSMа Опции

[Den5]

Здравствуйте форумчане. Столкнулся с проблемой, при работе платы вне корпуса изделия все работает хорошо, как только вставляю в корпус изделия, контроллер начинает виснуть. Корпус пластиковый, плата крепится на латунных втулках к нему. Разводку платыв формате P-CAD прилагаю. По питанию контроллера поставил BLM21AG102SN1, не помогает. Чип антенна Mobinus TRI-4.

Прикрепленные файлы

 BCO_GSM_1.1.pcb ( 383.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 76

 

[CADiLO]

Отпаиваем антенну встроенную и на кусочке экранированного кабеля вешаем снаружи антенку типа http://microchip.ua/pictures/PC27.07.0100A.JPG - и закрываем корпус.
Если глюки пропадут (а мне кажется что пропадут), то еще раз изучаем какой КСВ у антенны в вашем изделии в открытом и закрытом состоянии, куда это все наводится и переотражается.
Или если корпус пластиковый то он по вашему абсолютно радиопрозрачен??? А вот нифига - для тех же мобилок антенны считаются с учетом 3D модели расположения элементов и топологии корпуса.
Потом апнотесы и расчеты в руки..... Мне кажется там согласованием и правильным расположением антенны и не пахнет.

[Den5]

Отпаиваем антенну встроенную и на кусочке экранированного кабеля вешаем снаружи антенку типа http://microchip.ua/pictures/PC27.07.0100A.JPG - и закрываем корпус.
Если глюки пропадут (а мне кажется что пропадут), то еще раз изучаем какой КСВ у антенны в вашем изделии в открытом и закрытом состоянии, куда это все наводится и переотражается.
Или если корпус пластиковый то от по вашему абсолютно радиопрозрачен??? А вот нифига - для тех же мобилок антенны считаются с учетом 3D модели расположения элементов и топологии корпуса.
Потом апнотесы и расчеты в руки..... Мне кажется там согласованием и правильным расположением антенны и не пахнет.

КСВ мерить нечем, специального оборудования нет С внешней антенной работает лучше, но если рядом находится металл большой площиди, то проблема вновь возникает. Данный корпус использовался в другом изделли с рабочей частотой 868 МГц и таких проблемм не возникало. Возможно из-за того что там мощности передатчика в разы меньше.

[CADiLO]

Сравнили - SPIRIT1 от TI с его 40 милливаттами и до 2 ватт излучения от модуля.

GSM Class 4 (2W @850/900 MHz)

То что контроллер виснет это еще фигня, а вот то что PA RF у модуля выжечь элементарно несогласованной антенной, так это уже подороже обойдется.

[Den5]

То что контроллер виснет это еще фигня, а вот то что PA RF у модуля выжечь элементарно несогласованной антенной, так это уже подороже обойдется.

Плата хорошо работает без антенны, но уровень сигнала очень слабый

[vvvvv]

Виснет, потому что модуль начинает отбирать питание и оно просаживается. Сделайте хорошую развязку по питанию. В качестве эксперимента подайте питание на контроллер от отдельного источника.

[Den5]

Виснет, потому что модуль начинает отбирать питание и оно просаживается. Сделайте хорошую развязку по питанию. В качестве эксперимента подайте питание на контроллер от отдельного источника.

Проводил данный эксперимент, ничего не изменилось, по прежнему контроллер зависает. Подключал осциллограф. Просадки не видно.

Сообщение отредактировал Den5 - Jun 25 2015, 12:21

[NEOWAY_EFO.RU]

Den5, а ради эксперимента экранировать контроллер не пробовали?

[Den5]

Den5, а ради эксперимента экранировать контроллер не пробовали?

Пробовал, заварачивал в фольгу, и фольгу землил на землю источника. Не помогает, моему удивлению нет придела. Могут ли печатные проводники которые у меня по всей плате рождать нанопомехи, которые вырубают контроллер.

[Aner]

Пробовал, заварачивал в фольгу, и фольгу землил на землю источника. Не помогает, моему удивлению нет придела. Могут ли печатные проводники которые у меня по всей плате рождать нанопомехи, которые вырубают контроллер.

Все элементарно Ватсон. Нет у вас понятия как делается разводка таких плат и как подключается антенна. Отсюда все криво сделано. Хотя конечно электрически все правильно, может быть. Без антенны мощность прёт во все, что окружает, первое это питающие цепи и тд. Отсюда и проблемы.
... у вас не нано помехи а Гига помехи.

[ArtemKAD]

Отключи кварц и запусти работу на встроенном RC-генераторе. Че получается?

ЗЫ. Разводка даже на первый взгляд на троечку.

[agregat]

А контроллер как начинает виснуть? Если они виснет потому что не получает ответа от GSM модуля то виснет не контроллер, а GSM модуль.
Может питание к модулю идет некачественное. Такое было у нас.

[Den5]

Все элементарно Ватсон. Нет у вас понятия как делается разводка таких плат и как подключается антенна. Отсюда все криво сделано. Хотя конечно электрически все правильно, может быть. Без антенны мощность прёт во все, что окружает, первое это питающие цепи и тд. Отсюда и проблемы.
... у вас не нано помехи а Гига помехи.

Анер меня и тут достал. С антенной все понятно, будем использовать внешнюю, разведем плату по новой, по той литературе которую подскажете, потом поделюсь результатом, но это в будующем. А сейчас хотелось бы услышать грамотный совет - какие фильтры и по каким цепям лучше всего использовать, что можно сделать для снижения помех на используемой плате.

[CADiLO]

Если неверна идеология, то фильтры это уже шаманство. Бороться надо с причиной.
Поэтому если изделие еденичное, то еще можно пошаманить и может быть в некоторых случаях оно будет работать.
Если планируете массовый выпуск, то однозначно сделаное в морг и делать как положено.

[p_kav]

CADiLO
А вот мне тоже интересно "как положено" - это как именно? Нет ли у вас такой же статьи о PCB-GSM-антеннах, которую вы мне скинули в соседней теме о GPS-антеннах?
Я сейчас использую именно такую внешнюю антенну: http://microchip.ua/pictures/PC27.07.0100A.JPG
Но, мне кажется, если её положить в пластиковый корпус вместе с остальной платой, то я наверняка наступлю на те же грабли. Была мысль расположить LiSOCL батареи между платой и антенной, но раз уж пластик сам может так сильно влиять на распространение сигнала, схалявить тут, судя по всему, не выйдет.
Да и дешевле будет сделать PCB-антенну - ни разъема, ни кабеля, ни самой внешней антенны не потребуется.

Сообщение отредактировал p_kav - Jun 26 2015, 07:00

[CADiLO]

Дык все статьи из инета - надо только знать что ищешь.
Неплохой документ есть у Sierra - http://www.m2mconnectivity.com.au/sites/de...Hz-Rev002_3.pdf

А трассировка печатной платы прежде всего - ручками, господа, ручками. Продумывая размещение компонентов, минимизируя петли на питании и "хвосты" на GND.
Это уже потом можно автоматом делать выравнивание клоков на PCI или длин паралелльных линий LVDS.... А размещение и питание только руками.
Я если смотрю чужую плату, то первым делом подсвечиваю GND и питание. Уже по этому можно на 90% сделать вывод о том как сделано все остальное и будет ли работать.
Поучиться можно по разным апнотесам, по семинарам AD или TI, но тут как у художников - еще нужна интуиция и понимание как это все в комплексе себя проявит.
Например у AD - "Заземление в системах со смешанными сигналами" - http://www.lr.ttu.ee/irm/sideseadmete_mudeldamine/10.pdf
Для трассировки платы в каждой ее части - RF, блоков питания, контроллеров, кроме общих требований есть и специфичные.
И иногда приходится на плате скрещивать "бульдога с носорогом", возвращаясь к схемотехнике и переделывая узкие места по другому.
Тупо указать - делай вот по этому учебнику - не получится. Пока сами не поймете как и что.
Так что Гугль в помощь и побольше желания прочесть и понять найденное.

Это в качестве примеров того откуда учимся размещать и трассировать. Всю свою библиотеку к сожалению не выложу.
Во первых много материалов, а во вторых - "Научи человека ловить рыбу, и он будет сыт всю жизнь".....
И еще - обычно во всех семинарах есть список литературы - там попадаются действительно нужные книжки.

Прикрепленные файлы

 ADseminar10.pdf ( 1.18 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 55
 an1325.pdf ( 582.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 58
 layout.pdf ( 153.34 килобайт ) Кол-во скачиваний: 67
 USB_Hardware_Design.pdf ( 364.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 45

 

[ЮВГ]

если рядом находится металл большой площади, то проблема вновь возникает.

Довольно распространенное решение в сотовых - разделить корпус кусочком поглотителя радиоволн. Скорее всего поможет полоска поглотителя на месте зеленой линии. Толщины 1 мм и ширины 3-5 мм должно хватить.

[CADiLO]

И толку ???? Причина то все равно останется.
И если в какой-то момент начнет от повышенного КСВ вылетать RF часть модуля, то легче не станет что контроллер заработал.
Причину нужно лечить, а не шаманством заниматься.

[ArtemKAD]

А сейчас хотелось бы услышать грамотный совет - какие фильтры и по каким цепям лучше всего использовать, что можно сделать для снижения помех на используемой плате.

У тебя очень велика вероятность, что помеха попадает на цепи кварца(землю кварца подсоединять куда либо(даже на общую землю в отдельном слое) кроме ноги процессора = нарываться на грабли). Поэтому попробуй затактироваться от внутреннего RC-генератора, а кварц(можно даже часовой) использовать только для калибровки.

[p_kav]

Здравствуйте.
Внезапно во время отладки появились те же грабли, только плата не в корпусе и антенна у меня внешняя, на проводе, подключенная через IPEX разъем.

Рядом с контроллером на питании установлены конденсаторы 10pF, 33pF, 10uF, контроллер подключен через диод шоттки, чтобы провал напряжения при включении преобразователя не приводил к сбросу. Всё тактование встроенное, кварца нет.

Модуль в среднем выдает CSQ 20. Мне кажется, я неправильно расположил разъем подключения антенны.



Можно ли располагать разъем IPEX так близко к модулю? И можно ли обойтись без разъема и просто припаять экран и центральную жилу на землю и на контакт соответственно?

[smalcom]

наверно виснет из-за того, что слишком высокое питание. 12 вольт нельзя подавать на МК.

[p_kav]

А где высокое питание? Питание платы 3,6В, на диоде падает еще примерно 0,2В.

[smalcom]

Питание платы 3,6В

телепатический модуль видать барахлит.

на диоде падает еще примерно 0,2В.

тогда всё должно работать.

Можно ли располагать разъем IPEX так близко к модулю?

да

И можно ли обойтись без разъема и просто припаять экран и центральную жилу на землю и на контакт соответственно?

если аккуратненько, то да.

[p_kav]

Так оно работает пока GSM не включается, а когда включается, контроллер подвисает через раз во время регистрации в сети или передачи данных.
Я так понимаю, что раз CSQ около 20, значит антенна сама по себе работает (без антенны в сети не регистрируется).
Антенну я положил максимально далеко от платы (длина провода 15 см).

И почему больше не делают разъемы прямо на модуле, как у SIM908...

[smalcom]

И почему больше не делают разъемы прямо на модуле, как у SIM908...

Это очень неудобно.

Так оно работает пока GSM не включается

скорей всего совпадение

[p_kav]

скорей всего совпадение

А что значит совпадение? Когда я в программе комментирую строчку, отвечающую за нажатие на PWRKEY, контроллер не виснет.

[ArtemKAD]

Когда я в программе комментирую строчку, отвечающую за нажатие на PWRKEY, контроллер не виснет.

А что означает "виснет"? Куда попадает во время зависания? Если пересбрасывается, то по какой причине?
Может он у тебя банально циклически пересбрасывается прикаждой попытке включить модуль.

[p_kav]

А что означает "виснет"? Куда попадает во время зависания? Если пересбрасывается, то по какой причине?
Может он у тебя банально циклически пересбрасывается прикаждой попытке включить модуль.

Пересбрасывание было уже, решил установкой диода шоттки и конденсаторов перед контроллером.
В отладчике (ST-Link, STM32L1), как правило, просто перестает быть доступным, но иногда попадает в исключение "HardFault_Handler". В стэке вызовов при этом ничего особенного нет, он в этот момент просто считает задержку прежде чем опрашивать модуль.
Так же я привязал на таймер Systick мигание светодиода на всё время работы ядра, и диод в момент зависания перестает мигать.

[NEOWAY_EFO.RU]

контроллер подключен через диод шоттки, чтобы провал напряжения при включении преобразователя не приводил к сбросу.

p_kav, т.е. Вы на каком-то этапе уже было выяснили, что есть проблемы с питанием? Может быть тогда стоит вернуться к вопросу организации питания? Считается, что GSM-модуль в пике может потреблять до 2А - можно попробовать смоделировать подобную нагрузку по питанию без модуля и посмотреть, как на это отреагирует контроллер. Что-то мне подсказывает, что трюк с диодом Шоттки - не есть хорошо.

[p_kav]

p_kav, т.е. Вы на каком-то этапе уже было выяснили, что есть проблемы с питанием? Может быть тогда стоит вернуться к вопросу организации питания? Считается, что GSM-модуль в пике может потреблять до 2А - можно попробовать смоделировать подобную нагрузку по питанию без модуля и посмотреть, как на это отреагирует контроллер. Что-то мне подсказывает, что трюк с диодом Шоттки - не есть хорошо.

Проблемы с питанием были не из-за модуля, а из-за повышающего преобразователя для модуля. По документации он требует 2 конденсатора по 470 мкФ. В момент открытия ключа и подачи питания на преобразователь эти конденсаторы заряжаются, и происходит просадка напряжения, от которой контроллер уходит в Brown-out Reset. Можно, конечно, включать ключ плавно через ШИМ или ЦАП, но тогда не будет происходить депассивации при питании от LiSOCl2 батарей. Нашел решение с диодом,работает хорошо, но вот когда модуль начинает регистрироваться в сети, контроллер с большой вероятностью виснет.

[smalcom]

включать ключ плавно через ШИМ или ЦАП

я заинтригован. покажите, пожалуйста, схему, когда реализуете такой вариант.

Нашел решение с диодом,работает хорошо, но вот когда модуль начинает регистрироваться в сети, контроллер с большой вероятностью виснет.

не нашли вы никакого решения. устройство работает? нет. Нашёл - это когда работает.

[p_kav]

я заинтригован. покажите, пожалуйста, схему, когда реализуете такой вариант.

Я не буду такое реализовывать, импульс при запуске полезен. Да и решение не особо толковое, если подумать. У преобразователя для таких случаев есть ножка Soft Start.

не нашли вы никакого решения. устройство работает? нет. Нашёл - это когда работает.

Так нашел решение одной проблемы, но появилась другая, с первой не связанная. После зависания контроллера модуль продолжает работать, на него можно звонить и ничего при этом не происходит.

[NEOWAY_EFO.RU]

p_kav, как раз проблемы эти, похоже, связаны друг с другом.
Может выложите схему питания - глядишь, народ что-нибудь и подскажет?

Сообщение отредактировал NEOWAY_EFO.RU - Sep 28 2015, 09:51

[p_kav]

Схема питания строго по даташиту на преобразователь:



Преобразователь настроен на 3,7В. На входе стоит ключ IRLML6402, на выходе модуль. Контроллер питается непосредственно от входа
А в чем может быть связь можете объяснить? Ведь если модуль работает корректно, значит питание на нем организовано правильно.

[NEOWAY_EFO.RU]

p_kav, имелась ввиду схема питания устройства в целом.

[CADiLO]

Непонятно конечно зачем надо было еще и ключ ставить если у преобразователя есть вход EN.
И второе - типовую схему мы бы и сами посмотрели - вопрос как сделано конкретно у вас - все дополнительные фишки.....

[p_kav]

Ключ для обесточивания модуля на случай зависания. Ведь преобразователь не может полностью обесточить выход. Да и энергопотребление снизится, преобразователь и модуль ведь потребляют даже в отключенном режиме.
Схему нарисую и вышлю чуть позже, но там тоже всё строго по даташиту модуля.

[igorlahtin88]

У меня была похожая проблема с модулем Sim900d. При регистрации в сети все перезагружалось. Именно из за того, что модуль начинает сильно потреблять. Решилось установкой конденсаторов 2200uF по питанию. Если у вас перезагружается только контроллер, то видимо не ваш случай.

[CADiLO]

Есть предположение что у контроллера детектор понижения напряжения настроен сильно высоко.
Модуль начинает отбирать ток, напряжение на батарее просаживается.
Преобразователь вытягивает модуль по нужной мощности, а вот контроллер видит провал напряжения и сбрасывается.

Я бы для проверки запитал контроллер от подобного преобразователя, чтобы на нем не было провала.
Если не сбросится и не зависнет, то нужно подумать или о перенастройке детектора или о схеме питания контроллера.

[p_kav]

Детектор напряжения выключен, специально проверял.
И опять же, если бы срабатывал детектор, то происходил бы сброс, а не подвисание программы.
Так же иногда контроллер остается доступен для отладки и выпадает в бесконечный цикл HardFault_Handler.
Но стоит закомментировать нажатие PWRKEY, и прошивка работает более суток без сбоев.

[NEOWAY_EFO.RU]

Я бы для проверки запитал контроллер от подобного преобразователя, чтобы на нем не было провала.

Вот, да, согласен)
Шоттки - выпаять, контроллер отдельно запитать (если я правильно представляю себе этот кусочек схемы).

[CADiLO]

на PWRKEY ключ стоит?
уровни согласованы?

[smalcom]

Да и энергопотребление снизится, преобразователь и модуль ведь потребляют даже в отключенном режиме.

и то правда. ведь диод в ключе идеальный.

У меня была похожая проблема с модулем Sim900d

Не спешите гадать. Посмотрите его сообщения. Товарищ пренебрегает как документацией производителя, таки рекомендациями по схемотехнике и трассировке.
К тому же паяет сразу из головы. Гадать, что там сделано имеет смысл только для собственного развлечения и/или повторения пройденного материала.

[p_kav]

Вот, да, согласен)
Шоттки - выпаять, контроллер отдельно запитать (если я правильно представляю себе этот кусочек схемы).

А я уже пробовал это делать. Запитывал контроллер от программатора 3,3В, ситуация не менялась.

на PWRKEY ключ стоит?
уровни согласованы?

Да, есть NPN-ключ и согласование уровней на резистивном делителе как в даташите.

и то правда. ведь диод в ключе идеальный.


Не спешите гадать. Посмотрите его сообщения. Товарищ пренебрегает как документацией производителя, таки рекомендациями по схемотехнике и трассировке.
К тому же паяет сразу из головы. Гадать, что там сделано имеет смысл только для собственного развлечения и/или повторения пройденного материала.

По началу да, пренебрегал по глупости своей, но это вышло боком и такую практику я прекратил. Нарисую схему, покажу, увидите.

А ключ, может, и не идеальный, но энергопотребление в выключенном режиме явно снизит. Устройство планируется с автономным питанием.

[Baser]

Таки до конца не понял в какой момент подвисает МК. Если это происходит в момент включения ключа IRLML6402 для подачи питания на ГСМ модуль, так это типовые грабли, я на них тоже наступал. Короткая импульсная помеха по питанию из-за заряда емкостей модуля у меня приводила к тому, что сбивалось ОЗУ в АТмеге и программа улетала в совершенно случайное место и дальше МК вел себя совершенно непредсказуемо

Лечится это плавным включением полевика (RC-цепочка). На форуме это пару раз обсуждали.

[p_kav]

Таки до конца не понял в какой момент подвисает МК. Если это происходит в момент включения ключа IRLML6402 для подачи питания на ГСМ модуль, так это типовые грабли, я на них тоже наступал. Короткая импульсная помеха по питанию из-за заряда емкостей модуля у меня приводила к тому, что сбивалось ОЗУ в АТмеге и программа улетала в совершенно случайное место и дальше МК вел себя совершенно непредсказуемо

Лечится это плавным включением полевика (RC-цепочка). На форуме это пару раз обсуждали.

Это у меня уже было, я отписывался. Решил подключением МК через диод шоттки + конденсатор для поддержания работы МК в момент провала.
В моем случае МК виснет в момент регистрации модуля в сотовой сети.

Нарисовал схему. Получилось, наверное, плохо, первый раз рисую. Так и не понял какой смысл рисовать схемы кроме случаев, когда нужно показать кому-то еще.

Форум что-то плохо прикрепляет изображения, но, вроде, получилось.

Сообщение отредактировал p_kav - Sep 29 2015, 19:29

Эскизы прикрепленных изображений

 

[butthead2]

Нарисовал схему. Получилось, наверное, плохо, первый раз рисую.

Нормально, сойдет. В остальном - "фейспалм.жпг". Навскидку чисто по схеме:
1) управление полевиком на питании неправильное, он может быть полуоткрыт. (Это можно убрать, недоглядел что мк прямо от батарейки питается). Плюс "плавное открытие" весьма условное.
2) конденсатор 10мкФ от провалов? Три раза ха
3) мест где нехватает блокировочных конденасторов по питанию не просто много а скажем их нет практически нигде
4) на SWD тоже неплохо бы повесить мелкие пикофарады, иначе ловить эфир оно будет наура
5) на карточке действительно 51к? скорее всего ошибка при рисовании но все же

Думаю по разводке там будет еще больше вопросов. Рановато в общем вы полезли в жсм, теоретическую базу надо упорно подковывать

Сообщение отредактировал butthead2 - Sep 29 2015, 20:23

[smalcom]

Так и не понял какой смысл рисовать схемы кроме случаев, когда нужно показать кому-то еще.

не рисуйте. создавать темы на форуме легче.

[p_kav]

Нормально, сойдет. В остальном - "фейспалм.жпг". Навскидку чисто по схеме:
1) управление полевиком на питании неправильное, он может быть полуоткрыт. (Это можно убрать, недоглядел что мк прямо от батарейки питается). Плюс "плавное открытие" весьма условное.
2) конденсатор 10мкФ от провалов? Три раза ха
3) мест где нехватает блокировочных конденасторов по питанию не просто много а скажем их нет практически нигде
4) на SWD тоже неплохо бы повесить мелкие пикофарады, иначе ловить эфир оно будет наура
5) на карточке действительно 51к? скорее всего ошибка при рисовании но все же

Думаю по разводке там будет еще больше вопросов. Рановато в общем вы полезли в жсм, теоретическую базу надо упорно подковывать

1. Мне кажется, импульс тут будет полезен - депассивирует LiSOCl2 батарею.
2. Я сделал беглые расчеты, у меня получилось, что контроллер сможет работать от этого конденсатора около 30 мс. На практике этого хватало в 100% случаев, BOR не срабатывал ни разу. Сколько бы вы поставили?
3. Где, например? Я старался соблюсти рекомендации даташитов.
4. Это да, читал про это статью, но почему-то забыл про них. Поставлю обязательно 10pF.
5. Да, ошибка при копипасте, там 200 ом.

Теоретической подготовки да, не хватает, согласен, но без профильного образования сделать сразу без косяков нереально. Спасибо, что хотя вы на них указываете.

[butthead2]

1. Мне кажется, импульс тут будет полезен - депассивирует LiSOCl2 батарею.

Странноватый способ. Насиловать питание не есть хорошо

2. Я сделал беглые расчеты, у меня получилось, что контроллер сможет работать от этого конденсатора около 30 мс. На практике этого хватало в 100% случаев, BOR не срабатывал ни разу. Сколько бы вы поставили?

Не менее сотни, независимо от минимума который вышел в рассчетах. И кстати хреновый рассчет, похоже совсем отбалды. От такой же балды ставим цифры
10мА*0.03с/10мкФ = 30 вольт просадки за 30мс при условии что мк жрет 10мА

3. Где, например? Я старался соблюсти рекомендации даташитов.

Да хотя бы на каждой паре vdd-vss у мк. Остутствие этих конденсаторов - благодатное поле для труднообъяснимых глюков

4. Это да, читал про это статью, но почему-то забыл про них. Поставлю обязательно 10pF.
5. Да, ошибка при копипасте, там 200 ом.

Откуда 200 то? Даташит на 800с рекомендует 51

Теоретической подготовки да, не хватает, согласен, но без профильного образования сделать сразу без косяков нереально. Спасибо, что хотя вы на них указываете.

"Ничего, я еще молодой шварцнеггер, подкачаюсь"(с)

[proocc]

не рисуйте. создавать темы на форуме легче.

А вам еще легче в каждую тему запостить "какой вопрос такой ответ", верно?

[smalcom]

верно

[quarz]

p_kav, знакомая ситуация. Все похоже на помехи, наводящиеся на МК. Помехи могут быть либо в виде наведенных потенциалов на ножки (особо чувствительны здесь питание и тактирование) от бросков тока в цепях, либо э\м помехи от GSM модуля.
Попробуй понизить частоту тактирования, сменить источник тактового сигнала - внутренний RC, внешний генератор. Внешний резонатор в условиях помех кажется наиболее уязвимым. Хорошо сглаживают помехи по питанию проходные конденсаторы. Почитайте доки по фильтрам (в аттаче).
Если антенна не согласована с GSM модулем, или разводка не айс, на работу МК будут влиять потенциалы, наведенные внешними э\м волнами. Это можно проверить, положив около прибора работающий мобильник. Исправляется только новой платой с правильной трассировкой. На каждой ножке питания МК - согласно даташиту - должен быть фильтрующий конденсатор >= 0.1мкФ. А C13 - C15 следует подключить к источнику помех - к GSM модулю, причем как можно ближе к его ножкам. Именно такие номиналы обычно выбирают для фильтрации импульсного потребления у GSM модулей

Прикрепленные файлы

 Murata_EMI_examples.pdf ( 2.82 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 56

 

[p_kav]

Здравствуйте.

Вроде, бы, ситуация решилась.

Снял IPEX и подпаял антенну на контактные площадки разъема - не помогло.
Установил перед МК 3 конденсатора 22 uF - не помогло.
Установил конденсаторы 10pF на ножки SWD - помогло. Произведено уже 30 стартов GSM и обменов GPRS, не виснет, как в здании, где всегда зависал, так и на улице.
А я ведь читал про эту хрень с SED и ёмкостями, только у других вообще не работало ничего. Буду знать. Также спасибо за советы по схеме, обязательно учту в будущем.

Возникло несколько вопросов:

На улице модуль стал показывать CSQ 31, это нормально? Устройство лежит в моём автомобиле рядом со зданием, в которое я ставил фемто-соту Мегафон, может ли она давать такой сильный сигнал, что CSQ показывает максимальное значение?

Красный сигнальный светодиод, подключенный к обесточенному SIM28M, слабо светится, когда модуль работает с GSM. Это нормально, или это признак несогласованной антенны?

Сообщение отредактировал p_kav - Oct 1 2015, 12:22

[CADiLO]

как же тяжело не быть телепатом....

>>>Красный сигнальный светодиод, подключенный к обесточенному SIM28M, слабо светится

куда именно светодиод подключен???? к крышке? ножке? антенне???
уже неоднократно сказали нарисовать реальную, полную схему питания чтобы не гадать на кофейной гуще....


И еще - на вашей схеме номинал конденсатора на SIMкарте написан 22 микрофарада.
Это шутка? или так и есть?

[p_kav]

как же тяжело не быть телепатом....

>>>Красный сигнальный светодиод, подключенный к обесточенному SIM28M, слабо светится

куда именно светодиод подключен???? к крышке? ножке? антенне???
уже неоднократно сказали нарисовать реальную, полную схему питания чтобы не гадать на кофейной гуще....


И еще - на вашей схеме номинал кондансатора на SIMкарте написан 22 микрофарада.
Это шутка? или так и есть?

Конденсатор - шутка, конечно, 100 nF там. Копипаст мой - враг мой.

Светодиод подключен к ножке TIMEMARK через резистор 10К.
GPS я не отразил на схеме т.к. физически отключил его от платы, чтобы исключить возможное влияние и упростить разбор проблемы.
Дорисую тогда схему, и покажу ещё раз.

[p_kav]

Здравствуйте.
Допилил схему согласно рекомендациям и документации, прошу покртитковать.

Так же обнаружил, что проблема не решена - при закреплении антенны рядом с платой так, как она должна быть в корпусе, наблюдаются редкие подвисания. Осцилограф не показывает каких-либо пульсаций на ножках SWD, однако имеют место значительные пульсации на питании МК вплоть до 4,6В. Если положить антенну в 15 см от платы, то пульсации на питании МК не видны. Как я понимаю, я накосячил в расположении линий питания и антенны - их следует максимально разделить и экранировать земляными полигонами. В любом случае всё переделывать.

В документе Reference Guide для SIM900 указано:

The layout of GROUND is very important. You should keep a full ground on top layer, and most of traces should be layout on the bottom layer, especially the audio traces, keep a whole GROUND under the module shield.

Это, как я понимаю, для 4-слойной платы? Как тогда (и реально ли) развести всё это правильно на обычной двухсторонней? На сколько я понимаю, следует разделить друг от друга земляными полигонами три группы элементов: антенну, индуктивность преобразователя и все остальные компоненты. Прошу поправить, если ошибаюсь.

Сообщение отредактировал p_kav - Oct 7 2015, 05:07

Эскизы прикрепленных изображений

 

[dac]

Так же обнаружил, что проблема не решена - при закреплении антенны рядом с платой так, как она должна быть в корпусе, наблюдаются редкие подвисания. Осцилограф не показывает каких-либо пульсаций на ножках SWD, однако имеют место значительные пульсации на питании МК вплоть до 4,6В.

ну я бы еще С19, С20 заменил на резисторы 10кОм, а то висячие в воздухе входы SWD - к проблемам однако

[smalcom]

Так же обнаружил, что проблема не решена

покажите плату

Как тогда (и реально ли) развести всё это правильно на обычной двухсторонней?

можно и односторонней, и объёмным монтажём.

следует разделить друг от друга

почти. направление верное, но очень огрублено.

[dac]

самое главное - а где конденсатор на ножке NRST мк?
ЗЫ: еще сразу надо резистор между РА6 и кнопкой, а то потом буду вопросы - почему зимой от касания кнопки перегружается
в общем букварь

[EvilWrecker]

покажите плату

Присоединяюсь.

можно и односторонней, и объёмным монтажём.

Именно- антенный вход еще можно через метровый мгтф подсоединить к пивной банке пустой(это чтоб буржуев не кормить).

Ну а если серьезно(я думаю что Ваши- сарказм) то:

Это, как я понимаю, для 4-слойной платы? Как тогда (и реально ли) развести всё это правильно на обычной двухсторонней?

Нет, все что имеет RF модули это 4х слойка в обязательном порядке.

[CADiLO]

Вот вам рекомендации по RF для двух и четырехслойной платы.

Можно и в двух слоях, но тут уже нужен опыт, расчет и интуиция.
А то достаточно например GND на симку не там к полигону прицепить и все - приехали.

Прикрепленные файлы

 SIM900_Four_Layer_PCB_RF_Hardware_Design_Application_Note_V1.01.pdf ( 833.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 31
 SIM900_Two_layer_PCB_RF_Design_Application_Note_V1.02.pdf ( 681.82 килобайт ) Кол-во скачиваний: 55

 

[EvilWrecker]

Можно и в двух слоях, но тут уже нужен опыт, расчет и интуиция.

Чтобы разводить на 2х слоях нужно иметь не просто опыт, и не просто руки из нужных мест(которые могут в полигональную разводку) но и очень простой дизайн сам по себе аля "свч модуль, питание плюс пара хидеров". Будет вполне достаточно для нетребовательных применений где-то в лаборатории - в остальных случая от 4х слоев.

А то достаточно например GND на симку не там к полигону прицепить и все - приехали.

Учитывая больную любовь многих "разводчиков платок" к термобарьерам там где они не нужны, приправленную отсутствием знаний как их вообще ставить(частый случай- одинаковая геометрия термобарьера на разные корпуса) можно сказать что это меньшая из проблем. А потом начинается- это не работает, се не работает, одним словом типичная ветка форума посвященная применению модулей и поиску питания к ним и пр. коих уже много - Вы сами их видели и отписывались там, не мне говорить как часто там проскакивает былинная чушь и откровенно мусорные дизайны.

[p_kav]

Плату нет смысла показывать, там по верхней половине идет и земля, и питание, на которое наводится GSM от антенны, если расположить её близко. Такую плату в мусорное ведро однозначно, не будет она работать если антенна близко.

Я планировал сделать устройство в виде 2 плат,поставленных одна на другую и соединенных через PLS/PBS коннекторы. А что если вывести SIM800c, его преобразователь и антенну на верхний этаж, а сим-гнездо, SIM28M с антенной и контроллер на нижнюю сторону нижнего этажа, а между ними будет прослойка из большого земляного полигона на всю плату? Имеет ли смысл так делать? Или я непонятно описал и нужно изобразить свои мысли?

[CADiLO]

Типа такого ???

http://legevo.en.alibaba.com/productshowim..._chip_H505.html

Китайцы уже такое сделали.

И наши тоже

http://mobileelectronics.com.ua/wordpress/...-spider-tr-mbt/

в виде двух плат

http://mobileelectronics.com.ua/wordpress/...spider-tr-mini/

[smalcom]

Имеет ли смысл так делать?

врядли. вам опять кажется, что вы поняли в чём суть.

там по верхней половине идет и земля, и питание, на которое наводится GSM от антенны

и чо? ну наводится что-то в проводках. вы не понимаете корней проблемы, а вам очень долго пытаются их объяснить. вы же не видите смысла ни в составлении схемы, ни в ревизии трассировки. вот вас озарило и всё, вам известно где проблема.

[p_kav]

Ага, такого. Сделали, видел, даже потрошил один.
Только я их серийно продавать не собирался, а хотел научиться на практике.
И, кстати, одну фишку придумал, которую ещё никто не сделал в подобном устройстве.

Так что насчет моих мыслей о двухэтажном дизайне с GND-экраном во всю плату?

[smalcom]

через PLS/PBS коннекторы

это раъёмы для тихой английской семьи, которая сидит перед камином и размеренно попивает чай.

[p_kav]

это раъёмы для тихой английской семьи, которая сидит перед камином и размеренно попивает чай.

А чем UART на 9600 бод не английская семья?

и чо? ну наводится что-то в проводках. вы не понимаете корней проблемы, а вам очень долго пытаются их объяснить. вы же не видите смысла ни в составлении схемы, ни в ревизии трассировки. вот вас озарило и всё, вам известно где проблема.

В схемах вижу смысл, нарисовал. А проблема мне показалась ясной потому, что когда антенна близко к плате - на питании контроллера (провод непосредственно рядом с МК) осцилограф показывает импульсы, а если убрать антенну на 15 см, то импульсов нет. Отсюда я сделал вывод, что антенну, индуктивность и МК надо экранировать друг от друга. Кроме как разделить их большим земляным полигоном других решений не придумал, вот спрашиваю у профессионалов насколько оно жизнеспособно.

[HardEgor]

А проблема мне показалась ясной потому, что когда антенна близко к плате - на питании контроллера (провод непосредственно рядом с МК) осцилограф показывает импульсы, а если убрать антенну на 15 см, то импульсов нет.

Импульсы по питанию вы смотрите осциллографом, но видите скорее всего то, что наводится на кусок проводника общего провода щупа. Проверить просто - коснуться кончиком щупа крокодила общего провода и увидеть те же импульсы.

это раъёмы для тихой английской семьи, которая сидит перед камином и размеренно попивает чай.

Если платы между собой жестко закреплены, то нормальные разъемы - на виброиспытаниях отказов не было.

[smalcom]

Если платы между собой жестко закреплены, то нормальные разъемы - на виброиспытаниях отказов не было

хм, интересно. я ими пользовался в часто разбираемых соединениях и в гнёздах контакты относительно быстро теряли упругость.

на питании контроллера (провод непосредственно рядом с МК) осцилограф показывает импульсы

проблема не в противной наводящей на всё и вся антенне, а в том как выполнена трассировка питания. ну экранируете вы их друг от друга, что-то другое будет давать наводки.
поэтому у вас просят показать трассировку. а вы опять всё решили, всё нашли и только профессионалам осталось вам какой-то секрет посказать. вы как молния макквин и док.
вам пытаешься чтото рассказать, а вы горделиво рычите мотором.

[p_kav]

Хорошо, переразведу и выложу сюда на оценку.
Схема в моем сообщении вменяемая или остались ещё косяки кроме отсутствия резисторов на SWD??

[dac]

Хорошо, переразведу и выложу сюда на оценку.
Схема в моем сообщении вменяемая или остались ещё косяки кроме отсутствия резисторов на SWD??

писал же: ОБЯЗАТЕЛЬНО конденсатор между ножкой NRST и землей, тем более если тащите его на разъем. скорее всего в этом вся проблема.

[p_kav]

писал же: ОБЯЗАТЕЛЬНО конденсатор между ножкой NRST и землей, тем более если тащите его на разъем. скорее всего в этом вся проблема.

Конденсатор на NRST ставил, не помогает.
Прочитал "букварь" и документацию SimCom, и мне опять кажется, что я всё понял. Нужно увести контроллер в угол платы, разделить земли на чистую и грязную, посадив на чистую контроллер и SIM800c, разделить все цифровые сигнальные линии резисторами максимально возможного в конкретном случае сопротивления, 10 pF и 33 pF конденсаторы для фильтрации GSM на все линии, а на питание МК поставить ферритовые бусины, хорошо блокирующие помехи GSM. Я в правильном направлении двигаюсь?

[Aner]

Чушь читаете этот ваш "букварь" безграмотный во многом, поскольку писали люди редакторы без радиотехнического образования, для статьи в журнале.
Земляных полигонов или земли "чистых и грязных" не бывает, это все от радиотехнической неграмотности для обывателей. И кудаже вы ферритовые бусины поставите? На питание МК? Помехи не от GSM а от импульсников и их неправильной разводки. И еще, помеха имеет электро-магнитную природу, грамотно ее можно подавить до приемлемого уровня только. Помеха также формируется от наведенного поля антенны модуля, поскольку это все находится в ближней зоне. Импусльсник, и питающие цепи модуля более всего подвержены наведенному полю и формированию комбинационных и других помех.

[Den5]

Пока p_kav трудится над разводкой своей платы, пожалуйста посмотрите на мою, вновь переразведенную.

Прикрепленные файлы

 GSM_SIM800H.PDF ( 170.9 килобайт ) Кол-во скачиваний: 89
 Top.pdf ( 46.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 61
 Midle_1.pdf ( 40.84 килобайт ) Кол-во скачиваний: 44
 Midle_2.pdf ( 26.78 килобайт ) Кол-во скачиваний: 45
 Bottom.pdf ( 47.88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 46

 

[Aner]

C землями у вас проблемы большие, как и с полтигонами и их заливкой. И проблемы пикада никуда не денешь, пользовать давно нужно другой софт.
И зачем вам там 3.3V и лишний шинник, можно 3.0V использовать. Ничего критичного чтобы иметь 3.0V для питания не увидел. Ни одного Chipbead не увидел в цепях питания, проигнорировали ремомендации самого SIMCOM.

[Den5]

C землями у вас проблемы большие, как и с полтигонами и их заливкой. И проблемы пикада никуда не денешь, пользовать давно нужно другой софт.
И зачем вам там 3.3V и лишний шинник, можно 3.0V использовать. Ничего критичного чтобы иметь 3.0V для питания не увидел. Ни одного Chipbead не увидел в цепях питания, проигнорировали ремомендации самого SIMCOM.

Касательно земленных полигонов, что не так. Относительно chipbead, то он есть по питанию у МК где разводка выполненна на слое Top звездой. Сначало цепь идет к Chipbead а уже затем от него расходится звездой к питанию МК. Рекомендации Simcom выполнил использвоал schematic_and_pcb_reference_design

Сообщение отредактировал Den5 - Oct 8 2015, 10:18

[Aner]

А на +4.0V где?, там же основные токи потребления.

[Den5]

А на +4.0V где?, там же основные токи потребления.

В рекомендациях к моему модулю sim800h этих фильтров нет, стоит только стабилитрон и конденсаторы. Плюс самое питание идет во внутреннем слое. Возможно сами фильтры стоят внутри модуля. Если использовать феритовые бусинки по питанию модуля, то необходимо брать бусинку с запасом по току, т.е где -то на 3-4А. Возможно у Вас есть пример вашей разведенной платы и номиналы таких феритовых бусинок с током на 3 А. Хотелось бы также понять, что не так с полигонами земли?. Возможно есть рекомендации как правильно их размещать. Возможно мне стоит перенести тему в другу ветку (например в PCB дизайн)?

[p_kav]

Den5
А какую именно бусину вы ставите на питание контроллера? Вы писали в первом посте, что это BLM21AG102SN1, однако, судя по документу, серия AG для низкочастотных шумов. У нас шумы 0,9 и 1,8 ГГц, может быть, нужны бусины серии HG для гигагерцовых шумов? Судя по графикам серия HG в 2 раза эффективнее на частоте 900 МГц.

[Den5]

Den5
А какую именно бусину вы ставите на питание контроллера? Вы писали в первом посте, что это BLM21AG102SN1, однако, судя по документу, серия AG для низкочастотных шумов. У нас шумы 0,9 и 1,8 ГГц, может быть, нужны бусины серии HG для гигагерцовых шумов? Судя по графикам серия HG в 2 раза эффективнее на частоте 900 МГц.

Ставил BLM18HD102SN1D не помогло. Да и бусина она на тот случай когда плата разведена не правильно, если все будет разведено правильно конденсаторов хватит вполне.

[dac]

Чушь читаете этот ваш "букварь" безграмотный во многом, поскольку писали люди редакторы без радиотехнического образования, для статьи в журнале.
Земляных полигонов или земли "чистых и грязных" не бывает, это все от радиотехнической неграмотности для обывателей. И кудаже вы ферритовые бусины поставите? На питание МК? Помехи не от GSM а от импульсников и их неправильной разводки. И еще, помеха имеет электро-магнитную природу, грамотно ее можно подавить до приемлемого уровня только. Помеха также формируется от наведенного поля антенны модуля, поскольку это все находится в ближней зоне. Импусльсник, и питающие цепи модуля более всего подвержены наведенному полю и формированию комбинационных и других помех.

все верно пишете, поэтому и написал - букварь, т.е. для человека который вообще не в теме.
я когда то давно в качестве одного из подручных средств для проверки на ЭМС использовал мобильник в момент вызова или активной передачи лежащий на плате в разных местах, помогало определить проблемы были с чувствительными аналоговыми цепями, но что бы контроллер сбросился, ни разу не смог добиться
а бусины зачем в питании мк?

[Den5]

все верно пишете, поэтому и написал - букварь, т.е. для человека который вообще не в теме.
я когда то давно в качестве одного из подручных средств для проверки на ЭМС использовал мобильник в момент вызова или активной передачи лежащий на плате в разных местах, помогало определить проблемы были с чувствительными аналоговыми цепями, но что бы контроллер сбросился, ни разу не смог добиться
а бусины зачем в питании мк?

Бусина установленна для предотвращения попадаия ВЧ токов от GSM модема в питание МК.

[majak_73]

К схеме в сообщении #57. А точнее к ключу на IRLML6402. Если повышающий преобразователь настроен на напряжение выше чем напряжение LISOCl2 - 3,6V, а при отрицательных температурах может быть и 2,8V, за счёт внутреннего диода транзистора ток потечёт в батарейку , что очень критично для батарей данного типа. Не так ли?

К схеме в сообщении #57. А точнее к ключу на IRLML6402. Если повышающий преобразователь настроен на напряжение выше чем напряжение LISOCl2 - 3,6V, а при отрицательных температурах может быть и 2,8V, за счёт внутреннего диода транзистора ток потечёт в батарейку , что очень критично для батарей данного типа. Не так ли?

Извиняюсь, не правильно прочитал схему.

Сообщение отредактировал majak_73 - Oct 13 2015, 12:33

[p_kav]

majak_73
Из выходного конденсатора С6? Не должен, по идее, там диод шоттки стоит, который блокирует обратный ток.

[Aner]

Бусина установленна для предотвращения попадаия ВЧ токов от GSM модема в питание МК.

Не так, chipbead ставят в разные места. После и до импульсника; также перед модулем модема в цепи питания, чтобы ВЧ наводки не попали в импулсник по этим цепям, поскольку он более подвержен наводкам и проблемам в работе. Проц обычно мало кушающий, и питают через LDO_шник, у которого свои блокировки и защиты.

[p_kav]

Не так, chipbead ставят в разные места. После и до импульсника; также перед модулем модема в цепи питания, чтобы ВЧ наводки не попали в импулсник по этим цепям, поскольку он более подвержен наводкам и проблемам в работе. Проц обычно мало кушающий, и питают через LDO_шник, у которого свои блокировки и защиты.

А вот про LDO я не знал. Я сначала хотел питать МК от TPS7633 т.к. он быстрый, дешевый и доступный, а LiSOCL2 могла выдавать и 3,7В когда новая и в тепле, что превышает максимальное напряжение МК. Но потом решил заменить его на диод шоттки, на котором и так упадет 0,3В, а энергопотребление в спящем режиме выходит лучше - МК ест около 2 мкА, а преобразователь, когда включен, сам по себе ест ещё 150 мкА. Составил сценарий работы в STM32CubeMX, посчитал, вышло, что с диодом устройство проработает на пол-года дольше, чем с преобразователем.
Если LDO дает дополнительную защиту от помех, то лучше запитаю МК через него.

[turnon]

а преобразователь, когда включен, сам по себе ест ещё 150 мкА. Составил сценарий работы в STM32CubeMX, посчитал, вышло, что с диодом устройство проработает на пол-года дольше, чем с преобразователем.

NCP551 - 4uA.

Но потом решил заменить его на диод шоттки, на котором и так упадет 0,3В

При токе меньше 100 мкА падение на том же 1PS76SB21 - меньше 100 мВ. МК может поплохеть.

Сообщение отредактировал turnon - Oct 14 2015, 07:02

[Den5]

NCP551 - 4uA.

Не плохой источник питания и главное пин ту пин

При токе меньше 100 мкА падение на том же 1PS76SB21 - меньше 100 мВ. МК может поплохеть.

Тоже хотел сказать про ВАХ диода

Сообщение отредактировал Den5 - Oct 14 2015, 09:06

[ArtemKAD]

А вот про LDO я не знал. Я сначала хотел питать МК от TPS7633 т.к. он быстрый, дешевый и доступный, а LiSOCL2 могла выдавать и 3,7В когда новая и в тепле, что превышает максимальное напряжение МК. Но потом решил заменить его на диод шоттки, на котором и так упадет 0,3В, а энергопотребление в спящем режиме выходит лучше - МК ест около 2 мкА, а преобразователь, когда включен, сам по себе ест ещё 150 мкА.

TPS78233, TPS78333 - ток потребления 0,5мкА.

[Den5]

Дополнительное обсуждение разводки платы с GSM http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=130941

Сообщение отредактировал Den5 - Oct 15 2015, 05:05

[p_kav]

Почитал документы о защите МК от помех, думаю над разводкой.
Растащил антенну и МК со вводом питания по разным сторонам платы, дорожку до IPEX-разъема GSM-антенны развел как аппноуте SIMCOM, верхнюю сторону платы, сделал почти полностью земляным полигоном, снизу тоже много земли, включая зону под МК и модулями, много переходных отверстий между земляными полигонами.

Не совсем понимаю как защитить МК от помех, наведенных на сигнальные линии, проходящие близко к антенне.
Если установить в такие линии рядом с МК резистор около 100 КОм и конденсаторы 0402 10 pF и 33pF (номиналы из даташита SIMCOM), удастся ли снизить влияние наводок от антенны на МК? Ведь резистор, по идее, одинаково сопротивляется току любой частоты. Понятно, что сигнал на этой дорожке будет искажен, но если она не будет использоваться во время работы GSM, такое решение защитит МК?

И есть ли какие-то ещё документы по защите МК от радоипомех? "Букварь" раскритиковали, а всё, что я нахожу, рассказывает в основном о защиты МК от помех самого МК - как организовать высокоскоростные сигнальные линии чтобы исключить наводки на другие компоненты платы.

[Den5]

Есть ли какие-то ещё документы по защите МК от радоипомех? "Букварь" раскритиковали, а всё, что я нахожу, рассказывает в основном о защиты МК от помех самого МК - как организовать высокоскоростные сигнальные линии чтобы исключить наводки на другие компоненты платы.

Да критиков много, хотябы пояснения стали давать как разводить и то приходится клещами тянуть. Тяжело людям без опыта разводки таких плат сделать все правильно, можно много читать, но необходима практика. Кто с точностью может ответить как потекуты ВЧ токи по плате?
Еще поделюсь своим списком литературы, может пригодится

Прикрепленные файлы

 EMI.ZIP ( 2.78 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 28