Добрый день!
Столкнулся с проблемой подавления помех от индуктивной нагрузки.
Описание схемы.
Устройство собрано на макетных платах. (файл System_1) Процессор—ATMega16A, питание 5 В, кварц внешний на 16 МГц. К нему подключен экран 16х2. Для передачи информации наружу использован USART , подключенный через MAX232 к контроллеру AMX. Через интерфейс 1-Wire процессор общается с двумя типами плат. Первый тип через мс DS2408S, буфер 74HC240 и сборку ключей ULN2803 управляет реле. (Всего каналов 8, для упрощения показан 1) Катушки реле зашунтированы обратно включенными диодами. Подключаемая нагрузка может находиться далеко от реле (десятки метров). Нагрузки и блок питания систиемы подключены к одной фазе.
Второй тип плат предназначен для опроса состояния выключателей. Длинна кабеля до выключателя может составлять 200м. Для подавления дребезга использованы RC-цепочки на частоту среза около 17 Гц. Для защиты от индукционных выбросов установлены диоды Шоттки 1N5817. (Всего каналов 8, для упрощения показан 1)
Одновременно может использоваться до 20 плат обоих типов.
Вся система питается от импульсного блока питания MeanWell на 12 В. Блок питания заземлен. Диод D4 предназначен для «защиты от дурака» при подключении питания. RC-цепь R1-C1 образует фильтр низких частот с частотой среза 40 Гц. Питание 5 В процессора и плат типов 1 и 2 получается от разных стабилизаторов (вначале был один, о чем ниже). Общие провода питания процессора с экраном и плат разведены отдельно, соединяются они только у входной клеммы «12 В».
Плата с процессором, платы типа 1 и 2, блок питания находятся в одном щите. Приходящие в щит провода от нагрузок находятся рядом с проводами, идущими к плате типа 2 (для опроса выключателей.)
Проблема.
Как обычно, «на столе» все работало отлично. Трудности вылезли при испытании макета на реальном объекте. При включении и выключении индуктивных нагрузок с помощью реле с платы типа 2 , (моторы привода роллет, дверной электрозамок, вентилятор вытяжки (мощность несколько десятков Вт.), процессор зависал или перезагружался. Посмотрев осциллографом питание 5 В процессора (после стабилизатора 7805), увидел в момент включения роллет следующее (файлы OSC_1, OSC_2).
В момент включения видим помехи (OSC_1), в момент наибольшей просадки по питанию, оно падает до 0,5 В , длительность импульса—2 мкс. (OSC_2) .
После этого питание процессора и плат было разделено на 2 разных стабилизатора (до этого был 1), введено 2 отдельных общих провода, соединяющихся только на входной клемме «12 В». Это улучшило ситуацию, как видно из следующих рисунков (OSC_3, OSC_4).
Длительность импульса стала 4 мкс, питание просело до 3,1 В. Работа системы стала намного стабильнее, за 2 суток непрерывной эксплуатации сбоев нет (пока что ).
Вопросы
1.Что еще можно сделать в данной ситуации для увеличения надежности системы, кроме грамотной разводки платы ?
(Кроме всего планирую задействовать BOD в процессоре для перезагрузки с восстановлением состояний реле после сбоя.)
2.Улучшит ли ситуацию добавление гальванической развязки процессорной платы и плат типа 1 и 2 ?
(Платы запитываются от отдельного DC-DC преобразователя, шина 1-wire развязывается изолятором типа ADUM2201 или подобным) ?