由于交流线路中的火花,Arduino 重置/挂起

电器工程 Arduino 微控制器 pcb设计 重置 火花
2022-01-16 18:06:24

这是我最近一直在做的项目的 PCB 设计(我的第一个 pcb 设计)。 PCB布局

这个想法是在没有继电器的情况下控制交流电器(风扇、灯泡等)。对于此类应用,我正在使用比继电器更好的三端双向可控硅开关。我正在使用光隔离器与交流线路完全隔离。我尝试使用连接到我的笔记本电脑的 USB 电缆(拔下充电器)以及壁式适配器(12V)来运行 arduino。

起初,电路似乎工作正常。我能够将代码转储到控制器中,并使用 UART 控制灯泡(开/关以及调暗它们)。我通过UART发送了命令。然而,似乎每当交流线路上有火花时(当我插入/拔出风扇时),微控制器看起来并不开心。有时它会重置(这是图片中更好的部分),有时它会挂起,我无法通过 UART 发送命令。我不确定烧毁的代码是否也会受到影响,但有时我不得不重新上传代码。如果我在其他房间打开/关闭风扇,则没有效果。

可能的问题:

1) PCB 上没有接地层。

2) 火花引起的某种 EMI。

我还尝试以与风扇相同的方式插入热水器(800 瓦电阻负载),但没有任何反应。所以,我认为是感性负载引起了问题。

对于这个问题的任何建设性解决方案都将是非常可观的。

谢谢。

4个回答

你应该尊重你的电压隔离。您放置(和布线)电阻器 R16、R13、R10、R2、R31 和 R4 的方式会损害由光隔离器创建的隔离栅。下面我用你的隔离路径标记了你现有的布局,这是相当糟糕的:

在此处输入图像描述

有一个尽可能宽的隔离区(光隔离器的宽度)。在线路侧保留线路电路,在隔离侧保留隔离电路。有关建议,请参见下图。

在此处输入图像描述

您没有显示原理图,但我没有看到任何明显的旁路盖或本地车载电源储液罐盖。这和缺乏良好的接地很可能会导致问题。

正如其他人所说,您还应该在交流和直流部分之间留出适当的隔离距离,并至少尝试制作一些接地层。

你有一块大板,元件少,引脚间距大,因此在顶层布线大多数走线应该相当容易。您有时必须转到底层,因为通常电路不能在单个平面上布线。但是,您可以保持底层的走线较短。将它们视为“跳线”,其长度足以连接顶层上的两条轨道,否则您无法在平面中连接。地平面的度量不是它有多少岛屿,而是任何岛屿的最长尺寸。保持跳线短且不结块。

但是,您绝对必须在每个 IC 的每个电源上设置一个旁路电容。这些应该是物理上靠近 IC 的小陶瓷帽,整体回路尽可能小。1 µF 0805 大​​约是正确的。这些不仅比同等的通孔盖更便宜,性能更好,而且更容易焊接。

由于直流电源来自其他地方,因此其阻抗值得怀疑,因此在电源进入电路板的位置放置一个尺寸合适的电解电容。几个 100 µF 就可以了。

地平面,地平面,地平面和很少的借口。看看你怎么能做很多这个电路板: -

在此处输入图像描述

我花了大约 5 分钟标记(用鲜红色)蓝色轨道,这些轨道可能是红色的,几乎没有任何脑力劳动。

我会放弃它并重新开始。

根据我的经验,设置和复位线、触发器和其他电路非常容易受到“电噪声”的影响。避免不可预测的电路行为的最佳实用方法是使用适当的电容器将每个芯片上的电源线去耦。此外,使用时钟信号选通/启用输入线将减少“瞬态”影响电路的机会。