Arduino resettaggio / sospensione a causa di scintille nella linea CA.

Questo è il progetto PCB del progetto a cui ho lavorato di recente (il mio primo progetto PCB).

L'idea è di controllare gli apparecchi a corrente alternata (ventilatori, lampadine, ecc.) Senza relè. Sto usando triac che sono migliori dei relè per tali applicazioni. Sto usando optoisolatori per il completo isolamento dalle linee ca. Ho provato a far funzionare Arduino usando un cavo USB collegato al mio laptop (con caricabatterie scollegato) e un adattatore a muro (12V).

Inizialmente, il circuito sembrava funzionare bene. Sono stato in grado di scaricare il codice nel controller e controllare le lampadine (acceso / spento e dimmerarle) utilizzando UART. Ho inviato i comandi tramite UART. Tuttavia sembra che ogni volta che c'è una scintilla sulle linee ca (quando collego / esco una ventola), il microcontrollore non sembra felice. A volte si ripristina (che è la parte migliore dell'immagine) e altre volte si blocca e non riesco a inviare comandi tramite UART. Non sono sicuro che anche il codice bruciato venga interessato, ma a volte ho dovuto ricaricare il codice. Se accendo / spengo un ventilatore in un'altra stanza, non c'è alcun effetto.

Possibili problemi:

1) Assenza del piano di massa sul PCB.

2) Una sorta di EMI a causa di scintille.

Ho anche provato a collegare uno scaldabagno (carico resistivo di 800 watt) allo stesso modo della ventola, ma non è successo nulla. Quindi, penso che sia il carico induttivo che sta dando problemi.

Qualsiasi soluzione costruttiva per questo problema sarà molto apprezzabile.

Grazie.

Non hai mostrato uno schema, ma non vedo alcun tappo di bypass ovvio o tappo del serbatoio dell'alimentatore di bordo locale. Ciò e la mancanza di una buona base stanno probabilmente causando i problemi.

Come altri hanno già detto, dovresti anche lasciare un'adeguata distanza di isolamento tra le sezioni AC e DC e almeno provare a fare un po 'un piano di massa.

Hai una grande scheda con pochi componenti e un grande passo dei pin, quindi instradare la maggior parte delle tracce sullo strato superiore dovrebbe essere abbastanza facile. Occasionalmente dovrai passare allo strato inferiore perché in generale un circuito non può essere instradato su un singolo piano. Tuttavia, è possibile mantenere brevi le tracce sul livello inferiore. Considerali come "ponticelli" abbastanza a lungo per collegare due tracce sul livello superiore che altrimenti non potresti connettere su un piano. La misura di un piano terra non è quante isole ha in essa, ma la dimensione più lunga di qualsiasi isola. Mantieni i ponticelli corti e liberi.

Tuttavia, è assolutamente necessario inserire un limite di bypass su ogni alimentazione di ogni circuito integrato. Questi dovrebbero essere piccoli tappi di ceramica fisicamente vicini all'IC con i circuiti complessivi più piccoli possibile. 1 µF 0805 è circa a destra. Non solo saranno più economici e avranno prestazioni migliori rispetto agli equivalenti tappi passanti, ma saranno anche più facili da saldare.

Dal momento che l'alimentazione CC proviene da altrove e la sua impedenza è quindi sospetta, metti un cappuccio elettrolitico di dimensioni decenti proprio attraverso il punto in cui l'energia entra nella scheda. Alcuni 100 µF dovrebbero farlo.

Dovresti rispettare il tuo isolamento di tensione. Il modo in cui sono stati posizionati (e instradati) i resistori R16, R13 R10, R2, R31 e R4 compromette la barriera di isolamento creata dagli optoisolatori. Di seguito ho segnato il tuo layout esistente con il tuo percorso di isolamento, che è abbastanza scarso:

Avere una singola zona di isolamento il più ampia possibile (la larghezza degli optoisolatori). Mantenere i circuiti di linea sul lato linea e i circuiti isolati sul lato isolato. Vedi l'immagine sotto per suggerimenti.

Piano terra, piano terra, piano terra e pochissime scuse. Dai un'occhiata a come avresti potuto fare molto di questo circuito: -

Ho trascorso circa 5 minuti segnando tracce (con un rosso acceso) tracce blu che potrebbero essere rosse senza quasi nessun lavoro cerebrale.

Lo scarto e ricomincio.

Nella mia esperienza, impostare e ripristinare linee, infradito e altri circuiti, sono molto sensibili al "rumore elettrico". Il miglior modo pratico per evitare comportamenti imprevedibili del circuito è disaccoppiare le linee di alimentazione di ciascun chip, con condensatori appropriati. Inoltre, gating / abilitazione delle linee di ingresso con un segnale di clock, ridurrà l'opportunità per "transitori" di influenzare i circuiti.

quando stavo lavorando al progetto di controllo del carico basato su DTMF, ho riscontrato lo stesso problema con il carico CA. Senza carico CA il mio circuito 8051 Micro-controller funziona bene. Quando accendo il carico CA, l'intero circuito si comporta in modo diverso quando accendo / spengo il carico CA attraverso il circuito relè. Più tardi ho scoperto che il terreno versato sulla scheda 8051 non è buono. Infine, sostituisco la vecchia scheda micro-controller 8051 con una nuova scheda micro-controller 8051 con una buona dispersione a terra. Ora funziona benissimo. Pertanto, ho pensato che il tuo PCB dovrebbe avere un buon terreno.