Jump to content

    

Arduino для индустриальных применений

Самые опасные наносекундные импульсы далеко не доходят до 100 МГц. Для них эти катушки как пустое место.

Вот поэтому я и предлагал ТС сначала рассмотреть, что такое "индустриальное" применение в плане ЭМС, а затем уже рассчитывать защиты на соответствующих портах.

Конкретно, в плане данного USB следует рассмотреть стандарт IEC61000-6-2, а также стандарты IEC 61000-4-x на которые он ссылается, и определиться:

- к какой категории портов относится данный порт,

- какова максимальная длина кабеля и его вид, подключаемый к этому порту - экранированный, неэкранированный, какие сигналы по нему передаются - симметричные, несимметричные, дифференциальные.

- по условиям выше определить, какие тестовые уровни и виды испытаний применяются именно к этому порту согласно IEC 61000-6-2

- по виду кабеля и сигналам выше определить, каким образом производится введение помехи - клещами, напрямую, между проводами или проводами-землей. Для этого смотрится IEC 61000-4-X

 

и только потом начинать проектировать защиты. Сразу станет ясно множество вещей и от чего нужно защищаться, а от чего нет. В плане USB я не помню, но по-моему в "индустриальном" применении к нему вообще никакие тесты не прикладываются. Следовательно там не от чего защищаться и вы начали не с того конца.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Главным источником помех на платах являются DC/DC преобразователи в особенности дешевые с открытым магнитопроводом. Они даже на собственные сигналы на плате наводят сильные помехи.

Изолирующие DC/DC тоже страшная вещь.

Это точно. Ещё бывает свистят адумы и изолированные 485 интерфейсы ADM.

DC-DC c частотой выше 100-150кГц - повод напрячься и подумать о мерах нейтрализации помех

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот поэтому я и предлагал ТС сначала рассмотреть, что такое "индустриальное" применение в плане ЭМС, а затем уже рассчитывать защиты на соответствующих портах.

TC разрабатывает накладной модуль, а не конечную плату ПЛК.

Сам модуль точно не будет тестироваться по IEC61000-6-2 и запариваться насчет этих стандартов не имеет смысла по отношению к модулю.

 

Я тоже вот разработал универсальный ПЛК с использованием подобного модуля

post-2050-1491224272_thumb.jpg

 

Вся ответственность в плане электромагнитной совместимости ложится на базовую плату.

А модуль на общую надежность может повлиять только грамотной или неграмотной трассировкой и программной архитектурой.

Т.е. в таком модуле имеет смысл продумывать способы повышения функционально безопасности, а не проблемы ЭМС.

 

Я скажем на модулях применяю всегда два микроконтроллера. Это сильно повышаете их живучесть.

А вот ST выкладывает специальные либы чтобы проходить сертификацию на безопасность функционирования.

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сам модуль точно не будет тестироваться по IEC61000-6-2 и запариваться насчет этих стандартов не имеет смысла по отношению к модулю.

Вся ответственность в плане электромагнитной совместимости ложится на базовую плату.

Даже в качестве модуля он будет подвержен к наводимым радио-помехам по воздуху (если не будет установлен в экранированном корпусе) и к помехам через внешние интерфейсы - USB, +5В, как примеры. А это, со слов автора, и есть слабость оригинальных Ардуино плат. Так что как минимум часть тестов из IEC61000-6-2 к нему применима в полной мере и в этом плане ответственность за невосприимчивость лежит именно на модуле, а не на базовой плате.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Всем большое спасибо за советы.

 

Сделал первый вариант схемы с помехозащитой. Обсудим?

 

diy-industrial-arduino-nano-v03-2000px-wiredlogic.io_-300x188.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
Всем большое спасибо за советы.

Сделал первый вариант схемы с помехозащитой. Обсудим?

Мда, полное непонимание природы и свойств помех.

Share this post


Link to post
Share on other sites
полное непонимание природы и свойств помех.

А какая часть схемы вызывает у вас наибольшее неприятие? Начнем, так сказать, с самого больного зуба.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Мда, полное непонимание природы и свойств помех.

Прокомментируйте подробнее, пожалуйста.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Прокомментируйте подробнее, пожалуйста.

Разрывать земли на Add-On модуле нельзя.

Дроссели в питании тоже как мертвому припарки, надо ставить LDO если нужны прецизионные АЦП.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Разрывать земли на Add-On модуле нельзя.

Это про BLM18 между VIN_GND и GND ?

 

Дроссели в питании тоже как мертвому припарки, надо ставить LDO если нужны прецизионные АЦП.

Да, LDO хорошо давит пульсации, насколько я знаю. Но вот для VDDA в STM32 ставят как раз дроссель. Почему дроссель не подходит в приведенной схеме?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сделал первый вариант схемы с помехозащитой. Обсудим?

Так от каких помех защищаемся?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Так от каких помех защищаемся?

Хочу защититься от наносекундных импульсных помех (у меня есть чем проверить степень защиты), желательно и по USB, и по питанию, и по GPIO. Опыт защиты от наносекундных помех у меня небогатый; опыта защиты от микросекундных помех нет совсем, как и соответствующего лабораторного оборудования, поэтому с благодарностью выслушаю рекомендации от более опытных товарищей.

 

При этом хотелось бы не выходить за рамки разумной стоимости компонентов; разумеется, гальванически изолированный DC/DC и оптопара на каждом GPIO кардинально улучшили бы помехозащищенность. Поэтому пока предлагаю гальваническую изоляцию USB-UART на оптронах, питание на высоковольтном (до 60 В) импульснике и защитные цепи VD-R-C на GPIO. Плюс к этому, в случае дальнейшей разработки дополнительных плат (шилдов), можно подумать и о гальванической развязке как питания, так и GPIO.

 

Для точки отсчета можно взять Ruggeduino и Industruino; хотелось бы сделать схему "лучше" и "защищеннее".

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да, там еще один маленький нюансик есть.

Вот фото обратной стороны:

post-2050-1490853293_thumb.jpg

 

Контроллер сдублирован!

 

Я такое встречал на модуле безопасности для гидравлического пресса швейцарской фирмы DOLD, там вообще стояло два МК причём разных. Один атмеловский - другой pic... и оба обслуживали одни и те-же входы-выходы и друг друга контроллировали.

 

P.s. Это было в 2008-м году. Вот сейчас-бы поржали от души, когда Microchip купил Atmel...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хочу защититься от наносекундных импульсных помех ...

Земля, только сплошная заливка землей. Желательно на обоих наружных слоях. Сигнальный слои - внутренние.

Плюс обязательное требование держать ваш контроллер в железном ящике.

Те же сдублированные сверхбезопасные контроллеры, которые на моих фотках нельзя ставить вне ящиков.

И еще, держать платы перпендикулярно земной поверхности, что бы защитится от мюонного потока из ионосферы.

Остальные все ухищрения в схеме - бессмысленная суета покуда ваш модуль имеет голые открытые линии на какие-то разъемы.

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