Arduino รีเซ็ต / แขวนเนื่องจากประกายไฟในสาย ac

นี่คือการออกแบบ PCB ของโครงการที่ฉันทำงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ (การออกแบบ pcb ครั้งแรกของฉัน)

แนวคิดคือการควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้า ac (พัดลมหลอดไฟ ฯลฯ ) โดยไม่มีรีเลย์ ฉันใช้ triacs ซึ่งดีกว่ารีเลย์สำหรับแอพพลิเคชั่นดังกล่าว ฉันใช้ opto-isolators สำหรับการแยกอย่างสมบูรณ์จากสาย ac ฉันลองใช้งาน Arduino โดยใช้สาย USB ที่เชื่อมต่อกับแล็ปท็อปของฉัน (พร้อมที่ชาร์จไม่ได้เสียบ) รวมถึงอะแดปเตอร์ติดผนัง (12V)

ตอนแรกวงจรก็ทำงานได้ดี ฉันสามารถถ่ายโอนรหัสลงในคอนโทรลเลอร์และหลอดควบคุม (เปิด / ปิดเช่นเดียวกับหรี่แสง) โดยใช้ UART ฉันส่งคำสั่งผ่าน UART อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าเมื่อใดก็ตามที่มีประกายไฟบนสาย ac (เมื่อฉันเสียบพัดลมเข้า / ออก) ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่ได้ดูมีความสุข บางครั้งมันรีเซ็ต (ซึ่งเป็นส่วนที่ดีกว่าของรูปภาพ) และเวลาอื่น ๆ มันแฮงค์และฉันไม่สามารถส่งคำสั่งผ่าน UART ฉันไม่แน่ใจว่ารหัสที่ได้รับผลกระทบหรือไม่ แต่บางครั้งฉันต้องอัปโหลดรหัสอีกครั้ง หากฉันเปิด / ปิดพัดลมในห้องอื่นจะไม่มีผลกระทบ

ปัญหาที่เป็นไปได้:

1) ขาดระนาบพื้นบน PCB

2) EMI บางประเภทเกิดจากประกายไฟ

ฉันยังลองเสียบปลั๊กในเครื่องทำน้ำอุ่น (ตัวต้านทานโหลด 800 วัตต์) แบบเดียวกับพัดลม แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้น ดังนั้นฉันคิดว่ามันเป็นภาระอุปนัยที่ทำให้เกิดปัญหา

ทางออกที่สร้างสรรค์สำหรับปัญหานี้จะได้รับการชื่นชมอย่างมาก

ขอบคุณ

คุณไม่ได้แสดงวงจร แต่ฉันไม่เห็นหมวกบายพาสที่เห็นได้ชัดหรือแคปแหล่งจ่ายไฟภายในตัวเครื่อง สิ่งนั้นและการขาดสายดินที่ดีนั้นเป็นสาเหตุของปัญหา

อย่างที่คนอื่นพูดคุณควรเว้นระยะห่างอย่างเหมาะสมระหว่างส่วน AC และ DC และอย่างน้อยก็ลองสร้างระนาบกราวด์

คุณมีบอร์ดขนาดใหญ่ที่มีส่วนประกอบเพียงไม่กี่ตัวและพินพิทช์ที่ใหญ่ดังนั้นการกำหนดเส้นทางการติดตามส่วนใหญ่ที่เลเยอร์ด้านบนจึงค่อนข้างง่าย บางครั้งคุณจะต้องไปที่เลเยอร์ด้านล่างเพราะโดยทั่วไปวงจรไม่สามารถกำหนดเส้นทางในระนาบเดียวได้ อย่างไรก็ตามคุณสามารถเก็บร่องรอยไว้ที่ชั้นล่างสุดได้ ให้ถือว่าพวกเขาเป็น "จัมเปอร์" นานพอที่จะเชื่อมต่อสองแทร็กที่เลเยอร์ด้านบนที่คุณไม่สามารถเชื่อมต่อในเครื่องบิน การวัดระนาบพื้นไม่ใช่จำนวนเกาะที่มีอยู่ในนั้น แต่เป็นมิติที่ยาวที่สุดของเกาะใด ๆ ทำให้จัมเปอร์สั้นและไม่ย่อท้อ

อย่างไรก็ตามคุณต้องใส่หมวกบายพาสลงในทุกตัวจ่ายพลังงานให้กับ IC ทุกตัว สิ่งเหล่านี้ควรเป็นฝาเซรามิกขนาดเล็กใกล้กับ IC ด้วยห่วงโดยรวมที่เล็กที่สุด 1 µF 0805 นั้นถูกต้อง ไม่เพียง แต่จะมีราคาถูกกว่าและทำงานได้ดีกว่าฝาปิดรูเทียบเท่า แต่จะง่ายต่อการบัดกรีด้วย

เนื่องจากพลังงาน DC มาจากที่อื่นและมีความต้านทานจึงสงสัยให้ใส่หมวกไฟฟ้าที่มีขนาดพอเหมาะตรงข้ามกับที่พลังงานเข้าสู่บอร์ด สองสาม 100 µF ควรทำ

คุณควรเคารพการแยกแรงดันไฟฟ้าของคุณ วิธีที่คุณวางต้านทาน (และกำหนดเส้นทาง) ตัวต้านทาน R16, R13 R10, R2, R31 และ R4 ลดอุปสรรคการแยกที่สร้างโดยตัวแยกออปโตของคุณ ด้านล่างฉันได้ทำเครื่องหมายเค้าโครงที่มีอยู่ของคุณด้วยเส้นทางแยกของคุณซึ่งไม่ดีพอ:

มีโซนแยกเดี่ยวที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (ความกว้างของออปโตอิเล็กทริกของคุณ) รักษาวงจรของสายที่ด้านข้างของสายและวงจรแยกที่ด้านที่แยกได้ ดูภาพด้านล่างสำหรับคำแนะนำ

ระนาบกราวด์, กราวด์เรน, กราวด์และข้อแก้ตัวที่น้อยมาก มาดูกันว่าคุณสามารถทำแผงวงจรนี้ได้มากมาย: -

ฉันใช้เวลาประมาณ 5 นาทีทำเครื่องหมาย (ด้วยสีแดงสด) แทร็กสีน้ำเงินที่อาจเป็นสีแดงและแทบจะไม่มีสมองทำงานเลย

ฉันจะทิ้งมันและเริ่มใหม่อีกครั้ง

จากประสบการณ์ของฉันการตั้งค่าและการตั้งค่าใหม่สาย flip-flop และวงจรอื่น ๆ มีความอ่อนไหวต่อ "สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า" วิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดในการหลีกเลี่ยงพฤติกรรมวงจรที่ไม่สามารถคาดเดาได้คือการแยกสายไฟที่แต่ละชิปด้วยตัวเก็บประจุที่เหมาะสม นอกจากนี้การ gating / เปิดใช้งานสายอินพุตด้วยสัญญาณนาฬิกาจะช่วยลดโอกาสสำหรับ "การเปลี่ยนแปลง" เพื่อส่งผลต่อวงจร

เมื่อฉันทำงานเกี่ยวกับโครงการควบคุมโหลด DTMF ฉันพบปัญหาเดียวกันกับโหลด AC หากไม่มี AC โหลดวงจร 8051 Micro-controller ของฉันก็ใช้งานได้ดี เมื่อฉันจ่ายไฟให้กับโหลด AC วงจรทั้งหมดจะทำงานในลักษณะที่หลากหลายเมื่อฉันเปิด / ปิดโหลด AC ผ่านวงจรรีเลย์ ต่อมาฉันพบว่าพื้นดินเทบนกระดาน 8051 นั้นไม่ดี ในที่สุดฉันก็เปลี่ยนบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์คอนโทรลเลอร์ 8051 เก่าเป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์คอนโทรลเลอร์ 8051 รุ่นใหม่ที่มีกราวด์ดี ตอนนี้มันทำงานได้ดี ดังนั้นฉันคิดว่า PCB ของคุณควรมีพื้นดินที่ดี