Как сгорают порты в AVR? Опции

[murmur]

Друзья, у меня беда... Полгода разрабатывалось некое устройство. Все было ОК. А теперь оно начало сжигать контроллеры.
А симптомы просты - устройство перестает работать, контроллер греется ужасно, после выпайки контроллера почти накоротко звонятся его VCC и GND.
Начинаю рассужждать: напряжение стабилизоировано LM317, питание 12 вольт. После сгорания проверяю - на его выходе все ОК. Да и остальная периферия цела. Остается один вариант - что-то из периферии, подключенной к выходам, пускает через них слишком большой ток.
Но если даже один выход замкнуть на землю - должен ли сгореть весь контроллер? Или сгорит только один выход?
Спалила уже 2 штуки ATMEGA32A. Причем последний раз, случайно замкнула щупом осциллографа землю и ножку светодиода, то есть грубо говоря, ток прошел через светодиод без резистора. Может это быть причиной полного выгорания контроллера, причем так, что он после этого греется как печка?

На самой плате коротышей нет - выпаивала контроллер и прозванивала выводы с землей.

Кто что скажет, может у кого есть личный опыт угробления аврок?
Методом тыка (то есть дальнейшего сжигания контроллеров) решать проблему не хочется.

Сообщение отредактировал murmur - Sep 10 2012, 07:24

[gerber]

Посмотрите питание контроллера, но не тестером, а осциллографом. Возможно, LM317 раскачивает выходное напряжение из-за неправильного выбора конденсатора на выходе. Особенно интересно посмотреть моменты включения и выключения питания.

[_3m]

...случайно замкнула щупом осциллографа землю и ножку светодиода, то есть грубо говоря, ток прошел через светодиод без резистора. Может это быть причиной полного выгорания контроллера, причем так, что он после этого греется как печка?

много раз коротил выходы процессоров разных типов как на землю так и на vcc. ни разу не сгорало.
похоже у вас выбросы напряжения. по питанию или на входах - разбирайтесь. для начала припаяйте суппрессор на 5V по питанию. Если нет суппрессора сойдет и стабилитрон 5V6.

[kovigor]

Кто что скажет, может у кого есть личный опыт угробления аврок?

Может, у вас "иголочки" в линии питания присутствуют ? Или где-то есть мощный источник радиопомех (пример: ваш МК коммутирует незадемпфированную индуктивную нагрузку). Или при питании устройства от сети через трансформаторный БП из-за неисправной розетки наблюдается искрение ? Или имеет место тиристорное защелкивание, например, из-за того, что на ножки портов высокий уровень подается раньше, чем включается напряжение питания ? Вы бы хоть блок-схемку вашего прибора показали. И рисунок печатной платы (она может быть некорректно разведена) ...

[muravei]

может у кого есть личный опыт угробления аврок?

Есть небольшой. Провод 27 вольт упал на питание 26тини.
Может на корпусе осцилла напряжение , и им что-нить пробилось?

[RabidRabbit]

Однажды подал вместо 5 вольт 12 на ATmega48 (DIP), когда нащупал пальцем горячий контроллер, понял, что что-то не так После снятия 12 вольт и подачи 5 устройство заработало, крепкий экземпляр попался А так пока ни одна мега не сдохла...

[_4afc_]

Кто что скажет, может у кого есть личный опыт угробления аврок?

Вообще не горят, в отличии от АРМ.

Я бы грешил на плохие земли между платой контроллера, переферийной платой и измерительным оборудованием.
Или подачей сигналов на плату контроллера раньше, чем подано питание.

[rudy_b]

А так пока ни одна мега не сдохла...

Аналогично. Очень стойкий проц. От кратковременной закоротки ног на землю и питание выходы не горят. Один раз, правда, попался экземпляр с исходно дохлой ногой, но это другое.

Или питание подскакивает, либо в ногу большой ток течет. В последнем случае полезно поставить на ногу шоттки в питание и землю с небольшим продольным резистором (после диодов), и запараллелить питание стабилитроном на 5.6В (если +5).

[=AK=]

Остается один вариант - что-то из периферии, подключенной к выходам, пускает через них слишком большой ток.

Это не вариант. Наиболее вероятно, что проц сгорает от "тиристорного эффекта", который упомянул ув. kovigor. Эффект состоит в том, что кристалл вкупе с диодами защиты пинов от статики образует паразитную тиристорную структуру. Если этот "тиристор" удается включить, получается КЗ по питанию, в результате чего проц выгорает.

Для того, чтобы паразитные тиристоры не срабатывали, напряжение на входных пинах никогда не должно быть менее -0.3 В и более Vсс+0.3 В. Если эти условия невозможно выполнить, то надо хотя бы жестко ограничить ток через диоды, чтобы он никогда не превышал 0.5 мА.

Копайте в схеме и в разводке, явно там накосячили чего-то. Сами не сможете найти - выкладывайте, попробуем помочь. Замыкание выходного пина на землю опасно не столько перегрузкой по току, сколько бесконтрольными кратковременными переходными процессами, которые вполне могут вызвать тиристорное защелкивание, если земля разведена плохо, а кондеры развязки стоят далеко от процессора.

[murmur]

могу выложить проект в altium
Там есть разъем - RADIO - подключено к кнопкам иного девайса, работающего от 5 вольт, кнопки его по сути зкорачивают определенные выходы на землю. Как я управляю этими кнопками - манипуляциям с портом подаю нолик на эти кнопки, естественно, через резисторы.

Конеднсаторы на входе и выходе линейника - танталовые.

Прикрепленные файлы

 SECURITY.rar ( 573.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 49

 

[kovigor]

Там есть разъем - RADIO - подключено к кнопкам иного девайса, работающего от 5 вольт

Тот дивайс - от пяти вольт, а ваш - от 3.3В ? Экспортируйте схему и плату в PDF. Далеко не у всех есть Альтиум ...

[murmur]

Тот дивайс - от пяти вольт, а ваш - от 3.3В ? Экспортируйте схему и плату в PDF. Далеко не у всех есть Альтиум ...

У меня все от 5 вольт.
Господа, давайте исходить из одного простого факта - устройство работало полгода. Поэтому все предположения типа 3 и 5 вольт, типа, у тебя на плате плюс с минусом коротят, и прочие, которые гарантируют сгорание устройства при первом же включении, отбросим.

Ну и любимый всеми тезис - "да у тебя земля разведена неправильно" тоже будем предлагать с осторожностью. Раз десять в жизни оказывалась в непонятнейшей ситуации, каждый раз говорили про землю, каждый раз делала все как советовали, и ни разу причина в земле не крылась.

Прикрепленные файлы

 BASE_PCB_Project.pdf ( 650.84 килобайт ) Кол-во скачиваний: 231

 

[=AK=]

Если Алтиум дает возможность обозначать входы и выходы, то надо этим пользоваться, а не обозначать бездумно все порты как "вход-выход". И схема будет более читаемой, и вероятность ошибок уменьшится.

Впервые вижу схему, где в шину уходят сигналы без имени.

"Висящими в воздухе" входы оставлять нельзя.

Между затвором MOSFET и драйвером надо ставить резистор, примерно ом 100. Затвор MOSFET как нагрузка представляет собой емкость на землю. В зависимости от типа MOSFET - величиной до нескольких нанофарад.

L1 лучше было бы заменить резистором ом так в 100, это и дешевле, и лучше будет работать.

Катушка реле без антизвонного диода? Ну-ну...

Остальное потом.

PS: извиняюсь за грубость и брюзжание в исходном варианте сообщения.

[Tanya]

У меня все от 5 вольт.
Господа, давайте исходить из одного простого факта - устройство работало полгода.

Если так, до зачем бы не поставить сразу стабилизатор с фиксированным выходом 5 вольт.
А там подстроечник... Нужно два резистора.
Работало-работало... потом контакт стал плохой?

[murmur]

Впервые вижу схему, где в шину уходят сигналы без имени.

Так их по факту нет, просто кое что на них изначально висело, были убраны только привязки к шине. Это не окончательный вариант.

За затворы MOSFET, которые драйвятся непосредственно от пинов проца, без резисторов - опять крапивой.

ОК, но причина не в этом. Да и на настоящий момент код в таком состоянии, что ни эт мосфеты, ни упомянутое реле пока не используются.

Остальное потом.

Смиренно ожидаю.

[kovigor]

ОК, но причина не в этом. Да и на настоящий момент код в таком состоянии, что ни эт мосфеты, ни упомянутое реле пока не используются.

При включении и выключении питания MOSFET вполне может оказаться открытым на какое-то время, со всеми вытекающими отсюда последствиями причем реле может за это время и не успеть "щелкнуть". А схема действительно нарисована ужасно, даже разбираться в ней из-за этого не хочется ...

[murmur]

А схема действительно нарисована ужасно, даже разбираться в ней из-за этого не хочется ...

Так я и не заставляю))) Форум- штука добровольная

[kovigor]

Так я и не заставляю))) Форум- штука добровольная

Я бы на вашем месте привел бы проект в порядок - устранил бы недоработки (очень серьезные), на которые вам совершенно справедливо указали, и поправил бы схему. Да, у вас устройство собрано на самодельной плате ? Похоже, так и есть ...

[V.K]

И MOSFET с реле в схеме поменять местами.

Что за цепь "PMR" и почему одни транзисторы обозначены как Q и нарисованы по стандарту, а другие обозначены как U и нарисованы как м/с. Это доставляет неудобство при просмотре схемы.

Сообщение отредактировал V.K - Sep 10 2012, 15:36

[ILYAUL]

Зачем подавать на Vref "не фильтрованное" 5 вольт и тут же подавать на AVCC " фильтрованное" когда Ваш контроллер поддерживает в качестве опорного AVCС.

[Plain]

Ну какие могут быть варианты? Усох. Непостижимый, завораживающий, загадочный R24 — усох.

[murmur]

Вот вы издеваетесь, а товарищ Plain близок к истине. Обнаружила плохую пайку ножки R24, той, которая идет на землю.
Если она отсоединена от земли или дребезжит, могут быть броски напряжения?

[_3m]

Схема нарисована безобразно, левой задней ногой. Схемотехнический эквивалент того, что в программировании называется "спагетти код".

Вы явно не видели индусско-китайские схемы.
Схема как схема, главное чтобы соответствовала реальности. Безобразно - это когда схема не соответствует плате причем и то и другое отличается от девайса с которым работаешь.

За затворы MOSFET, которые драйвятся непосредственно от пинов проца, без резисторов - опять крапивой. Затвор MOSFET как нагрузка представляет собой емкость на землю. В зависимости от типа MOSFET - величиной до нескольких нанофарад. Что бывает, когда выход нагружен прямо на емкость, вам известно? Подозреваю, что нет...

мосфеты, сударь бывают разные. 2n7002 напрямую на вывод avr это нормально. А для тех что на схеме резистор обязателен. Когда выход нагружен "прямо на емкость" мне известно - заваливаются фронты и более ни-че-го. Резистор тем не менее обязателен потому что через большую емкость затвора на мцу может пролезть иголка. А от иголок мцу как минимум сбоят, а бывает и вылетают.

Катушка реле без антизвонного диода? Ну-ну...

В данном включении нормально. Когда начнется выброс и на истоке Q1 напряжение понизится до -Vgs(th) Q1 приоткроется и мягко погасит выброс. Чем то похоже на схему размагничивания в драйверах соленоидов.
Шокирует другое: повсеместное использование ключй с включением ОИ.

Рекомендации: в затворы всех MOSFET ключить резисторы 300-1000 Ом. R24 заменить делителем на постоянных резисторах. На K1 поставить-таки диод чтобы не шокировать общественность. Проверять выживаемость avr при полном отсутсвии всех внешних подключений.

[murmur]

_3m, спасибо!
Хорошо припаяла тот злосчастный вывод резистора, повключала всю периферию - все работает. А резисторы добавлю.

Вы мне скажите, по поводу разводки земли замечания будут?

[V.K]

Хорошо припаяла тот злосчастный вывод резистора, повключала всю периферию - все работает. А резисторы добавлю.

Напряжение питания (наличие питания) проверяют в первую очередь. И замените LM317 на LM31117-5.0.

[=AK=]

Схема как схема, главное чтобы соответствовала реальности.

"Соответствие реальности" не может служить оправданием. Спагетти-код тоже "соответствует реальности", раз он компилируется. Я сейчас как раз раскапываю такой код. 7 тыс строк текста на ассемблере одним файлом. Свежеиспеченный "инженер" писал его 4 года, но менталитетом так и остался полуграмотным студнем. А "соответствующий реальности" код, соответственно, представляет собой бездарное ламерское глюкалово.

Когда выход нагружен "прямо на емкость" мне известно - заваливаются фронты и более ни-че-го.

Тогда ознакомьтесь: SCBA007, стр.4...7.



Цитата: "When driving large capacitive loads, more charge must be supplied to the output load, resulting in a slower rising or falling edge. However, if the bypass capacitor is not capable of providing the needed charge, power lines (or planes) start to ring and eventually oscillate, causing failures across the board. These oscillations can be of a great amplitude, 2- to 3-V p-to-p." А вот о чем они в этом документе не упоминают, к сожалению, так это о том, что при емкостной нагрузке "дребезг" возникает как в питании, так и в земле. И что развязывающие кондеры помогают только до какого-то предела, не более. Впрочем, на картинке это видно.

Так их по факту нет, просто кое что на них изначально висело, были убраны только привязки к шине. Это не окончательный вариант.

Они настроены на выход, или это болтающиеся в воздухе входы?

Вы мне скажите, по поводу разводки земли замечания будут?

1. Не видно, как подводится питание к пину 38. Оно явно разведено совсем иначе, чем к двум другим пинам, дорожки длинные, а развязывающего кондера поблизости не видать.

2. Не наблюдаю via в земляном полигоне под процем. А они там должны быть, чтобы стянуть вместе земли на обеих сторонах платы.

3. Вообще очень мало via, обьединяющих земляные полигоны с разных сторон платы. Их должно быть набросано щедрой рукой.

4. Весь периметр платы должен быть занят землями с обеих сторон и прошит via с шагом порядка 1 см. Это предотвратит появление паразитных щелевых антенн.

[murmur]

"Соответствие реальности" не может служить оправданием.

Равно как и недостатки в начертании схемы, укзанные вами, не являются причиной выгорания МК. Согласны?
Я лохушка. А теперь давайте о деле, ОК?

Они настроены на выход, или это болтающиеся в воздухе входы?

Они настроены на выход.

Не видно, как подводится питание к пину 38. Оно явно разведено совсем иначе, чем к двум другим пинам, дорожки длинные, а развязывающего кондера поблизости не видать.

Посмотрите вниманительней. Рядом с ним развязывающий кондер, выше него VIA, с которого с противоположного слоя платы приходит питание.

Весь периметр платы должен быть занят землями с обеих сторон

Вообще-то по периметру у меня земля, или все равно что-то не так?

P.S. Вроде все работает и ничего не выгорает. Скажите, могло быть причиной то, что от земли отсоединился ниэний вывод резистора? Что вообще происходит с LM317 в этом случае?

[murmur]

"Соответствие реальности" не может служить оправданием.

Равно как и недостатки в начертании схемы, укзанные вами, не являются причиной выгорания МК. Согласны?
Я лохушка. А теперь давайте о деле, ОК?

Они настроены на выход, или это болтающиеся в воздухе входы?

Они настроены на выход.

Не видно, как подводится питание к пину 38. Оно явно разведено совсем иначе, чем к двум другим пинам, дорожки длинные, а развязывающего кондера поблизости не видать.

Посмотрите вниманительней. Рядом с ним развязывающий кондер, выше него VIA, с которого с противоположного слоя платы приходит питание.

Весь периметр платы должен быть занят землями с обеих сторон

Вообще-то по периметру у меня земля, или все равно что-то не так?

P.S. Вроде все работает и ничего не выгорает. Скажите, могло быть причиной то, что от земли отсоединился ниэний вывод резистора? Что вообще происходит с LM317 в этом случае?

[V.K]

(1) Скажите, могло быть причиной то, что от земли отсоединился ниэний вывод резистора? (2) Что вообще происходит с LM317 в этом случае?

1) Некачественный монтаж, единственная причина.
2) В даташите сказано, что в этом случае LM317 работает как стабилизатор тока. Учитывая, что в Вашем случае токозадающим резистором служит проводник печатной платы, то на деле, напряжение питания +12В напрямую поступает в схему без каких либо ограничений по току.

[murmur]

Некачественный монтаж, единственная причина.

Спасибо, капитан Очевидность! Я уже сама сказал про некачественный монтаж, причем выскзалась о частном - о конкретном непропаянном выводе. Вы мне отвечаете в общем, абстрактно - монтаж некачественный. Это как в церкви батюшка говорит - молилась ты дочь моя мало, да и грешила, вот бог тебя и наказывает.

Учитывая, что в Вашем случае токозадающим резистором служит проводник печатной платы,

Это как? Вообще-то (кстати, спасибо за подсказку, не догадалась про стабилизатор тока) задающим резистором служит резистор, подсоединенный одним верхним выводом и другим- от движка.

Ответ на вопрос я получила. Схема спалилась от 12 вольт.
Смущает только одно - каждый раз выгорал только контроллер. Есть на плате еще много чего, что не сгорело.

Сообщение отредактировал murmur - Sep 11 2012, 04:11

[V.K]

Спасибо, капитан Очевидность! Я уже сама сказал про некачественный монтаж, причем выскзалась о частном - о конкретном непропаянном выводе. Вы мне отвечаете в общем, абстрактно - монтаж некачественный. Это как в церкви батюшка говорит - молилась ты дочь моя мало, да и грешила, вот бог тебя и наказывает.

Пожалуйста, капитан Очевидность! Что надо было ответить про квалификацию монтажницы? Ответил мягко. Если писать подробно, что это такое, то надо открывать отдельную тему.

Питание проверяют в первую очередь, даже на работающей схеме. Но сначала, перед компоновкой схемы, читают даташиты на все комплектующие. Прежде чем устанавливать элемент в схему, надо знать как он работает. Знать предельные режимы, нагрузки и т.д.

Сообщение отредактировал V.K - Sep 11 2012, 04:25

[=AK=]

Равно как и недостатки в начертании схемы, укзанные вами, не являются причиной выгорания МК. Согласны?

Вы сводите "выгорание" к лапидарным причинам. "Плохая пайка, вот и выгорел". Однако если бы вы использовали регулятор с фиксированным выходным напряжением, которому не нужны внешние элементы для задания напряжения, то не выгорело бы даже при плохой пайке.

Когда-нибудь вы поймете, что любая разработка есть серия решений. Хороших, "средненьких", не очень хороших, просто плохих. Суммарное качество изделия зависит от "суммы" этих решений. Даже если не очень хорошее решение до поры до времени "ни на что не влияет", оно как мина, сидит и ждет момента, чтобы нагадить. Поэтому каждое решение надо проверять и перепроверять по многу раз. У вас сиюминтным триггером для проблемы стала плохая пайка, а действительным источником проблемы - одно не очень хорошее решение (регулируемый источник), усугубленное другим решением, плохим и потенциально опасным (подстроечник).

Как нарисована схема - отражает строй мыслей разработчика и оказывает существенное влияние на принимаемые решения. Если человек позволяет себе схему рисовать сикось-накось, кось на сикось, то и решения в эту схемy он закладывает соответствующие. И наоборот, в ходе усилий, затраченных на облагораживание внешнего облика схемы, поневоле лишний раз проверишь и подвергнешь сомнению каждый узел своей схемы, переделаешь его и "подложишь соломки".

Вообще-то по периметру у меня земля, или все равно что-то не так?

Это вы на испытаниях на ЭМС узнаете. Две полоски меди на расстоянии 1.6 мм друг от друга образуют хорошую излучающую антенну.

[MaslovVG]

Позволю еще заметить неправильное включение реле. Включение реле в исток полевого транзистора приводит к схеме истокового повторителя. Полевой транзистор в активном режиме и будет греться. Напряжение на реле будет меньше пяти вольт на напряжение отсечки транзистора, в вашем случае на 2-3 вольта (если транзистор класса logik level)

[_3m]

Ответ на вопрос я получила. Схема спалилась от 12 вольт.
Смущает только одно - каждый раз выгорал только контроллер. Есть на плате еще много чего, что не сгорело.

Мог умереть героической смертью суппрессор U2, причем только один канал: выводы 1-6. Он как раз по питанию VCC_5V включен и 12V должен был принять на себя, но против LM317 ему долго не выстоять, помрет.

[muravei]

Это как? Вообще-то (кстати, спасибо за подсказку, не догадалась про стабилизатор тока) задающим резистором служит резистор, подсоединенный одним верхним выводом и другим- от движка.

Не-е, генератор тока был, если нагрузка была бы на движке резистора(на ADJ), а так просто 12в.

Смущает только одно - каждый раз выгорал только контроллер. Есть на плате еще много чего, что не сгорело.

Контроллер всех спас.

Я лохушка.

Самокритично.
Но главное , сделать выводы.

[=AK=]

Вы мне скажите, по поводу разводки земли замечания будут?

Наконец-то посмотрел в Протеле. Странно, что это вообще работает. Земля процессора соединена с остальной землей через тоненький перешеек на верхнем слое, между пинами 1 и 44 проца. При этом на земле проца болтается бессмысленный обособленный кусок полигона на нижнем слое, очевидно, претендующий на роль "аналоговой земли", но ни с чем более не соединенный, кроме как с С15.

Полигоны земли на верхнем и нижнем слое не имеют осознанного (т.е. продуманного и "культивированного") соединения между собой. Нет ни специальных via, которые бы их надежно сшивали друг с другом, ни уж тем более "мостиков" поперек длинных сигналов.

[ArtemKAD]

Странно, что это вообще работает. Земля процессора соединена с остальной землей через тоненький перешеек на верхнем слое, между пинами 1 и 44 проца.

Не сказал-бы, что это самое плохое решение. Плохо, конечно, что ТАК подведено, но то, что один перешеек очень даже не плохо. Он как минимум гарантирует, что через массу процессора не потечет ток нагрузок. При прочих равных так лучше чем садить проц на общий земляной полигон через множество точек.

При этом на земле проца болтается бессмысленный обособленный кусок полигона на нижнем слое, очевидно, претендующий на роль "аналоговой земли", но ни с чем более не соединенный, кроме как с С15.

Скорее экрана...