Защита АЦП МК, Защита АЦП от наводок Опции

[ndmitrii]

Здравствуйте уважаемые господа специалисты!
Есть вот такая схема в которой присутствует делитель напряжения который подключается к АЦП МК и вынесен переменный резистор, который задаёт это самое напряжение. При таких расстояниях неизбежно появляются разного типа наводки, которые могут убить контроллер.
Помогите разработать защиту на АЦП контроллера, или если у кого есть пожалуйста выложите схему "Сигнал-20П" от Болида, как у них реализована схема подключения охранных шлейфов со всей обвязкой.

[sigmaN]

Начать надо с изучения темы http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=133421
И вот эта тоже полезная http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=105771

[Guest_TSerg_*]

На мой взгляд, надо начать "вообще и в частности"

[ndmitrii]

Начать надо с изучения темы http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=133421
И вот эта тоже полезная http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=105771

Если бы использовался сухой контакт то я бы не заморачиваясь поставил бы оптрон, а мне надо именно мерить напряжение от 0.5v до 3.3v с погрешностью в 10%

[Guest_TSerg_*]

а мне надо именно мерить

Вы не поверите, но очень многим тоже надо "мерить".
Есть два кардинальных вопроса:
- для чего;
- в каких условиях;

Как только сможете ответить по существу и поясните в чем при этом возникают проблемы - пойдут советы и ответы.
"Руку на отсечение даю" (С)

[sigmaN]

Думаю принципы защиты порта от этого не меняются и все нужное в принципе есть в данных темах.

[ndmitrii]

Вы не поверите, но очень многим тоже надо "мерить".
Есть два кардинальных вопроса:
- для чего;
- в каких условиях;

Как только сможете ответить по существу и поясните в чем при этом возникают проблемы - пойдут советы и ответы.
"Руку на отсечение даю" (С)

Бональный охранный датчик с проверкой состояния шлейфа:
1. К.З
2. Обрыв
3. Охрана(норма)
4. Тревога ( сработка )

Датчик ставится на подстанции 110кВ

[Guest_TSerg_*]

Думаю принципы защиты порта от этого не меняются и все нужное в принципе есть в данных темах.

Опять же, есть два принципиальный вопроса:
- защита входа приемника от повреждения;
- обеспечение работы приемника (АЦП) в заданных шумовых условиях
- микс того и другого.

Да, все это обсуждалось здесь и не раз.
Смысла пересказывать нет.

Бональный

Если по-русски был неуд, то и далее, очевидно же.

[ndmitrii]

Если не сложно выложите нормальную испытанную схему.
Неплохо было бы увидеть как это реализовано в "Сигнал-20П" от Болид

[smalcom]

Неплохо было бы увидеть как это реализовано в "Сигнал-20П" от Болид

но проблемо http://bolid.net.ua/radial-controllers/sig...-signal-20p-smd

[ndmitrii]

но проблемо http://bolid.net.ua/radial-controllers/sig...-signal-20p-smd

Нужно не описание прибора а принципиальная схема конструкторского решения, по защите охранного шлейфа

[smalcom]

мде, тяжкий случай.
пробежался по поисковикам - есть интересная инфа по этим приборам. успехов, в поиске.

[Herz]

Если не сложно выложите нормальную испытанную схему.
Неплохо было бы увидеть как это реализовано в "Сигнал-20П" от Болид

Прикалываетесь? Почему бы сразу не ключи от квартиры... ?

[Guest_TSerg_*]

Нужно не описание прибора а принципиальная схема конструкторского решения, по защите охранного шлейфа

Готов обменять на "Кохинур"

[Plain]

Если не сложно выложите нормальную испытанную схему

Ограничитель, диод, резистор — для разработчика, каковым Вы заявили себя регистрацией здесь, этой наводки более чем достаточно. Данные три детали дают замерить всё вышеперечисленное и защищают от вплоть до непрямого удара молнии.

[ndmitrii]

Ограничитель, диод, резистор — для разработчика, каковым Вы заявили себя регистрацией здесь, этой наводки более чем достаточно. Данные три детали дают замерить всё вышеперечисленное и защищают от вплоть до непрямого удара молнии.

Действительно ответ лежал на поверхности и парой диодов резисторов и предохранителя, можно решить мою проблему.
Но развивая тему дальше хотелось бы рассмотреть все варианты от простых до сложных схем с гальванической развязкой.

[smalcom]

темы вам уже показали. если читать не интересно, то есть раздел "Предлагаю работу"

[ndmitrii]

Пока-что остановился вот на этом варианте, попробую протестировать в лабораторных условиях.

[smalcom]

катод D1 не туда подключили: избытку энергии некуда будет деваться.

[adnega]

Пока-что остановился вот на этом варианте, попробую протестировать в лабораторных условиях.

Есть мнение, что ток через D1 близок к нулю при любых условиях. А значит его отсутствие схема не заметит.
Зачем он нужен?

[ndmitrii]

катод D1 не туда подключили: избытку энергии некуда будет деваться.

Диод D2 в этой схеме оказался лишним

[adnega]

Диод D2 в этой схеме оказался лишним

Ожидаемо.
А в линии +5В есть достаточный потребитель энергии, что все не подпрыгнуло очень высоко?
Какой ток потребления в цепи+5В?

[ndmitrii]

Ожидаемо.
А в линии +5В есть достаточный потребитель энергии, что все не подпрыгнуло очень высоко?
Какой ток потребления в цепи+5В?

Потребителя который бы всё это съел нет, думаю как раз над этой проблемой...
Стабилизатор 5В ограничен по току 500 мА. Самое страшное что тут же висит и CAN шина и все эти помехи свистят в линию

[adnega]

Потребителя который бы всё это съел нет, думаю как раз над этой проблемой...

В таком случае ставьте параллельно R2 керамический конденсатор ни 0.1uF и какой-нить SMBJ6.0A.
На входах подключения резистора R5 поставьте последовательные резисторы 10..100 Ом (как вниз, так и вверх).

[sigmaN]

Как насчет того чтобы D2 убрать, R3 R2 R1 увеличить раз в... 50 - 100
C1 подобрать исходя из желаемого времени реакции системы. Думаю для охранной системы даже несколько секунд задержки это не проблема, так что конденсатор можно будет выбрать по-больше и таким образом получится адский low pass фильтр, что и требуется.

А от катода D1 на GND поставить конденсатор, который и "съест" энергию положительного импульса, который прилетит туда через D1.
R4 на уровне 1К норм.

Обо всем этом говорилось в приведенных мной темах. Видимо вы их не дочитали...

Ко всей этой схемотехнике нужна адекватная разводка ПП, чтобы не было вот этого

Самое страшное что тут же висит и CAN шина и все эти помехи свистят в линию

Ах да, забыл еще, что по идее от точки где соединяются R1 R2 R3 на GND неплохо бы поставить керамику 1 - 10nF 100V. GND при этом отдельной дорожкой(жирной, низко импедансной) должна идти к минусовой клемме питания устройства. Это будет защита от статики и реально тонкие и длинные иголки до D1 даже не долетят, а сольются по этой дороге в источник, без дергания остальной земли платы. Дальше конденсатор медленно разрядится через вышеупомянутые резисторы, переводя эту энергию в тепло.

[smalcom]

короче каша из топора опять
- я тему не читал, но вот подключил
- а надо подключить так
- а если вот так
- не так и вот это добавьте

[ndmitrii]

Из всего выше сказанного получилось две схемы:




Тут вроде всё ясно и понятно надо пробовать собирать и тестить.




Вот тут есть вопросы:
C2- Какой лучше ставить
R5- получается слишком большим сопротивлением
Хватит ли току МК при таких сопротивлениях, или нужно ставить транзистор.

[sigmaN]

Не,ну мегаом это конечно многовато будет. А что там за датчик в реальности? На схеме я так понимаю,эквивалент.

[ndmitrii]

Не,ну мегаом это конечно многовато будет. А что там за датчик в реальности? На схеме я так понимаю,эквивалент.

Датчик обычный сухой контакт зашунтированный сопротивлением(2 сопротивление включенных, один последовательно, другой параллельно контакту )

[adnega]

Датчик обычный сухой контакт зашунтированный сопротивлением(2 сопротивление включенных, один последовательно, другой параллельно контакту )

Лучше пропускать через сопротивление датчика постоянный ток (порядка 4..10 мА) и измерять падение напряжения на нем.
При этом резистор в датчике порядка 1 кОм (обычно 680 Ом), а питающее напряжение (в случае с источником тока - напряжение холостого хода) порядка 12 В.
Мегаомные и стокилоомные значения наловят вам на 150 метрах много лишнего при 5 мкА рабочем токе.

[ndmitrii]

Лучше пропускать через сопротивление датчика постоянный ток (порядка 4..10 мА) и измерять падение напряжения на нем.
При этом резистор в датчике порядка 1 кОм (обычно 680 Ом), а питающее напряжение (в случае с источником тока - напряжение холостого хода) порядка 12 В.
Мегаомные и стокилоомные значения наловят вам на 150 метрах много лишнего при 5 мкА рабочем токе.

Хотелось бы увидеть пример реализации

[adnega]

Хотелось бы увидеть пример реализации

Например так

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ndmitrii]

Например так

Любопытная схема, пытаюсь перевести её на 5В

[adnega]

Любопытная схема, пытаюсь перевести её на 5В

Дык, не пытайтесь - все равно не получится.
В чем проблема питаться от 12В ?

[ndmitrii]

Его нет, есть только 5В и 3.3В

[adnega]

Его нет, есть только 5В и 3.3В

Жаль. А в "Сигнал-20П" есть.
Вам правильно надо или как-нибудь?

[ndmitrii]

Попробую повысить при помощи mc33063

[sigmaN]

А с другой стороны пусть ловит провод помехи то.. Там все равно адский фильтр потом стоит.
Да, безусловно я согласен, что токовый интерфейс тут более правильный, но наверно заработает и так...

[Alexashka]

Может оптопара спасет отца русской демократии? Правда придется наверно линейную ставить.
Проводку витой парой тянуть и емкость в фильтре увеличить, если 50Гц наводка сильная будет (ей 0,1мк какбы вообще ни о чем).

[ndmitrii]

Может оптопара спасет отца русской демократии? Правда придется наверно линейную ставить.
Проводку витой парой тянуть и емкость в фильтре увеличить, если 50Гц наводка сильная будет (ей 0,1мк какбы вообще ни о чем).

С оптопарами бился два дня на стенде(правда не с линейными), ничего хорошего из этого не вышло...
хотя вначале очень хотелось гальваническую развязку, еще рассматривал специализарованные микросхемы гальванической развязки, но у них космическая цена.

[sigmaN]

Самое дешевое и простое это диодная защита и резисторы. Надо конечно определиться сначала с требованиями. От чего защищаемся, нужна развязка/не нужна. Кстати там еще ж на контактах для пробоя оксидной пленки какой-то минимум напряжения и тока должен быть... С этой позиции опять же 12в и токовый интерфейс выглядят предпочтительнее.
lm334 потребует 1 резистор и диод. С lm317 вам вариант показали уже. Т.е. Вход процессора по прежнему защищаем диодной защитой, но шлейф токовый. Это будет как раз что доктор прописал!

[ndmitrii]

А разве LM334 подключается не аналогично LM317?
Ещё нужен совет, а если в контроллере уже стоят диоды, то надо ли ещё их ставить нарежу?

[smalcom]

нужно. так вы точно будете знать характеристики защиты и лишнюю энергию направлять куда надо, а не в питание МК.

[psL]

если в контроллере уже стоят диоды, то надо ли ещё их ставить нарежу?

внешние диоды позволяют отвести бОльшую мощность, чем диоды по входу в кристалле, ну и ток не будет течь по шине питания кристалла.
Непонятно, в чем профит дополнительной микросхемы для схемы, которая должна определять только xx-кз-норма-не норма

[adnega]

Непонятно, в чем профит дополнительной микросхемы для схемы, которая должна определять только xx-кз-норма-не норма

Микросхема - это лишь один из вариантов решения на основе источника тока.
Можно отказаться от источника тока и поиграться другими решениями, но в процессе определения состояний "обрыв/кз/норма"
можно поиметь полную невозможность такого определения. При наличии неопределенной помехи на 150 метрах предложить
что-то универсальное, рабочее и простое очень сложно. И приведенная схема с источником тока будет скорее всего оптимальной.
Если чем-то жертвовать, то, конечно, можно все упростить.

Профит схемы, что на входе АЦП будет значение, которое зависит только от резистора в датчике.
Ни длина проводов, ни помехи, разумной энергии влияния не оказывают.

Упрощение схемы может добавить (на 150 метрах) новую фичу - прием радиостанции "Маяк", а ТС этого не указывал в требованиях.

[sigmaN]

А разве LM334 подключается не аналогично LM317?

Кажется вся разница в том, что c lm317 весь ток течет через резистор, а в lm334 - нет. Но из-за температурных эффектов думаю да, 334 тут не нужен и только увеличит кол-во деталей....Предложение снимается )

[adnega]

Кажется вся разница в том

Я понял так: LM317 не зависит от температуры (условно), а LM334 очень сильно, но очень прогнозируемо зависит от температуры,
что позволяет все скомпенсировать в ноль за счет внешних деталей.

[ndmitrii]

Собрал схему на LM317 всё великолепно фурычит, помех на МК почти ни каких не наблюдаю даже при 200 метрах.
Сильно тревожит преобразователь на mc33063 я при помощи его из 5 вольт сделал 12, очень бы хотелось избавится от этого промежуточного звена, но пока не знаю как....
А в остальном, представленным тех. решением, остался более чем доволен!!!!
Огромное спасибо всем кто помог мне с решением моей проблемы !!!

[Alexashka]

Сильно тревожит преобразователь на mc33063 я при помощи его из 5 вольт сделал 12, очень бы хотелось избавится от этого промежуточного звена

Удвоитель на каком-нибудь ADM660 (можно и утроитель сделать). Или прямо на ножку контроллера выводить меандр, а дальше диодный умножитель, только много тока с такого источника нельзя будет снять.
А можно сделать источник тока и с 5-вольтовым источником (на LDO), помехоустойчивость снизится, но принцип останется тот же.

[adnega]

А можно сделать источник тока и с 5-вольтовым источником (на LDO)

Хотелось бы увидеть схему. А то на LM317 Uref=1.25B, Udrop > 1B, в сумме падает не менее 2В.

[Alexashka]

Или так:

Или так:

Хотя тут падение 1.2В мин.

Можно на транзисторах: падение 0,7В

[adnega]

mic5158 впечатляет, но ток собственного потребления 10 мА!
Похоже, решения в виде двухполюсника с низким падением нет.
Хотя для решения исходной задачи ТС ваши варианты подходят и хороши.

[Alexashka]

mic5158 впечатляет, но ток собственного потребления 10 мА!
Похоже, решения в виде двухполюсника с низким падением нет.

По правде сказать это из пушки по воробьям

С двухполюсником туго, да.
Можно чтонибудь придумать на ОУ и транзисторах(чтото типа схемы ограничения тока в БП), но интегрального с ходу ничего больше не нашел. Мне казалось гдето видел схему, но везде падение 1,27В и более

Еще LDO до кучи - токовое зеркало. Не знаю как будет работать в реале, но в модели очень не дурно: в диапазоне -30...+50*С ток меняется на 240мкА, падение напряжения всего 0,3В! Естественно использовать сдвоенные транзисторы (чтото типа BC857BDW)...

Эскизы прикрепленных изображений