Relé de 5v que provoca un cortocircuito cuando se apaga

Estoy usando un microcontrolador Atmega 1284 y cuatro relés electromecánicos de 5v para encender/apagar aparatos en función de algunos sensores, tiempo, etc. El ATmega tiene su propia fuente de alimentación de 5v en paralelo con una fuente de alimentación de 8v que estoy usando para los relés. Ambas fuentes de alimentación obtienen su CC del mismo transformador después de haber sido rectificado.

Tengo un problema en el que el aparato que estoy conectando al relé cortocircuita todo el circuito cuando se apaga. Apaga la pantalla LCD y restablece todas las variables en el programa en el Atmega. Después de unos 2 segundos, el circuito se reinicia en mi pantalla de inicio, pero todas las variables se han restablecido. He medido la corriente que proviene de una pata del transformador y antes de que se encienda el aparato, la corriente es constante de 30 ma. Después de encender el aparato, salta a 70ma. Después de apagar el aparato, la corriente cae a unos 15-20ma y corta el Atmega.

He intentado resolver este problema usando un optoacoplador/optoaislador entre el pin de señal del Atmega y el transistor justo antes del relé para tratar de aislar las ramas tanto como sea posible. Eso no ha resuelto el problema. He leído todo el lugar que aislar los circuitos es la mejor manera de tratar de salvar el Atmega de daños. Pero, ¿cómo puedo aislar los circuitos cuando técnicamente comparten la misma tierra del transformador? ¿O es ese el problema aquí?

Aquí está el circuito:

[ Omití algunas cosas como el cristal de 16 MHz, los sensores, la pantalla LCD y los botones en la rama de 5 V del circuito. Solo hizo uno de los 4 relevos. También puse el voltímetro donde estaba tomando mi medida y obteniendo una caída de corriente. Espero que esto sea lo suficientemente bueno para obtener algo de ayuda, sería muy apreciado.]

Te respeto por el esfuerzo obviamente tremendo que pusiste en dibujar ese esquema, pero honestamente: este sitio tiene un editor de esquemas que habría sido mucho más rápido y mucho mejor. La parte interesante de su diseño, el lado de la rejilla del relé, no está claro. Parece que tienes un corto allí por diseño.
Que rele estas usando?
Me tomó como 30 minutos, no estuvo tan mal jajaja Se supone que el lado del relé que tiene tres terminales está a la izquierda. El terminal común del relé se conecta desde el lado izquierdo del relé al bloque de terminales de la derecha. Parece funcionar. Encenderá y apagará el aparato varias veces de vez en cuando, pero eventualmente provocará un cortocircuito.
Estoy usando un relé Songle de 5v (srd-05vdc-sl-c)
Agregué un breve esquema que contiene solo un símbolo de relé adecuado a su pregunta. Cuando ahora haga clic en "editar" y luego en "editar este esquema", entonces podría agregar lo siguiente al relé: líneas que digan "para controlar la lógica" y todas las conexiones adecuadas a la red y su aparato, porque, de nuevo , su esquema dibujado a mano indica que ha incluido un cortocircuito en su aplicación, y estoy casi seguro de que esa no era su intención.
También aclare cómo se conecta al optoacoplador. Parece que está usando un NPN como interruptor de lado alto para el controlador de relé PNP que a su vez se usa como interruptor de lado bajo. Eso no funcionará muy bien, creo...
@Dejvid_no1 una cosa tras otra... Bastante seguro de que eso no está causando un cortocircuito en el lado de alto voltaje.
El punto de @Tay es que en los esquemas, los componentes no son solo cajas blancas; un cuadro blanco no nos dice nada sobre a qué conexión interna ha conectado su red, etc. Por lo tanto, su esquema dibujado por sí mismo es bastante inútil :(
En primer lugar, un 2N3904 es un NPN y muestra un PNP. En segundo lugar, tal como está configurado, el transistor no puede funcionar. Supongo que desea un 2N3904 (sí, un NPN) con el emisor (no el colector) conectado a tierra. En tercer lugar, suponiendo que el transistor esté cableado correctamente, los 10k del optoacoplador son demasiado grandes y los 1k del transistor probablemente sean demasiado grandes. En cuarto lugar, no sé por qué muestra la conexión de su relé como lo hace, pero espero que tenga la conexión al común del relé. Quinto, debe cambiar el lado caliente, no el neutral.
¿Qué tamaño de capacitores está usando en la entrada y salida de sus reguladores de voltaje?
Esos no son relés de estado sólido, ¿y cuál es el dispositivo que está cambiando? ¿Y por qué parece que tiene 6 conexiones al relé?
Estoy usando capacitores de 10uf en la salida de mis reguladores. Y solo estoy usando una herramienta dremel de mano para probar este circuito. Es una serie Dremel 200.
De acuerdo con el esquema, los contactos del relé están cableados incorrectamente: el relé no hará nada.

Respuestas (4)

Su problema es la falta de conocimiento de las soluciones EMI

(cientos solo en este sitio)

El problema no es que el relé cortocircuite la MCU, sino una condición de reinicio debido al cambio de tierra o al ruido de voltaje en las líneas, es decir, un problema de EMC.

Los fallos de ruido pueden ser conducidos o radiados por el campo E (voltaje) o el campo H (corriente) cuando hay líneas de alta impedancia cerca de sobrevoltajes EMF inductivos no trenzados.

Como ha probado el aislamiento conductivo, eso deja el aislamiento del ruido radiado.

La solución a esto depende de su esquema y diseño.

Comprobar :

  • Abrazadera de diodo de carga inductiva para CC, amortiguador RC para cargas inductivas de CA
  • use tierra de la fuente de alimentación cable de tierra de alimentación no compartido para cargas pulsadas
  • par trenzado para cargas inductivas y excitador de bobina

  • El cable blindado también ayuda a suprimir la emisión sobre par trenzado o STP: proximidad del cable y orientación no paralela.

  • agregue manguitos de ferrita para suprimir el ruido CM.

Opinión (basada en la experiencia)

  • El optoaislamiento fue innecesario.
  • el cableado del solenoide debe ser de par trenzado
  • El solenoide necesita un amortiguador para reducir el ancho de banda del pico de voltaje y, por lo tanto, el voltaje de diafonía a las líneas de señal/retorno.
  • Los cables de señal de CC (si los hay) deben ser de par trenzado.

ingrese la descripción de la imagen aquí

  • Capuchón amortiguador con clasificación X de película plástica disponible de Digikey, etc.ingrese la descripción de la imagen aquí
Esta solución parece funcionar muchas gracias. Los cambios que hice fueron: eliminé el optoacoplador, agregué un circuito amortiguador entre los contactos (condensador de 0,12 uf, 400 VCC en serie con una resistencia de 100 ohmios) y también cambié el cable conectado al relé de neutral a vivo. Todavía usando un solo transformador con dos fuentes de alimentación de CC en paralelo. ¡Gracias de nuevo!
salud !!!!....

Lo único que tiene sentido sobre restablecer el circuito cuando se apaga el relé es que no está manejando la corriente almacenada de la parte del solenoide del relé. Haces esto con un diodo flyback, que parece que tienes uno, pero no está claro cómo lo has cableado. Asegúrese de que cuando el relé esté energizado, el diodo no lo esté. Además, siga la dirección de la corriente a través de la bobina, y cuando desactive el relé, la corriente resultante debería encontrar un camino de recirculación a través del diodo.

Si tiene un alcance, coloque una sonda en el nodo de conmutación de la bobina del relé. Cuando lo apagues, si no lo tienes conectado correctamente, verás que aumenta hasta 10 o 100 voltios.

La indicación de la información que ha proporcionado es que en realidad no está teniendo un suceso "corto". En cambio, parecería que, en cambio, está ocurriendo un bloqueo dentro de su microcontrolador. El enganche es un fenómeno que ocurre en chips IC complejos cuando se presentan condiciones de señal ilegales en los pines de la pieza y las rutas de los circuitos dispersos internos actúan como un rectificador controlado por silicio y encienden y conducen la corriente a través de partes del silicio que no son válidas para la corriente. fluir. Latchup puede variar de molesto y requiere un ciclo de energía simple para restablecer el problema a un tipo más serio donde la corriente de latch destruye críticamente todo o parte del chip IC.

El enganche generalmente ocurrirá cuando algún pin IC se lleve a una forma de voltaje sobre el riel VCC o debajo del riel GND. Los picos de voltaje acoplados en el circuito son el disparador de bloqueo habitual y pueden provenir de descargas estáticas o circuitos de conmutación. En su caso, lo más probable es que el cambio de voltaje de la red de CA esté causando picos en su circuito.

La conmutación de la red de CA con un relé electromecánico puede provocar ruido y picos de tensión de hasta 100 s de voltios. El ruido puede provenir del rebote de contacto, la formación de arcos de contacto y la conmutación de cargas inductivas. Hay una serie de cosas que puede necesitar considerar para investigar su problema.

  1. Mire su circuito con un osciloscopio para determinar si tiene picos de alto voltaje.
  2. Use el osciloscopio con las técnicas de sondeo adecuadas para ver si hay sobretensiones graves en el riel de tierra.
  3. Aprenda sobre los circuitos amortiguadores de interruptores de CA y cómo se pueden usar para reducir los picos y el ruido en los contactos de los relés.
  4. Evalúe cuidadosamente cómo ha construido su circuito. Asegúrese de aislar y mantener todos los cables de alimentación de CA completamente alejados de cualquiera de las partes de bajo voltaje del circuito.
  5. Evalúe tener un transformador completamente separado para el suministro de 8 V y utilícelo solo en el lado del relé del optoacoplador. Esto permitiría el aislamiento total de las tierras entre el subsistema MCU y el subsistema de conmutación.
  6. Verifique el uso real de relés de estado sólido reales que incorporan conmutación de cruce por cero. Estos pueden reducir significativamente el ruido y los picos de conmutación de CA.
Si realmente se estuviera bloqueando, la MCU se calentaría mucho, posiblemente hasta la destrucción, y no se reiniciaría sin un ciclo de energía, si es así. Esta es una falla 'suave'.
@SpehroPefhany: tengo que diferir contigo. El enganche puede ser suave o catastrófico.
@SpehroPefhany: la fuerte evidencia de un bloqueo suave en este caso es el aumento de la corriente extraída de la fuente de alimentación. Un software de MCU típico que simplemente se codificado no aumentaría mucho el consumo de corriente, excepto en circunstancias muy específicas, que incluyen: picos que activan la MCU desde un estado de tipo de suspensión de baja potencia o software bloqueado que cambia los GPIO al estado s que provoca una contención directa del cable del bus de otros circuitos en la placa. Estos últimos serían entradas a la MCU que tenían los GPIO convertidos en salidas en el estado opuesto.
¿No crees que el aumento de corriente podría estar relacionado con la bobina del relé?

Suponiendo que solo hace esto cuando el dispositivo está conectado, el problema es EMI de los contactos que codifican el funcionamiento de la MCU.

Su optoaislador no hace nada valioso ya que está utilizando el mismo suministro.

Intente usar un suministro diferente solo para la bobina del relé e intente limpiar su diseño alrededor del micro y el cableado a la carga. En particular, evite tener más conexiones de las que ha mostrado (como a un depurador o módulo de programación).

Puede probar un MOV a través de los contactos, pero normalmente la solución a largo plazo es un mejor relé y/o aislamiento y un mejor diseño (una placa de 4 capas con plano de tierra, por ejemplo).

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