Помехоустойчивость контроллера с MSP430 Опции

[igorle]

Электронику учил, но практически никогда ничего не проектрировал.
Узнал о существовании MSP430 недавно и загорелось сделать что-то для дома.
Смакетировал небольшое устройство - подключил терморезистор, 7сегментный индикатор и реле.
Питание беру 12 вольт (для реле) и преобразую его в 3.3 используя LM317.
На питании поставил электролитический конденсатор 1000 микрофарад и керамический 0.47.

Реле управляется транзистором и шунтироется диодом чтобы не было помех при отключении.

Все было отлично, но обнаружил что при отключении нагрузки (маломощный двигатель переменного тока) помеха приводит к перезагрузке контроллера.
По большому счету если просто включать/выключать рядом с контроллером двигатель или экономичную лампу - можно получить перезагрузку.

Понятно что это проблема в моей конструкции. Питание развел толстым проводом. Конденсаторы поставил рядом с контроллером. Но что-то банальное я упускаю.
Я подозреваю что это "детская болезнь" начинающих. Но на форуме на этот счет ничего не нашел пока.

Кто-то может что-то посоветовать или указать тему где эта проблема обсуждалась?

[igorle]

Вот в этом и проблема — первый вообще не нужен, а последнего на фото не видно вообще, тогда как он по всем бумагам должен находиться в непосредственной близости к ногам питания МК, а с учётом того, что у выбранного корпуса эти ноги и так самые длинные, то непосредственно припаян к ним.

Керамический конденсатор припаян между ног. Можно увидеть на фото "вид снизу"
Я не знал как работает вставка картинок на этом форуме, поэтому сделал маленькое фото. Следующий раз учту - буду выкладывать с большим разрешением.

2. Почему не имеет смысла устанавливать конденсатор большой емкости на выходе линейного стабилизатора?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно задать другой -- для чего мы вообще устанавливаем его туда. Конденсатор на выходе стабилизатора нужен не столько для подавления оставшихся пульсаций на выходе стабилизатора, сколько для других целей.

Конденсатор стоит для сглаживания пульсаций (помех). Тип конденсатора определяет частотный диапазон. Если у меня два электролита - один 10 мкФ, второй 1000 мкФ. На низких частотах ведь 1000 будет сглаживать лучше, чем 10?

Я полагал что нет такой помехи, которую бы 10 мкФ отфильтрует лучше чем 1000 мкФ (при условии что оба конденсатора одинакового типа) Я прав?
Аналогично про керамику - я полагал что нет такой помехи которую 10 нФ отфильтрует лучше чем 0.1 мкФ, если оба конденсатора керамические.

НЕУЖЕЛИ Я БЫЛ НЕ ПРАВ В ЭТОМ???? В массе статей говорится в каком диапазоне работют конденсаторы каждого типа. Но я нигде не встречал упоминаний о зависимости рабочего диапазона от емкости. Поэтому я считал что теоретически идеальным решением будет 1 Фарада электрот + 1 Фарада керамика (я говорю о стабилизации напряжения, опуская переходный процесс при включениии...)

Вот полезная статья

http://eewiki.ru/wiki/Помехоустойчивые_устройства

И еще совет - если автор не планирует детально заниматься электроникой, не стоит лезть в эти дебри.
А если планирует - то успехов

Отличная статья. Спасибо.

По поводу моих планов. Я двадцать с лишним лет не занимался электроникой. Да и тогда не долго и не серьезно. Несколько месяцев назад друг показал мне MSP430 и другие подобные контроллеры. Я поражен тем что вижу. Сегодня есть микросхемы, которые заменяют огромные блоки электронники, что мы ваяли тогда.
Я могу в одиночку спроектировать печатку и за десять долларов сделать десять образцов.... Тогда для этого нужен был штат специалистов и доступ к производству.
Я просто наслаждаюсь этими возможностями и пытаюсь автоматизировать все что вижу у себя дома Неплохое хобби?
Пока я для удовольствия сделал LED экран (из четырех матриц 5х7) с бегущей строкой, и теперь вот упражняюсь с насосом и горячей водой.

[zhevak]

Я полагал что нет такой помехи, которую бы 10 мкФ отфильтрует лучше чем 1000 мкФ (при условии что оба конденсатора одинакового типа) Я прав?

Увы. Помеха помехе -- рознь. Да и конденсаторы не возможно сделать абсолютно одинаковые по всем параметрам, но разные емкости.

Аналогично про керамику - я полагал что нет такой помехи которую 10 нФ отфильтрует лучше чем 0.1 мкФ, если оба конденсатора керамические.

В цепях питания особо быстрых процессоров эти конденсаторы даже специально устанавливают -- и тот, и другой. Потому что один эффективен в одном частотном диапазоне, другом -- в другом. Для MSP430 можно обойтись только конденсаторами по 0.1 мкФ.

В массе статей говорится в каком диапазоне работют конденсаторы каждого типа. Но я нигде не встречал упоминаний о зависимости рабочего диапазона от емкости. Поэтому я считал что теоретически идеальным решением будет 1 Фарада электрот + 1 Фарада керамика (я говорю о стабилизации напряжения, опуская переходный процесс при включениии...)

Вы сказали ключевое слово -- "теоретически" и тем самым ответили на свой вопрос. Физические конденсаторы не так идеальны, как "теоретические".

По поводу моих планов. Я двадцать с лишним лет не занимался электроникой. Да и тогда не долго и не серьезно. Несколько месяцев назад друг показал мне MSP430 и другие подобные контроллеры. Я поражен тем что вижу. Сегодня есть микросхемы, которые заменяют огромные блоки электронники, что мы ваяли тогда.
Я могу в одиночку спроектировать печатку и за десять долларов сделать десять образцов.... Тогда для этого нужен был штат специалистов и доступ к производству.
Я просто наслаждаюсь этими возможностями и пытаюсь автоматизировать все что вижу у себя дома Неплохое хобби?
Пока я для удовольствия сделал LED экран (из четырех матриц 5х7) с бегущей строкой, и теперь вот упражняюсь с насосом и горячей водой.

И это очень замечательно! По-больше бы таких одержимых какой-то идеей людей!

Хочу еще прояснить вот какой момент. 20 лет назад, когда радиолюбители увлекались не микроконтроллерами, а усилителями и когда стабилизаторы приходилось собирать из транзисторов, а не покупать в виде микросхемы был актуален вопрос подавления пульсаций питающего напрядения. Вспомните, как мы боролись со 100-герцовкой в усилителях мощности? -- Радикальный способ: натолкать в УМ побольше электролитов. И оно работало.

Но мир изменился. Мир стал не аналоговым, а цифровым. Теперь незначительные низкочастотные пульсации питающего напряжения в цепях микроконтроллеров никого не смущают. Даже если они туда по какой-то причине прорвутся, цифровая техника будет продолжать работать. Это не усилители, где фон в динамиках считался чем-то сродни браку.

Основная проблема цифровых схем -- это очень короткие и очень мощные броски потребляемого тока при переключениях. Относительно низкочастотные стабилизаторы (типа 7805, которые способны работать до частот в сотню кГц) не успевают за бросками потребляемого тока микроконтроллеров (которые работают на единицах-десятках МГц). Поэтому, удобнее краткосрочные броски потребляемого тока обеспечивать за счет конденсаторов, в том числе и керамических.

Интегральные стабилизаторы (78хх, 1117, 29хх и другие) прекрасно справляются в подавлением пульсаций, которые приходят к ним на вход (с диодного моста), поэтому на выходе этих стабилизаторов мы практически никогда не увидим 100-герцовки. Даже если вообще не установим на выходе конденсаторов. Другое дело, что какая-то минимальная емкость (в районе 10 мкФ) нужна для запуска самого стабилизатора. Увеличение емкости на выходе стабилизатора не приведет к уменьшению "прорвавшихся" через стабилизатор пульсаций, но затянет фронт нарастания питающего напряжения. Об этом я уже говорил в самом начале темы.

Таким образом получается, что роль электролитического конденсатора, установленного на выходе стабилизатора, оказалась несколько другой, нежли в усилителях.

Емкости 10-100 мкФ на выходе стабилизатора более чем достаточно. Но, как уже не однажды отмечалось, для полного подавления ВЧ-бросков тока требуются керамические конденсаторы.