Помехи atmega+vusb+реле(220В), Пропадает v-USB устройство при коммутации нагрузки Опции

[moscow]

Собственно, простая схема, взятая с сайта проекта v-usb с питанием проца (atmega8 в dip28) пятью вольтами, а уровни usb-линий занижены стабилитронами 3.6В. То есть не эта схема: http://www.obdev.at/Images/vusb/circuit-zoomed.gif , а вот эта, к примеру: http://hobbyelektronik.org/w/index.php?title=USBLotIO - два стабилитрона на землю, два резюка к ногам проца и 1к5 подтяжки к питанию на D-. Дальше на три GPIO подключена сборка ULN2003, от неё реле.

Пробовал и 5В реле с питанием от USB (одно реле), и 12В реле с внешним питанием (три реле) - эффект один. Можно как угодно долго щёлкать с компа реле, если оно ничего не коммутирует. Стоит, хотя бы, коммутировать 12В включение ещё одного реле каскадно (точно не знаю ток, но достаточно небольшой), или коммутировать 220В переменку с достаточным током (лазерный принтер... хотя подозреваю, что и на 100Вт лампочке будет то же, судя по 12В), как через случайное количество переключений устройство "отваливается". В менеджере устройств оно присутствует и достаточно его выключить / включить (программно), как можно опять несколько раз переключать реле. Конечно же, помогает и выдернуть / вставить USB, но ....

Вот версия с тремя реле и питанием реле от отдельных 12В: http://photo.milantiev.com/?dir=1438
Вот версия с одним реле 5В с питанием от USB: http://photo.milantiev.com/?dir=1480 и сегодняшние попытки уйти от помех : http://photo.milantiev.com/?dir=1531

Пробовал уйти от сбоев так:

• несомненно, на питании usb стоит электролит. Пробовал ёмкости малые и большие, не меняется решительно ничего;
• параллельно электролиту влепил 0805 керамический кондёр 0.1мкФ;
• почти на ноги проца ещё 0.1мкФ;
• по пути к ULN добавил всё тот же чип-кондёр, того же номинала;
• добавил диод на входы реле (один уже есть в uln2003, но попробовал внешний;
• попробовал добавить ещё диод поближе к реле;
• вынес реле на длинный (~20 см управляющий провод);
• плату с процом обернул в бумагу, потом в фольгу, реле вынес за "экран". Вот это единственное, что чуть помогло, теперь реле вешается не через пару переключений, а может выдержать аж с десяток (что тоже не годится).

Выглядит логичным попробовать перейти на at90usb162, который уже напаян на макетку: http://photo.milantiev.com/?dir=1439 , надеясь на большую помехозащищённость аппаратной версии реализации протокола. Но ещё не разбирался с LUFA, пока лишь воткнул в систему атмеловский драйвер и попробовал запустить FLIP.

Не суть. Есть готовое (и рабочее, если б не ....) решение на v-usb. Разобрался, как с ним работать, скорость обмена устраивает (устройство эмулирует HID, забыл сказать... вдруг это важно, общение с компом из-под винды через libusb).

Все исходники можно глянуть здесь: http://oleg.milantiev.com/material/?id=693

КАК победить эти [....бип-бип....] глюки?

[moscow]

Спасибо за подробные ответы. Статью по ссылке обязательно изучу.
Насчёт 4х слойных плат - неужто возьмутся делать единичный экземпляр за подъемные деньги в разумные сроки (Москва)?

Про опторазвязку сам подумал, не успел вчера опробовать... Поставить её между процом и ключами? Но поможет ли она от помех по земле?

Подскажите плиз, как грамотно отделить грязную от чистой земли, как их грамотно соединить. Если этот вопрос освещён по ссылке, то не нужно, сам прочту.
То есть, веду я ножку проца на вход оптопары, вторым концом на общую землю USB. Выход на, получается то же питание USB, реле и ту же землю Чем поможет оптопара?

Про стабилитроны... а как же по схеме1 v-usb при переводе питания проца на 3.3 стабилитронами или 1117 3.3 "кренкой"? Тогда стабилитроны на D-, D+ не ставят. Я как раз думал для соблюдения стандартна USB 3.3В по линиям данных они стоят. Впрочем, не суть. Есть ещё мысль перевести питание проца на 3.3, но не думаю, что это улучшит ситуацию, не вижу на то предпосылок.

Всё описано по ссылке, читаю.
Ещё раз огромное спасибо.

[=AK=]

Чем поможет оптопара?

Оптопара позволяет разделить земли. При этом оптопара имеет малую проходную емкость (типично 0.5 пФ), поэтому через проходную емкость оптопары наносекундная помеха почти не проходит из одной земли в другую.

Про стабилитроны... а как же по схеме1 v-usb при переводе питания проца на 3.3 стабилитронами или 1117 3.3 "кренкой"? Тогда стабилитроны на D-, D+ не ставят. Я как раз думал для соблюдения стандартна USB 3.3В по линиям данных они стоят.

Вы совсем невнятное что-то говорите, не имеющее отношения к действительности. Что-то вроде картины Гойи "сон разума рождает чудовищ"

В той схеме, на которую вы ссылаетесь, стабилитроны 3.6В стоят на линиях данных USB. В рабочем режиме сигнал на этих линиях никогда не может вызвать открывание данных стабилитронов. Прочитайте спецификацию USB. Эти стабилитроны являются "защитой от пробоя", в рабочем режиме они не работают.

[Corvus]

В той схеме, на которую вы ссылаетесь, стабилитроны 3.6В стоят на линиях данных USB. В рабочем режиме сигнал на этих линиях никогда не может вызвать открывание данных стабилитронов. Прочитайте спецификацию USB. Эти стабилитроны являются "защитой от пробоя", в рабочем режиме они не работают.

Судя по всему, тут возникла какая-то путаница. Если я правильно понял, то у топикстартера МК запитан от 5 В, а не от 3,3, так при 3,3В МК не сможет работать на нобходимой частоте (а в первом сообщение приведена совсем другая схема, где МК питается от 3,6В, за счёт падения на диодах). Соответственно, для выходных пинов МК уровень лог. единицы 5 В. Поэтому там и стоят стабилитроны на 3,3.

А Гойя хорош, да

[Dog Pawlowa]

Только факты:
1) Делали систему с управлением 5 кВт мощности через USB на банальных FTDI с оптоизоляцией по RX и TX. Проблем не было.
2) Убил материнку после падения земли осциллографа на мощное питание 40 В при подключенном отладчике.

Вывод: все цепи, подключенные к USB, должны быть локализованы и оптоизолированы.

[moscow]

Только факты:
1) Делали систему с управлением 5 кВт мощности через USB на банальных FTDI с оптоизоляцией по RX и TX. Проблем не было.
2) Убил материнку после падения земли осциллографа на мощное питание 40 В при подключенном отладчике.

Вывод: все цепи, подключенные к USB, должны быть локализованы и оптоизолированы.

Как раз с "банальными" FT232RL мне кажется, глюков будет в разы меньше. Но это мои несмышлённые размышления , основанные на том, что мне просто _кажется_, что железная реализация протокола работает правильней и надёжней. Поэтому, в перспективе хочу в своих разработках уйти от v-usb в пользу at90usb, cy7c68013a, но в данный момент было интересно заставить работать именно эту готовую плату.

В данном случае не решающий. На вашей макетке, насколько я вижу, крайне неудачно разведена земля. Поэтому ожидать самопроизвольного решения проблемы при замене МК не стоит.

Ага, однажды сказанное теперь для меня стало очевидным.
Кстати, если всё же не переделывать с нуля, как можно оптимизировать разводку земли на этой плате, к примеру?
http://photo.milantiev.com/big.php?file=1438-2&max=3 (она же сверху: http://photo.milantiev.com/?dir=1438 ). Вы же говорите про эту плату?
Земля - это средний контакт трёхпинового верхнего-левого разъёма. Соединена с USB разъёмом, оттуда на проц, оттуда на ULN.

Я верно понимаю, что у ULN земля должна быть отделена от земли проца и соединена небольшой перемычкой? Или же резистором?

Мне это нужно больше для понимания проектирования будущих устройств, нежели для переделки этого.

... Стоит ли поставить доп. шунтирующее сопротивление между выходом МК и входом ULN?

Сообщение отредактировал moscow - Jun 9 2011, 10:39