Моя проблема ЭМС, Вопрос к гуру! Опции

[Firer]

Приветствую специалистов!
Столкнулся первый раз, прошу подсказок.
Опыт проектирования электронных плат управления более 5 лет, но столкнулся с проблемой ЭМС серьезно только сейчас:
Электрошкаф. Металлический корпус ширина 2м, высота 2м глубина около 80см.
В разных частях корпуса стоят:
- насос 220в (мощность менее 1кВт)
- датчики концевики разные
- пара разъемов Dallas iButton
- с десяток ЭМ клапанов =24в
- пара датчиков давления 5..20мА
Электрика 220в устанавливается в отдельном металл. ящике внутри изделия. К ней подводится 220в. Внутри УЗО, автоматы.
В другом ящике металл.(самое интересное) устанавливается:
- бесперебойник обычный бытовой около 500Вт
- блоки питания импульсные 24в, 12в (каждый 200Вт) - наподобие Meanwell
- плата процессорная (спроектирована мною) ядро STM32F217.

В отдельном ящике к которому идет кабель около 2м установлены:
- Дисплей OLED алфавитно-цифровой 4 строки 20 символов
- клавиатура матрица 4*4

На реальном оборудовании в течение суток все зависает по неизвесным причинам в случайное время на разных точках. (если без ватчдога в прошивке - или перезагружается если с ватчдогом).
Хочу докопаться до истины.
Доп.инфо:

плата процессорная - питание на процессор формируется так:
сначала Buck LM2673 до 5в. Затем линейный стабилизатор до 3.3в.

плата разведена с землями и сверху и снизу. Но трассы земель с одного разъема внешних устройств на другой могут проходить через землю процессора, т.е. две земли не отделены четко.

1. Соединение общего провода (- блоков питания) с шасси корпуса сделал в блоке рядом с блоком питания. Несколько уменьшило частоту зависания.
2. Дисплей и клавиатуру вешал на короткие кабели прямо рядом с платой. Проблема зависаний не исчезла. Это как понимаю наиболее проблемные линии так как напрямую от процессора наружу идут.

Куда копать еще?

[Firer]

Ой ребята, день ото дня не легче
Про тетю с холодильником да увы проходил.
Да, электрику разводку кабелей правда делал другой человек
Завтра часть схем постараюсь выложить.
Не хотел грузить информацией, т.к. схема то не простая.
Диоды на ЭМ клапаны введены по моему требованию FR107.
Ощущение что действительно причин помех несколько и они накладываются.
Кондеры нигде вроде не висят.
(в другом проекте я ставил на моторчики DC24V щеточные конденсаторы 0.1мкф без резисторов - ужасно, да?)

Итак, что я усвоил:
1. в каждом ящике делаю землю грязную (это сам ящик) + землю чистую (внутреннюю).
Их внутри ящиков не соединяю.
2. Землю грязную веду толстым проводом к ящику с процессорной платой.
Землю чистую веду толстым проводом к ящику с процессорной платой (все сигналы чистой земли которые приходили на клеммы внутренних разъемов выдираю).
Соединяю их все в одной точке (в районе клемм "-" блоков питания - или в районе разъема ввода питания на плату?)
3. Нахрен разрезаю пучки проводки сделанные другим "профессионалом", делю их на группы проводов по назначению. И в идеале оплетаю экраном каждый уходящий пучок на свой узел. Экран соединяю только в одной точке - где блок с процессорной платой, к грязной земле.

Вопросы:
1. На корпусе аппарата стоят два разъема iButton. У них конструктивная особенность - корпус разъема это есть "-" его, т.е. гальванически связан. Когда к этому разъему шло два провода - сигнальный (центральный) и общий (на плату заводился) - частота зависаний была выше. Как я понимаю, часть "земляных" токов всех устройств (того же насоса) из-за этого могла идти через плату. Я откусил у разъема от него общий провод. Т.е. общий сигнал к разъему стал идти через корпус аппарата и грязную землю. Как сделать правильно? Разъем на пластинку из изолятора, и его общий контакт вести на грязную землю? Как-то дико.
2. То же что и 1 - с антенной GSM модуля. Т.к. разъем SMA его внешняя часть она гальванически контактирует с пластиной куда привинчивается. Тоже его на изолятор ставить? Чтобы грязные токи не шли по оплетке коакс.кабеля между местом где антенна привинчена и местом где второй разъем SMA стоит вводит сигнал в плату?
3. Какие барьеры ставить на 2-направленные выходы типа iButton или ЖКИ? Просто резисторами не обойтись. TVS? Какие ходовые малогабаритные кто предложит? Не могу найти какие купить.
4. Если вышеперечисленное не поможет - то делать платки-переходнички на разъемы с платой на которые вводить защиту от помех (резисторы проходные и т.п.).

[=AK=]

(в другом проекте я ставил на моторчики DC24V щеточные конденсаторы 0.1мкф без резисторов - ужасно, да?)

Мотор - это не контакт, там есть индуктивность, а посему на мотор ставить кондер без резисторов можно.

Итак, что я усвоил:
1. в каждом ящике делаю землю грязную (это сам ящик) + землю чистую (внутреннюю).
Их внутри ящиков не соединяю.

Нет, почему же, соединяйте их вместе, но только один раз. Избегайте множественных соединений, a то весь смысл разделения земель потеряется.

2. Землю грязную веду толстым проводом к ящику с процессорной платой.
Землю чистую веду толстым проводом к ящику с процессорной платой (все сигналы чистой земли которые приходили на клеммы внутренних разъемов выдираю).
Соединяю их все в одной точке (в районе клемм "-" блоков питания - или в районе разъема ввода питания на плату?)

Сделать единое разделение земель для всей системы, состоящей из многих ящиков, это, конечно, круто, но вряд ли практично. На мой взгляд разумно было бы такое разделение делать для каждого ящика по отдельности. Т.е. старужи ящик выглядит как имеющий одну землю, а внутри ящика она разделена.

И в идеале оплетаю экраном каждый уходящий пучок на свой узел. Экран соединяю только в одной точке - где блок с процессорной платой, к грязной земле.

Экран присоединяется к тому ящику, куда пришел кабель.

Грязная земля процессорной платы вполне может оказаться чистой землей шкафа, и т.д. То есть, понятия чистой и грязной земли не абсолютны, а относительны. Кроме того, самая грязная земля во всей вашей системе - это не у процессора, а там, где приходит сетевое питание, стоят контакторы и пр. Да и сама грязная земля, она грязна по-разному в каждом месте; в той точке, где она соединяется с чистой - она тоже вполне чистая.

Вопросы:
1. На корпусе аппарата стоят два разъема iButton. У них конструктивная особенность - корпус разъема это есть "-" его, т.е. гальванически связан. Когда к этому разъему шло два провода - сигнальный (центральный) и общий (на плату заводился) - частота зависаний была выше. Как я понимаю, часть "земляных" токов всех устройств (того же насоса) из-за этого могла идти через плату. Я откусил у разъема от него общий провод. Т.е. общий сигнал к разъему стал идти через корпус аппарата и грязную землю. Как сделать правильно? Разъем на пластинку из изолятора, и его общий контакт вести на грязную землю? Как-то дико.

Не знаю, зачем вы такие разъемы выбрали. Используйте изолированные. Например, есть польская фирма Demiurg, специализирующаяся на изготовлении разъемов для iButton, у них возьмите, отличные разъемы делают, в т.ч. изолированные от корпуса.

Землю от разъема iButton разумнее протянуть к точке соединения чистой и грязной земель процессорного ящика. От этого разъема электростатические разряды будут идти на землю, поэтому она таки грязная. Однако никакой другой грязи от него более не предвидится, разве что наводки от других кабелей.

2. То же что и 1 - с антенной GSM модуля. Т.к. разъем SMA его внешняя часть она гальванически контактирует с пластиной куда привинчивается. Тоже его на изолятор ставить? Чтобы грязные токи не шли по оплетке коакс.кабеля между местом где антенна привинчена и местом где второй разъем SMA стоит вводит сигнал в плату?

Ага.

3. Какие барьеры ставить на 2-направленные выходы типа iButton или ЖКИ? Просто резисторами не обойтись. TVS?

Про ЖКИ ничего не могу сказать, а в сигнальную цепь iButton надо, конечно, врезать резистор примерно 100 Ом. Ну и от статики защитить, это святое.

Какие ходовые малогабаритные кто предложит? Не могу найти какие купить.

Смотрите защиту для USB, их сейчас очень много, маленьких и дешевых.