Réinitialisation / suspension de l'Arduino en raison d'étincelles dans la ligne ca

Il s'agit de la conception PCB du projet sur lequel j'ai travaillé récemment (ma première conception de circuit imprimé).

L'idée est de contrôler les appareils à courant alternatif (ventilateurs, ampoules, etc.) sans relais. J'utilise des triacs qui sont meilleurs que les relais pour de telles applications. J'utilise des opto-isolateurs pour une isolation complète des lignes ca. J'ai essayé de faire fonctionner l'arduino en utilisant un câble USB connecté à mon ordinateur portable (avec chargeur débranché) ainsi qu'un adaptateur mural (12V).

Au début, le circuit semblait bien fonctionner. J'ai pu vider le code dans le contrôleur et contrôler les ampoules (On / Off ainsi que les atténuer) en utilisant UART. J'ai envoyé les commandes via UART. Cependant, il semble que chaque fois qu'il y a une étincelle sur les lignes ca (lorsque je branche / débranche un ventilateur), le micro-contrôleur n'a pas l'air content. Parfois, il se réinitialise (ce qui est la meilleure partie de l'image) et d'autres fois il se bloque et je ne peux pas envoyer de commandes via UART. Je ne sais pas si le code brûlé est également affecté, mais parfois je devais télécharger à nouveau le code. Si j'allume / éteint un ventilateur dans une autre pièce, il n'y a aucun effet.

Problèmes possibles:

1) Absence de plan de masse sur le PCB.

2) Une sorte d'EMI due à des étincelles.

J'ai également essayé de brancher un chauffe-eau (charge résistive de 800 watts) de la même manière qu'un ventilateur, mais rien ne s'est produit. Donc, je pense que c'est la charge inductive qui pose problème.

Toute solution constructive à ce problème sera très appréciable.

Merci.

Vous n'avez pas montré de schéma, mais je ne vois aucun bouchon de dérivation évident ou bouchon de réservoir d'alimentation local intégré. Cela et le manque de bonnes bases sont très probablement à l'origine des problèmes.

Comme d'autres l'ont dit, vous devez également laisser une distance d'isolement appropriée entre les sections CA et CC et au moins essayer de créer un peu un plan de masse.

Vous avez une grande carte avec peu de composants et un grand pas de broches, donc le routage de la plupart des traces sur la couche supérieure devrait être assez facile. Vous devrez parfois aller à la couche inférieure car en général un circuit ne peut pas être acheminé dans un seul plan. Cependant, vous pouvez garder les traces sur la couche inférieure courtes. Considérez-les comme des "cavaliers" juste assez longtemps pour connecter deux pistes sur la couche supérieure que vous ne pourriez pas connecter autrement dans un plan. La mesure d'un plan au sol n'est pas le nombre d'îles qu'il contient, mais la dimension la plus longue d'une île. Gardez les cavaliers courts et dégagés.

Cependant, vous devez absolument mettre un bouchon de dérivation sur chaque alimentation électrique de chaque circuit intégré. Il doit s'agir de petits bouchons en céramique physiquement proches du circuit intégré avec des boucles globales aussi petites que possible. 1 µF 0805 est à peu près juste. Non seulement ceux-ci seront moins chers et fonctionneront mieux que les bouchons équivalents, mais ils seront également plus faciles à souder.

Étant donné que l'alimentation CC vient d'ailleurs et que son impédance est donc suspecte, placez un capuchon électrolytique de taille décente juste en face de l'entrée de l'alimentation dans la carte. Quelques 100 µF devraient suffire.

Vous devez respecter votre isolation de tension. La façon dont vous avez placé (et acheminé) les résistances R16, R13 R10, R2, R31 et R4 compromet la barrière d'isolement créée par vos opto-isolateurs. Ci-dessous, j'ai marqué votre disposition existante avec votre chemin d'isolement, qui est assez pauvre:

Avoir une seule zone d'isolement aussi large que possible (la largeur de vos opto-isolateurs). Gardez les circuits de ligne du côté ligne et les circuits isolés du côté isolé. Voir l'image ci-dessous pour des suggestions.

Plan au sol, plan au sol, plan au sol et très peu d'excuses. Jetez un oeil comment vous auriez pu faire beaucoup de ce circuit imprimé: -

J'ai passé environ 5 minutes à marquer (avec du rouge vif) des traces bleues qui pouvaient être rouges avec pratiquement aucun travail cérébral.

Je le ferais tomber et recommencerais.

D'après mon expérience, définir et réinitialiser des lignes, des bascules et d'autres circuits, sont très sensibles au «bruit électrique». La meilleure façon pratique d'éviter un comportement imprévisible des circuits est de découpler les lignes électriques de chaque puce avec des condensateurs appropriés. De plus, le déclenchement / l'activation des lignes d'entrée avec un signal d'horloge réduira la possibilité pour les "transitoires" d'affecter les circuits.

lorsque je travaillais sur un projet de contrôle de charge basé sur DTMF, j'ai trouvé le même problème avec la charge CA. Sans charge CA, mon circuit de micro-contrôleur 8051 fonctionne bien. Lorsque j'alimente la charge CA, tout le circuit se comporte de manière variée lorsque j'allume / éteint la charge CA via le circuit de relais. Plus tard, j'ai trouvé que le sol coulé sur la carte 8051 n'était pas bon. Enfin, je remplace l'ancienne carte micro-contrôleur 8051 par une nouvelle carte micro-contrôleur 8051 avec une bonne coulée au sol. Maintenant, ça fonctionne bien. Par conséquent, j'ai pensé que votre PCB devrait avoir une bonne coulée au sol.