Jump to content

    

Нужна помощь. Повышение помехоустойчивости связи по USB.

Вопрос по повышению помехоустойчивости USB.

Микроконтролер STM32F407 через USB изолятор ADuM4160 связан с системным блоком промышленного контроллера на full speed 12 Mbps.

STM32F407 выполняет задачу сбора и передачи информации от внешних объектов, от которых также гальванически изолирован. Всё хорошо, пока работаем на низких напряжениях. Как только переходим на 220 VAC (DI/DO) начинаются потери связи по USB. Кто в теме и может помочь?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не совсем понял, но поделюсь своим опытом использования USB High Speed. Делаем установки, в которых к компьютеру подсоединяем до 10 шт. наших устройств. Всё более-менее стабильно работает каждый рабочий день.

Самая частая проблема это плохой экран в кабеле. С покупными были проблемы, сейчас стали сами паять. Иногда по непонятным причинам спаянный кабель плохо работает. Перепаиваем разъёмы и сбои прекращаются, хотя на вид всё нормально. Сейчас обнаглели, стали паять кабели длиной до 10 метров, хотя это и не по стандарту, но проблем нет. Экран должен быть хорошо пропаян с обоих сторон! Корпус разъёма цепляю на GND питания по USB. Установку и компьютер я обязательно соединяю "плетенкой" или использую экраны других кабелей.

Практически все наши устройства питаются по USB. Обычно потребление у нас большое, но стараемся уложиться в 0,5 А. Большинство моих устройств нормально работают и при 4 В или даже ниже. Если устройство питается не по USB, то могут быть всякие нехорошие вещи. Также были проблемы с Full Speed, ничего не меняя в железе перешли на High Speed проблема пропала, почему так произошло не поняли.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вопрос по повышению помехоустойчивости USB.

...

Всё хорошо, пока работаем на низких напряжениях. Как только переходим на 220 VAC (DI/DO) начинаются потери связи по USB. Кто в теме и может помочь?

Помочь может Ethernet.

USB в описанных вами условиях не жилец.

Можно устанавливать развязки, фильтры, менять кабели, плясать с бубном - это даст лишь несколько меньшую вероятность сбоев. Но сбоить оно будет всегда потому что USB не лечится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не соглашусь с автором предыдущего сообщения. USB вполне себе жилец в цеху, важно лишь применять кабель должного качества с наличием ферритового "бублика".

 

Всё хорошо, пока работаем на низких напряжениях. Как только переходим на 220 VAC (DI/DO) начинаются потери связи по USB. Кто в теме и может помочь?

уточните пожалуйста, что значит переходим на 220 VAC

Share this post


Link to post
Share on other sites

Уточнение: есть модули с одинаковой схемотехникой входные на 24 VDC и 220 VAC. Первые работают, вторые сбоят.

Аналогично выходные модули с релейным выходом при подключении к нагрузке 220 VAC появляются сбои, особенно в момент коммутации.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Смотря что понимать под USB в цеху. Клавиатура к диагностической установке - нормально. А вот пром.контроллеры уже не вариант. Да, всякими ухищрениями можно добиться надёжной работы USB в условиях сильных помех. Основные способы тут уже перечислили.

Но это всё не от хорошей жизни. В пром. оборудовании либо RS-485, либо современные производные от Ethernet.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Также были проблемы с Full Speed, ничего не меняя в железе перешли на High Speed проблема пропала, почему так произошло не поняли.

 

Насколько я понимаю Full Speed - два сигнала в противофазе с возвратом тока по земле, а High Speed - диференциальный.

Возможно поэтому High Speed - лучше в зоне помех.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

американский минобороны (Department of Defence) запрещает использование интерфейса USB для чего-либо более серьезного, чем флешки и принтеры.

примерно по тем же причинам - весьма хреновая надёжность.

Ещё раз подумайте - оно вам надо???

Share this post


Link to post
Share on other sites
есть модули с одинаковой схемотехникой входные на 24 VDC и 220 VAC. Первые работают, вторые сбоят.

ну тогда Вам нужен фильтр по питанию, например такой фильтр

Share this post


Link to post
Share on other sites
американский минобороны (Department of Defence) запрещает использование интерфейса USB для чего-либо более серьезного, чем флешки и принтеры.

 

Здесь скорее не опасение за потерю данных, а то что если при передаче потока по USB отойдёт контакт в разъёме - потребуется не только убийство процесса или драйвера и восстановление устройства из чёрного списка - потребуется перезагрузка компьютера...

 

Пытались делать системы управления лет 10 назад на КПК - чуть дернул разъём - доставай иголку - перезагружай КПК.

Надёжней и проще оказалось разработать собственное устройство с экраном, тачем и прочем... без шлангов и USB!

 

PS: Что касается топикспикера - а защитные диоды по USB на плате есть?

Share this post


Link to post
Share on other sites
американский минобороны (Department of Defence) запрещает использование интерфейса USB для чего-либо более серьезного, чем флешки и принтеры.

Умные мужики в американской военщине !

Можно ссылочку на официальный документ DoD запрещающий применение usb ?

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дополнение для интересующихся.

Схема USB интерфейса на ADuM4160 в прилагаемом файле. Разводка PCB в соответствии с рекомендациями производителя.

post-85962-1427876201_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Фильтр по AC, о чем я писал выше

2. Попробуйте увеличить С5

Share this post


Link to post
Share on other sites
Смотря что понимать под USB в цеху. Клавиатура к диагностической установке - нормально. А вот пром.контроллеры уже не вариант. Да, всякими ухищрениями можно добиться надёжной работы USB в условиях сильных помех. Основные способы тут уже перечислили.

Безусловно, 485 и Ethernet гораздо больше приспособлены для подобных условий! Однако, мне попадались примеры успешного внедрения USB в щедрых на помехи местах. В качестве примера, в одной из лабораторий у нас стоит рентгеновский фотоэлектронный спектрометр Thermo Scientific K-Alpha, он подключается к ПК по USB (есть еще три линии FireWire, но они идут непосредственно к трем же видеокамерам внутри установки). Когда приходил специалист по настройке, мы вскрывали "станок" (часть трэйнинга) и я был приятно обрадован увидев там родной Cypress FX2 рядом с USB-B разьемом на "материнской плате". В самой установке непрерывно жужжат два мощных турбомолекулярных насоса, которые запитываются от источников, чья мощность вызывает уважение. Еще в системе есть генератор аргоновой плазмы для очистки пов-ти образцов (десятки Ватт, 13.5МГц). Спектрометр работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. За год эксплуатации был лишь один сбой, связанный со скачком напряжения в здании. Рядом с ним стоят системы для испарения и магнетронного распыления металлов, которые, надо думать, тоже могут являються источниками помех.

cq5dam.thumbnail.450.450.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

А может такое быть, что на H-GND половина сетевого питания - т.е. 110В (как это бывает в настольных компьютерах, когда их подключают без заземления)? "Земля" в розетках есть?

Если заземления в розетках нет, а пол-питания на H-GND таки есть (индикатором проверить), то эти 110В будут "заливаться" на линии D+ и D- через сапрессоры, и создавать помехи при передаче данных.

 

А в тех модулях что на 24VDC (возможно), внешний сетевой адаптер имеет только выводы питания 24 вольта, потому заземления минуса питания и шилда USB нет, и соответственно нет помех и на самой шине.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this