MAX487CPA/SN75176BP RS485 IC se calienta demasiado (en circuito divisor DMX)

Breve

Construí parte del esquema a continuación (entrada K2/IC5, optoacoplador IC9 y salida IC6/K3). IC9 se sobrecalienta cuando conecto LED pars a K3, porque el voltaje regresa al pin 6/7. Si conecto el pin 6 O 7, todo está bien, cuando conecto ambos, después de unos minutos, IC9 se sobrecalienta.

Pregunta: ¿Qué debo cambiar en el circuito para arreglar esto? Dejar uno de los pines desconectado parece incorrecto.

(Tenga en cuenta que los LED pars no tienen ningún problema con un controlador DMX normal/comercial).

Fondo

Este es un seguimiento del cable a VDD o GND .

Usando este circuito (construya solo una de las tres salidas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(créditos del circuito: http://www.chameleon.rs/e035020.pdf ), diseño de J. Mack.

Funciona perfectamente, sin embargo después de unos minutos se detiene. La razón es que IC6 se calienta demasiado.

Sin embargo, no tengo un LTC485 pero usé un MAX487CPA. Después de aproximadamente 1 minuto, se calienta (tocable pero cálido) y pronto deja de transmitir (o al menos no lo que se supone que debe enviar: señales DMX). Las luces DMX comienzan a parpadear y luego se detienen. Cuando dejo que se enfríe durante unos 30 segundos, comienza de nuevo, durante otro minuto.

Entonces probé SN75176BP. Estos duran unos minutos antes de comenzar a mostrar los mismos problemas.

Pruebas que hice:

  • Desconectando las luces de salida DMX... esto soluciona el problema, pero por supuesto no me ayuda. Pero sé que hay corriente que regresa a IC6.
  • Traté de agregar diodos entre IC6 y K3 + y -. Esperaría que la corriente no pudiera fluir de regreso, pero lamentablemente las luces ya no se encienden.
  • Probé resistencias (100 ohm y 330 ohm), pero también: no se encienden las luces.
  • Lo que ayudó (por lo que es una solución) es desconectar la conexión IC6 a K3 +, lo que significa que solo la conexión K3 está intacta (también GND no está conectado).

Sin embargo, tengo la sensación de que esta no es la solución 'correcta' al no usar la conexión K3 +, aunque por ahora funciona perfectamente (2 luces, unos 8 metros de cable ni siquiera DMX sino de micrófono). (Nota: eventualmente usaré solo cable DMX, pero ahora no tengo suficiente a mano).

¿Cuál sería la solución adecuada para evitar que entre demasiada corriente en IC6 (y luego en IC7 e IC8)?

(por cierto, tampoco he usado los transformadores de CA separados, ahora uso una placa de pruebas común de 5 V).

Más pruebas

Sin carga (receptores conectados pero no encendidos), sin IC conectado:

Hardwired:  Measured         Remarks
K3+  K3-    K3+     K3-
---  ---    ------  -------  -----------------------------------------------
0 V  0 V    0 V              0 V
0 V  5 V    0.57 V  1.40 V   Breadboard power led less bright
0 V  5 V    0.42 V  1.57 V   Breadboard power led less bright, 2nd measurement
5 V  0 V    1.65 V  0.7  V   Breadboard power led less bright
5 V  5 V    5.28 V  5.28 V   (same as +/GND difference on breadboard)

Más pruebas 2

IC6 es RS485
Apagado significa: placa de pruebas apagada
+ significa: pin 6 o 7 de salida IC6 conectado a K3 +
- significa: pin 6 o 7 de salida IC6 conectado a K3 -
unc significa: pin 6 o 7 de salida IC6 desconectado
IC6.x significa IC6 , alfiler x

 Settings           Measured     Remarks
IC6.4 IC6.6 IC6.7 | IC6.6 IC6.7
----- ----- ----- | ----- -----  -----------
 Off   unc   -    |  0     -0.52  Voltage going back from 2 LED Par
 Off   unc   -    |  0     -0.33  Voltage going back from 1 LED Par
 Off   unc   +    |  0     -0.52  Voltage going back from 2 LED Par
 Off   unc   +    |  0     -0.33  Voltage going back from 1 LED Par
 Off    +   unc   |  0     -0.52  Voltage going back from 2 LED Par
 Off    +   unc   |  0     -0.33  Voltage going back from 1 LED Par
 Off    -   unc   |  0     -0.52  Voltage going back from 2 LED Par
 Off    -   unc   |  0     -0.33  Voltage going back from 1 LED Par
 Off    +    -    | -0.49  -0.48  Voltage going back from 2 LED Par
 Off    +    -    | -0.29  -0.30  Voltage going back from 1 LED Par
 Off    -    +    | untested
 0 V    +   unc   |  4.85   0.61
 0 V    -   unc   |  4.84   0.61
 0 V   unc   +    |  4.78   0.50
 0 V   unc   -    |  4.78   0.50
 0 V    +    -    |  4.83   1.21
 0 V    -    +    |  3.69   1.20
 5 V    +   unc   |  0.51   4.79
 5 V    -   unc   |  0.51   4.80
 5 V   unc   +    |  0.61   5.16
 5 V   unc   -    |  0.61   5.17
 5 V    +    -    |  1.22   3.67
 5 V    -    +    |  1.22   3.68

Más pruebas 3

Descubrí que la energía de la placa de prueba se quema muy poco, incluso cuando está apagada. Cuando apagué los leds PAR (salida), la luz de encendido de la placa seguía encendida, solo que cuando apagué el controlador DMX Light (conectado a K2), la luz de la placa se apagó. Esto significa que el problema es probable (o demasiado) en la entrada.

Así que hice algunas medidas más:

                       Relative with +5V          Relative with GND
                     breadboard   breadboard     breadboard   breadboard
                        off         on (5V)         off         on (5V)
                     ----------   ----------     -----------  ----------
K2-                    0.23 V      3.23 V           1.68 V       2.04 V
K2+                   -0.39 V      2.40 V           2.31 V       2.87 V
IC5 pin 1 (output)     0.60 V      2.07 V           1.31 V       3.20 V
IC5 pin 5 (GND)        1.42 V      5.27 V           0.00 V       0.00 V
IC9 pin 2 (input)      1.00 V      4.43 V           0.92 V       0.84 V
IC9 pin 6 (output)     0.54 V      3.27 V           1.60 V       2.07 V
IC6 pin 5 (GND)        1.42 V      5.27 V           0.00 V       0.00 V
IC6 pin 6 (-)          0.54 V      3.27 V           1.37 V       2.00 V
IC6 pin 7 (+)          1.90 V      2.17 V           0.00 V       3.10 V

Medidas extrañas:

  • Cuando se mide hacia +5V GND no es +5V (diferencia) como se esperaba.
  • La diferencia entre IC6 pin 6 y 7 tal vez no sea lo suficientemente alta (relativa a 0V)
  • El pin 7 con referencia +5 es 0.00V.
No veo resistencias de terminación en los esquemas.
¿Está seguro de que sus luces o cableado DMX no tienen ningún problema (como tal vez la línea + en cortocircuito a tierra)?
@Maple Cierto, no es realmente necesario para unos pocos metros de cable, sin embargo, incluso con otra resistencia de 120 ohmios (como en la parte de entrada), no ayuda.
@brhans Lo dudo, porque eliminé las conexiones GND a los cables DMX (como se aconsejó en una pregunta anterior).
Um, ¡realmente no deberías quitar la conexión de "tierra" DMX! Eso es realmente lo que establece el voltaje de modo común en algo aceptable, y es al menos la mitad de lo que se trata un divisor aislado (no es que tenga un divisor aislado si usa una fuente de alimentación común). Las cubiertas del conector no deben estar conectadas, pero el pin 1 debe estar conectado a la referencia del chip RS485 en cada extremo.
Por cierto: no es un circuito muy bueno en realidad, ya que no hay nada para igualar las corrientes en los optoacopladores, R2 debería ser realmente tres resistencias separadas, probablemente de 680 ohmios cada una.
No recuerdo haber sugerido nunca la eliminación de la conexión a tierra del cable en transceptores no aislados. Recuerdo una pregunta sobre el pin del chasis. Oh, ya veo... electronics.stackexchange.com/a/390854/187920 ¿Entendiste mi respuesta como no conectar el cable común a GND? Lo que dije es "no conecte el 4to pin (es decir, la cubierta) a GND". RS-485 debe tener un cable a tierra y, de hecho, en este circuito se suponía que tenía 5 puntos comunes separados, por muy contradictorio que suene
También tenga en cuenta que al alimentar los tres desde el mismo suministro, crea muchos problemas no tan obvios, por ejemplo, R3-R5 se convierte en un pull-up muy fuerte. Y si su red aún funciona con K3+ y GND desconectados, solo puede significar que tiene un bucle de tierra serio en alguna parte, tal vez a través de la línea eléctrica. (también, felicitaciones a Maxim por hacer un chip tan resistente)
@Dan Mills Gracias por la aclaración sobre GND (también lo intenté, no resolví el problema, pero como dices, lo mejorará. También cambiaré la resistencia.
@Maple De hecho, no te entendí bien... Conectaré los GND juntos (uno ahora), pero luego tengo 5 convertidores de CA/CC separados con 5 GND separados.
@Maple Hmm, está bien ... tal vez debería verificar las conexiones de soldadura, los pines no se tocan entre sí, pero podría haber algo de soldadura en frío. También probaré mejor las conexiones.
@Maple Conecté K3 GND nuevamente (y K2 GND). También sospeché bucles de tierra, pero no puedo encontrar ninguno, la diferencia de voltaje entre K3 + y GND es de aproximadamente 1,87 V y 0 ohmios. Todavía extraño, la configuración funciona perfectamente sin K3+ conectado.
Intente medir la corriente en la línea GND mientras el bus está inactivo. También puede desconectar Tx del optoacoplador y conducirlo manualmente hacia arriba y hacia abajo, mientras mide voltajes en líneas +/-. El receptor RS485 es básicamente un amplificador diferencial que compara voltajes en líneas + y -. Con una línea desconectada, la resistencia de terminación debería mantener las entradas uniformes, por lo que no debería ser posible la comunicación. Francamente, no tengo ni idea de lo que está pasando en su configuración.
@Maple gracias por estos consejos... Verificaré cómo hacer mediciones actuales, pero leeré un poco más sobre cómo debería funcionar realmente un RS485 de todos modos. Me temo que este fin de semana no tengo acceso a mi proyecto (fin de semana fuera), pero lo comprobaré el lunes. Gracias por toda su ayuda hasta ahora.
@Maple Hice algunas pruebas: hay 0A en la línea GND, hay una diferencia de 0V entre + y - (como se esperaba), hay una diferencia de 1,96 V entre GND y + (y lo mismo entre GND y -). Si conecto el pin 6, conéctelo a + o -, los pares de LED funcionan perfectamente, pero cada vez que conecto el pin 7, los LED se detienen. Esto es un poco diferente que antes, no estoy seguro de qué ha cambiado. Porque antes los LED todavía funcionaban pero el IC se calentaba demasiado.
Estoy totalmente estupefacto con todo esto. ¿Intentó desconectar el pin 6 de IC9 y condujo manualmente la entrada de IC6 alta y baja? Además, ¿tiene un esquema del circuito del receptor?
@Maple Agregué una tabla con más medidas ... lamentablemente olvidé cuál de los ajustes hizo que mi tablero quemara algo de plástico, así que tengo que poner todo en otro tablero :-(
Creo que me has entendido mal. Sugerí controlar el pin de entrada 4 de IC6 manualmente (en lugar de que sea controlado por el pin de salida 6 del optoacoplador IC9) y medir lo que habrá en los pines de salida 6, 7 de IC6. La idea era verificar si MAX487 puede conducir la línea con éxito o si algo en la línea causa una corriente más alta (y sobrecalentamiento)
@Maple Lo intentaré (cuando tenga tiempo, posiblemente muy ocupado en casa los próximos días). Sin embargo, dudo que el problema esté en el optoacoplador o incluso en el MAX487 transmisor. Porque si no tengo nada conectado (ni luces RGB), no se sobrecalienta. No tengo un circuito de esos, son luces chinas RGB. Pero funcionan bien con un controlador DMX normal (precomprado).
@Maple Agregué en Más pruebas 2 muchos de los resultados de las pruebas que solicitó. Sin embargo, lo que es peculiar es que cuando la placa de prueba se apaga, hay voltaje 'hacia atrás' de K3 a IC6, que depende de la cantidad de pares de LED conectados a K3.
Entonces, eso era lo que estaba friendo tu papa entonces. Tienes que comprobar el circuito del receptor. Podrían tener instaladas resistencias de polarización, lo cual es realmente malo en el extremo receptor. O podría haber un problema mucho mayor con ellos.
@Maple sí, creo que eso es todo. Es por eso que pensé en usar un diodo, para evitar que entre voltaje dentro del RS485, pero probé varios tipos pero ninguno funcionó (ya no se enciende). Esas lámparas LED son chinas, así que no espero mucho, por otro lado, mi controlador de luz DMX normal no tiene problemas con ellas. Supongo que la única solución es dejar el pin 6 o el pin 7 completamente desconectado. Probablemente esto resulte en una señal menos buena, por lo que si hago una prueba que use un máximo de 20 metros de cable y 4 pares de LED, es una solución viable.
Esa sería la peor "solución" posible. Incluso si funciona milagrosamente, te quedarás con un dispositivo paralizado y una conexión que puede fallar en cualquier momento. Intentaré hacer algunas sugerencias en forma de respuesta más adelante. No hay suficiente espacio aquí en los comentarios.
@Maple Estaría muy agradecido por más ideas. Solo tengo dos tipos de dispositivos DMX, el segundo tipo que tengo es una barra LED (con DMX) pero no la tengo en casa hasta mañana. De lo que sé (tal vez) si depende del tipo de DMX. También puedo recrear (nuevamente) el circuito en otra placa.
@Maple Descubrí que cuando la placa de prueba está apagada, la luz de encendido de la placa de prueba todavía está muy tenue; causa: Controlador DMX a K2, hice algunas mediciones (Ver último párrafo, más pruebas 3). Hice pruebas con +5V como referencia (error pero tal vez las medidas sean útiles) y GND como referencia.

Respuestas (1)

En lugar de pasar por todos esos experimentos, sugiero centrarse en el cableado correcto y hacer que funcione. Métodos básicos de solución de problemas: a) aumentar gradualmente la complejidad del sistema b) no cambiar más de una cosa a la vez.

A continuación se muestra un esquema completo de sus comentarios. Comencemos con un solo módulo LED.

ingrese la descripción de la imagen aquí

1) ¿Son correctos los esquemas anteriores? Específicamente: ¿Tiene fuentes de alimentación aisladas separadas (4), (5), (6) en los tres componentes? ¿Hay solo 3 cables que conectan los dispositivos (sin blindaje adicional o conexión a tierra común a través de la fuente de alimentación, etc.)?

2) Por favor, compruebe minuciosamente todas las conexiones de la protoboard. Condensadores de desacoplamiento cerca de los chips correspondientes. Los pines 2..4 de MAX487 están conectados correctamente a GND/VCC. Resistencia terminadora Rb añadida a la salida.

3) Desconecte los cables DMX de la placa de prueba.
- Verifique el voltaje de la fuente de alimentación +5V y +5V-1
- Sin un cable de entrada conectado, el pin-1 de IC5 debe estar alto, el pin-6 de IC9 (8) debe estar bajo.

4) Verifique el controlador
: verifique los voltajes de salida en los pines D+, D- (al pin de tierra) del conector del controlador (1) cuando está inactivo, es decir, no se envían señales de control.
- verifique el voltaje entre el pin GND en el conector del controlador (1) y el pin K2-GND de la placa de prueba.

5) Verifique el módulo LED: verifique los voltajes en los pines D+, D- (al pin de tierra) del conector de entrada (3).
- Verifique el voltaje entre el pin GND en el conector LED (3) y el pin K3-GND de la placa de prueba.
- Apague el módulo LED y verifique la resistencia entre los pines D+, D- en el conector de entrada. Si hay un interruptor que activa la terminación interna, utilícelo. Si no hay un interruptor y la resistencia no es de alrededor de 120 ohmios, entonces necesita una resistencia de terminación en el cable. Algunos módulos DMX tienen terminales de entrada y salida (paso). Si no hay una resistencia de terminación interna, debe conectarse a los pines en el terminal de salida.
- verifique el voltaje entre la salida del controlador de pines GND (1) y la entrada del LED (3).

6) conecte el controlador a K2.
- con línea inactiva (sin señales de control) el pin-1 de IC5 debe estar alto, el pin-6 de IC9 (8) debe estar bajo.
- intente enviar algo desde el controlador. Compruebe el pin 1 de IC5, el pin 6 de IC9 y los pines 6 y 7 de IC6 con el osciloscopio. Debería ver una señal de red normal.
- conecte el alcance para medir K2:D+ y K3:D+ simultáneamente. Debería ver exactamente la misma señal en ambos puntos. - misma prueba para K2:D- y K3:D-

7) conecte el módulo LED. Repita las pruebas 6) anteriores con el módulo LED conectado.

8) si su sistema funciona pero IC6 se sobrecalienta, reemplace el cable de su micrófono con CAT5/6 regular. Un par trenzado para D+/D-, otro par (cables en paralelo) para GND.

9) si no hay sobrecalentamiento, intente con el segundo módulo LED ubicado en el medio del cable de salida (3), es decir, conecte CAT5 o use dos cables de longitud similar entre la placa de prueba y el primer módulo y luego entre ese módulo y el segundo. Preste atención a la terminación, debe estar solo en el segundo módulo.

Notas adicionales:

  • No se recomienda el uso de cables de audio/micrófono. Tienen una impedancia significativamente diferente que en realidad puede causar un sobrecalentamiento del controlador de salida.
  • D+/D- (o A/B) a menudo se confunden. Tenga en cuenta que los esquemas usados ​​los tienen al revés en la salida, en comparación con la entrada. Esto se debe a que el optoacoplador 6N137 invierte la señal.
  • El esquema tampoco es muy bueno porque el controlador de salida está habilitado permanentemente, es decir, controla constantemente la línea, incluso cuando está inactiva. Si la red está inactiva más del 30-40 % del tiempo, sería mucho mejor usar el control automático de "habilitación" del controlador de salida, similar a como se hace en los repetidores RS-485 bidireccionales . Algo como esto:

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