Как можно защитить свое устройство от паразитных влияний, не особо усложняя конструкцию?
И вообще годятся ли эти контроллеры к такой эксплуотации? Я работал в АСУ ТП, мы там из за надежности использовали пики в производстве

Сперва советую определится с основным деструктивным фактором, затем со всеми остальными в порядке убывания влияния. Электромагнитных помех в машине достаточно много, но не настолько, чтобы они нарушали работу даже китайских плейеров/телефонов и прочей исключительно бытовой техники, которая в силу своей портативности иногда используется в автомобиле. Так что если ваше устройство не будет находится в непосредственной близости от системы зажигания, то думаю, особых сложностей с электромагнитными помехами не возникнет. А вот от перенапряжений стоит придумать что-нибудь, вроде защитных диодов + самовосстанавливающиеся предохранители, без этого ваше устройство может долго не протянуть. Хотя если вы работали в АСУ ТП, и без меня знаете о том, как защищаются входы и питание устройств. Третий фактор - воздействие высоких температур, здесь Atmel специально выпускает серию контроллеров AVR для автотехники с повышенной верхней предельной границей, можете их использовать (правда, с приобретением в России несколько сложновато). Не знаю про надежность PIC-контроллеров, но чисто субъективно могу предположить, что любое устройство с Flash-памятью более уязвимо к внешним воздействиям, чем однократно программируемое или масочное.

Дело в том, что на производстве вредоносных факторов очень много, а следить там приходится за очень важными, ответственными параметрами, от этого можно сказать зависить травматизм на производстве.

В связи с этим, оборудование разрабатываемое там, оснащается всеми мыслемыми и немыслемыми защитами. Но так как я с транспортом не особо дружу, то и не знаю, что можно от него ожидать.

Хотелось бы исключить сброс и зависание своего оборудования в течении длительного срка эксплуотации.

Используйте все элементы с температурными допусками -40...+85.
Посмотрите тему "Правила проектирования надежных плат", там найдете много интересного.

Вы меня конечно извините, но уже тошно читать темы с текстами класса "надежно, не надежно, а мы пики применяли"...

За сумму порядка $1000 можно легко провести испытания на ЭМС. И, соответственно, быть спокойным - устройство, которое не падало на испытаниях, не будет падать от помех и в повседневной жизни.

Только есть одно "но". Можно эти испытания проходить абы пройти - после таких испытаний рождаются рекомендации "а я конденсатор подключил и все ушло". Вот так - не годится. И если есть хоть малейшее подозрение, что прибор, скажем, почти издох (ну скажем, при испытаниях на наносекундные помехи видно, что вот-вот повесится, например), то имеет смысл жарить его еще и еще, пока не свалится. Потом устранять.

Конечно, лучше всего тут поможет опыт разработки таких приборов.

Ну а почему не хотите и сейчас ПИКи использовать? А по защите от помех есть общие полезные рекомендации:
http://www.caxapa.ru/lib/emc_immunity.html

В "бортовых компутерах" на ВАЗовые десятки стоят м32. Никаких особых защитных наворотов я на плате не видел. Работают-же. "Годами".
Делов-то: где нужно, резисторов-конденсатороов...

Работаю с AVR-ками в автомобильной тематике. В мире катается более 40 тыс моих изделий. Работают годами без обслуживания и выключения питания.
В начале (на старых AVR-ках АТ90S-серии) некоторые проблемы были в силу чего пришлось научиться правильно разводить плату и не ставить лишних электролитов. С новыми AVR-ками проблем на несколько порядков меньше.

В данном применении (и во многих других) пики или авр или еще чего - вопрос личных пристрастий. Объективно только качесво конструкции в целом. Хорошо этот вопрос освещен в нетленке от AZ на сахаре в факе.

AVR имеет бОльшую производительность чем PIC, к тому же меня устраивает соотношение цена/качества

Я тоже имею некоторое отношение к АСУ ТП, и при этом используются
очень много разных контроллеров:
PIC, AVR, MSP430, SAM7, LPCxx, промышленные x86,
рассматриваются варианты использования Renesas SuperH и AVR32 как замена промышленным x86,
и что удивительно, каждому из этих контроллеров находится свое место...

ИМХО, в 99% случаев нету вопроса в надежности, есть вопрос в том как Вы развели плату,
ну и какой софт Вы написали...

Причем софту я бы отдал > половины... из этих 99%

Тоже верно)

Софт, это душа любой железки!

Сделал охранку для своего авто на Atmege8L - 8PU, внешний кварц
1МГц, после первых заморозков "съехала" частота вдвое (сужу по
скорости проигрывания сигнала "Alarm". С чего - бы?

Конденсат.

Самое слабое место для контроллера по ЭМИ - кварцевый генератор. Если есть возможность работать на внутреннем генераторе, то у вас будут предпосылки спать спокойно. Если же нет, то цепи кварцевого генератора необходимо делать как можно короче и корпус кварца землить. Имеет смысл использовать чип генератор.
Вот еще писча для раздумий. Микрочипсы, в частности ПИК18 имеют ПЛЛ, вследствии чего тактирование ядра имеет развязку от кварцевого генератора, что значительно повышает помехоустойчивость. И по производительности 18-е весьма условно проигрывают АВРам.

По арифметической - безусловно.

Очень хочу тему ПЛЛ вытащить на свет и рассмотреть под микроскопом.
С какой стати ПЛЛ повышает помехоустойчивость? Внутри ПЛЛ выход ошибки фазового детектора - место слабое, если сравнивать с кварцем, работающем на первой гармонике.
Далее - читаю доку на PIC18F2331. Вижу параметр F13 "CLKO stability jitter" = +/-2%. Это кошмар для тех, кто юзает PWM.

Еще пример (уже где-то говорил) - DSP56F801 от Freescale. Чем вызваны настоятельные рекомендации по применению оного на 4-х слойной плате? ИМХО, не только тем, что у него ядро 3,3V, но и ПЛЛ.


В общем, лично я ПЛЛ боюсь. Пожалуйста, не молчите. Тема актуальная.

Насчет кварца...
И, собственно, что мешает кварц тот же окукливать в парафин для поглощения вибраций, и покрывать платы в критических местах (кондюки на пинах OSC1,2) не только полиуретановой пленкой, но и цапоном? В конце концов, использовать низкопрофильный HC49 вместо обычного. И зачем его землить, если нет уверенности, что он не отъедет из-за перегрева корпуса при пайке?

По наблюдениям, падение ядра из-за ЭМИ происходит в основном из-за наводок на дорожки, на которых висит кварц. ИМХО: Несанкционированный импульс на входе генератора приводит к сбою при выполнении команды и... полетели. Проц с внутренним РЦ генератором надо очень постараться опрокинуть. Порты выпаливаются, а ядро не виснет.
ПЛЛ - система фазовой автоподстройки - работает на внутреннем генераторе, поделенная частота которого сравнивается с опорной. Фазовый детектор, интегратор, все такое. Если происходит сбой на лапках кварцевого генератора, то интегратор сгладит этот сбой и ядро не упадет. ПВМ - может быть и будет флуктуировать, но в данном случае идет речь о устойчивости ядра.
DSP56F801 от Freescale не знаю, может у него какие то части генератора наружу торчат, типа как у АТ919200, тогда это требование обосновано. И напряжение питания ядра у него, может меньше 3.3В?

Откель сей оптимизм? Жизнь всегда богаче любых придуманных тестов. Не далее как неделю назад узнал (через год с момента начала производства) устройство дохнет при плохом контакте в розетке - эти современные блоки питания с широким диапазоном начинают работать с 30 Вольт, но, естественно, ненормально. Никакими тестами такой режим не проверяется.

А сравнение семейств контроллеров в условиях помех действительно достало.

Иными словами на выход генератора пролазит иголка.
Остается вопрос: каким образом при некотором запасе АВРов по частоте (запускали ведь 16Мгц кристаллы от 20 Мгц) и правильном выборе кондюков эта иголка вообще возможна?



Точно! "Core voltage = 2.5V plus or minus 10 percent."



А вдруг среди тонн болтовни найдется золотой самородок?

Кондюки эти по 15 пик для помехи - фу. На столе ничего не буит, но стоит девайсу попасть в рабочие условия... Катушка реле или пускателя при разъединении выплевывает импульс немеряный может в несколько киловольт, если катушки пускателей периодически прошибает, если ее не затерминировать, чего обычно и не делают и излучает ЭМИ импульс, который благополучно наводится на дорожку, присоединенную к лапке ХТАЛ1 И все.

Есть свод копеешных правил, соблюдение которых позволит ЛЮБОМУ МК выдерживать любые разумные уровни помех. Те-же самые АВР в наших устройствах проходят все испытания и получают тип с занесением в госреестр. Чего и вам таво...

В рекомендации от Maxim/Dallas наглядно указано как правильно нужно трассировать выводы (в частности для RTC), идущие к кварцу и нагрузочным конденсаторам.
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/617
Точка соединения нагрузочных конденсаторов для кварца ни в коем случае не должна соединяться с "грязной" или сильноточной землей! и вообще идти к МК отдельным проводником.

Если выполнены те самые копеечные правила точно такой-же импульс будет как на лапке ХТАЛ1, так и на лапке GND, так и на лапке Vcc. И в результате МК его просто не заметит бо разница которую он увидит будет стремиться к 0 .


Ню это Максим загнул - по его рекомендациям можно так весело вляпаться, что мало не покажется. С обводкой лапок землей - согласен, с отдельной дорожкой от корпуса кварца к ножке земли - в принципе не помешает, но цеплять блокировочный конденсатор на землю через переходное отверстие (???!!!) когда можно пустить под корпусом чаще всего приглашение к очередным граблям..

Дык у меня, как-раз, такого безобразия и не бывает. На одном объекте картина была такая: работает себе коллекторный двигатель 40кВт с немножко расстроенным тиристорным управлением. Итог - 200В коммутационные помехи по всем трем фазам. Глючит все, а моих два привода и управлялка - нормально



Вот фрагмент. Смотрим на слой BOTTOM сквозь плату. Односторонка. ATMega8/48...
Первая нога - слева вверху. Кондюки 0805 по 20пик для 16Мгц. По питанию - 0805 100н и недалеко 100мкф обычный электролит.
А Вы не так делаете? Тогда мы идем к Вам...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Ой, забыл сказать, что на двусторонке часть, касающаяся кварца и питания - точно такая же. И пусть меня хоть ногами пинать будут - все равно так буду топологию строить. С DIP-40 то же самое. А ПЛЦЦ- там конечно по-другому.

Немного не так.;О) МК, обычно, "тупиковая ветвь" питания. А кварцевая земля - тупиковая ветвь заземления МК. Т.е., через МКшную землю чужие токи не ходят.

Богаче. Особенно, если помнить, что чтобы разбить чтото большое, нужно взять достаточно большой молоток. Но воздействия на испытаниях - это среднестатистичекие случаи в жизни. Так что нормальный здоровый оптимизм. И кроме всего - у вас будет БУМАЖКА

Дык там так и есть, дорожки дальше пошли на разъем питания. А ответвление - это на оптрон. 1мА картину не портят
Единственная неправильность - электролит в конце питания. Но если подвод Vcc будет с другой стороны, вааще идеально будет

Дык 1пФ@1ГГц=~160Ом. ;О) Вот и прикиньте, в случае чего, испортит вам карму стандртный испытательный наносекундный импульс в цепь оптрона, или нет.

А испортить он может только тогда, когда кондюки кварца будут в тупиковой ветви земли МК. Потому что дорожка к кондюкам, выходящая из ноги VSS, приходит уже с нездоровым изгибом. И, спрашивается, нафиг нам там индуктивность паразитная? Если я чегой-то не того, приведите, пожалуйста, свой кусочек топологии. Если не трудно, конечно.

Нельзя сказать, что это совсем образец, но боле-мене. Справа(ноги от Р21 до Ц14 ноги пошли на интерфейсную часть(АДМ485) через четвёрку 150ом. Слева источник питания. Вниз ушло АЦП(два шнурка мимо ИСП) с аналоговой частью(остальные, практицки статика). Земляные поля делит ИСП-разъём и шланга сброса. Две дыры в полигоне под корпусом - переходки на два кондея 0,01 снизу. Силой ногами не машем, тока перезаряд емкостей входов.
Сверху повер, снизу граунде. За неимением квареца стоит керамицкий резонатор 20М(три большие дыры сверху), бо кварец может разбиться. Эта штука таскается-совывается руками, но привязана к прибору...
Чо-то последнее время пользую или генераторы, или керамику.
ЗЫ стоило бы ещё земли АДМ и МК справа соединить тоже ом через 10-100. Но когда работаю с интерфейсом, на всё остальное можно забить, вот и забил.

А не спасибо ли Вам?
Не, спасибо, конечно.
Только мы сейчас пытаемся сравнить икс с игреком (читай с пальцем).
Может, все-таки, есть что-небудь с ДИП-28?

С ДИП лет семь как таво...;О) Разве что какие оптроны. А так всё, поезд ту-ту. ;О)

Ладно, сравнить не получилось.
Просьба ко всем читающим ветку поделиться проверенными вариантами топологии кварц-питание остается в силе.

Перенапряжения.
ИМХО, не может быть никаких причин, чтобы не защищать от перенапряжений вход питания (супрессором на 15Вольт) девайса. И выводить в кабель голую цифру без хотя бы транзисторной развязки.
И, наверное, если все пойдет, к примеру, на m48, то на m48 automotive и подавно.

Есть многое на свете, друг Горацио...
А вообще, на практике, в случае использования кварца применяем следующие, выработанные годами правила, которые позволяют устройствам нормально работать в боевых условиях и не слишком удорожают конструктив:
- Дорожки кварца должны быть как можно короче.
- емкости на кварце должны соответствовать дататшиту, т.е. для Меги на 16Мгц - 10-15 пик. Но не 20-30
- Дорожки к кварцу не следует слишком радикально обкладывать землей - это увеличивает емкость и напрягает лишний раз генератор.
- под корпусом МК желатален полигон, присоединеный к земле. При двухсторонке - два полигона - +5В и земля.
- Если конструктивно плата с МК крепится к металлической поверхности, следует проверить, чтобы она была привязана к земле МК по высокой частоте. Если это невожможно, ПП следует экранировать.
- Плата с МК должна иметь собственный стабилизатор питания.
- Ну и подсоединяемые провода, также необходимо следить, чтобы они не были антенной для помехи.

Дополнение РЕЗИСТОРОМ+супрессором на 15Вольт иначе это прямое приглашение к дырявым платам...

Могу к вышесказаному добавить необходимость использования супервизора
(был случай из-за ошибки в схеме супервизора в АВР портилось содержимое
ОЗУ и регистров от воздействия мобильного телефона). Не сильно нагружать
порты.
А вобще то все устройства сделаные по КМОП технологии очень чуствительные
к помехам.

ремонтировал домофоны на 89С51 - летели по страшному...

Резистор - который горит в случае чего? Или ток ограничивает?
Кстати - как себя ведет самовосстанавливающийся предохранитель(биметалл) в автоэлектронике? При вибрациях?



Да ну их, эти варианты. И вообще, откуда Вам известно, что именно была ошибка супервизора?
ЗЫ: И зачем вообще трогать кристаллы без BOD? ИМХО они существуют только для ремонта и сервиса.
И давайте не будем КМОП-ШМОП трогать, потому что это данность. Все равно, что сетовать на глобальное потепление.



А я такой старый, что CP/M видел. Ну и что?



Что за день сегодня такой - прет на вопросы...

- 30 пф согласен, много. А 20 - ставлю, и имел я в виду эти даташиты. Здесь - тоже голая эмпирика. В смысле, что именно так - работает надежно.

- Лично я ни под, ни над кварцем полигоны не веду. И корпус не землю. По причине, описанной ранее. Насчет напряга генератора: Вы имеете в виду без FULL SWING?

- Каким образом, кроме снижения входного и/или выходного сопротивления, и ферритовых колец?

Это вы, батенька, очень погорячились с таким заявлением. Если бы это был TTL, то вообще чихнуть было бы рядом нельзя

Для справки - помехоустойчивость у CMOS - максимальная (конечно, при одинаковом напряжении питания). Кстати, при 5В помехоустойчивость выше, чем при 3.3В (понятно, почему?).

Естественно ограничивает ток и поглащает энергию импульсов (роль баласта). Да и при перенапряжениях из супрессора не образуется маленький сварочный агрегат .
Аналогичное относится и к использованию варисторов. На это обугленное добро я порядочно насмотрелся у ремонтников...

Не знаю - использую монолитные...
Хотя если не для мотоциклов, то не хуже штатных релюшек - вибрации в автомобиле не очень велики...

[И вообще, откуда Вам известно, что именно была ошибка супервизора?]
Супервизор на рассыпухе был. При монтаже 2 резистора местами перепутали.
А на счет мобильного это в госстандарте при испытаниях ради интереса
решили посмотреть что будет с изделием .
[И зачем вообще трогать кристаллы без BOD?]
Както нам разработали устройство на ATtiny (с BOD), испитания прошли
как в сказке, а потом при серии началась суровая правда жизни (зависали) .
[Это вы, батенька, очень погорячились с таким заявлением.]
Согласен тут спорить не буду.

1. Намекаете на огромную мощность импульсов перенапряжений (>600Вт). Что, так бывает?
Конечно, еще бывает переполюсовка.
И еще видел, как красные ноги p6ke-18 плавили припой, потому что там было честных 24В
Но это - из другой оперы. Индустриальной.

2. Варисторы, имхо, туда ставить уже не надо. Позавчера уже прошло.

Намекаю, что перенапряжения в автомобиле бывают не только импульсные. Особенно у любителей заводиться от "прикуривателя". Там бывают вплоть до 40В...

И тем не менее они встречаются очень часто... И не последним фактором служит отсутствие жесткого порога ограничения и их двуполярность.

Интересно, а откуда возьмется 40 вольт? или хотя бы 20? Ведь когда заводятся "от прикуривателя," в качестве источника напряжения используют аккумулятор другого автомобиля, а там даже при запущенном двигателе больше 14 вольт вряд ли будет...

Хотя у меня приятель заводился от сварочного аппарата, вот там я понимаю, все может быть но это скорее исключение...

Вчера решил поиграться.
Плата - та самая, фрагмент которой см.выше.
Подвод питания - шнурок от БП компьютера. (Длину представляете).
Mega8, 14.7456МГц, 20пФ кондюки. BOD на 4.3 В
Плата гонит в комп изохронку на 115200 бод. Кривость пакетов была бы замечена в течение макс 500мкс.
Подношу мобильный телефон. Начинаю издеваться. Никаких последствий.

ВЫВОД: Все вопросы о помехоустойчивости МК перенаправляются в область правильной топологии платы.

И прошу прощения аудитории за кучу невольно порожденного словесного мусора

Считаю, нет смысла использовать двунаправленный прибор в цепи защиты по питанию. Эффективнее поставить однонаправленный TVS, чтобы "резать" импульсы отрицательной полярности как можно ближе к нулю.

На 16Мгц конечно без FULL SWING работа проца будет весьма неустойчива. Все эти данные проверены экспириментальным путем на следующем девайсе - Мега 8 с кварцем 14.ххМГц, котрая управляет мостом из полевых тр-ров, запитывающихся от источника питания 180В. На выходе моста Шимом синтезируется регулируемый синус. Один из выходов моста можно сказать, привязан к земле. Корпус - металл. Крепление платы - на стойках параллельно корпусу на сасстоянии примерно 5м. Когда плата устанавливается на крепление, и при масштабировании 50% Мега пытается повиснуть, поскольку ее земля быстро болтается отностельно близко расположенного куска металла. Без FULL SWING проц устойчиво висит. Вот на этом макете и были выработаны вышеописанные правила.
А выходы, чтобы не служили антенной для помехи - ферритовые кольца (импровизированный синфазный фильтр) - не везде их поставишь. Наиболее часто ставим чип-дроссели по входам. Помогают неплохо. Кроме повышения сопротивления по ВЧ, они еще хорошо работают как предохранитель, в случае чего.

Описанной Вами ситуации, когда "болтается земля" надо вообще бояться как огня. Для этого уже и оптоволокно может пригодиться. Но, как предельный случай для отработки сабжевых режимов - очень информативно, за что Вам большое спасибо.

Между прочим, не грех даже и стенд построить теперь.

Подкидываю идею - генерить помехи очень хорошо электрозажигалкой или шокером. Хорошо работает. Кое-кто пользовался такой вещью, чтобы обмануть игровые автоматы. которые стоят на улице. Поначалу программеры в них, видать не заложили фильтразию входа монетоприемника и шокер вызывал ложное срабатывание. Потом работать перестало - видать, сменили софт.


Не всегда получается. Опторазвязка зачастую значительно повышает стоимость, в основном за счет дополнительных источников питания. А этот "макет" - это на нынешнее время уже серийное устройство. нормально пашет. Для экспириментов достаточно экземпляр выдернуть из производства.