Restablecimiento intermitente de MCLR en PIC32: implica cambiar electroimanes

Esto huele fuertemente a que las corrientes de retorno del solenoide y las rutas de retroceso inductivo no se manejan correctamente. Hay picos de voltaje grandes y rápidos en los solenoides. A veces, una de estas parejas es suficiente para el microcontrolador como para confundir su lógica interna. El mecanismo de reinicio se dispara, pero no por el pin MCLR externo.

¡Absolutamente lo primero que debe hacer es AÑADIR UN TAPÓN DE BYPASS a través de los pines de alimentación y tierra del micro! Coloque una tapa de cerámica de 1 µF físicamente lo más cerca posible entre los pines de alimentación y tierra. Este es exactamente el tipo de síntoma que causaría la falta de un tapón de derivación.

Aparte de eso, quedan dos sospechosos obvios: rutas de alimentación y corriente de retorno mal diseñadas, y contragolpes inductivos mal manejados.

Su esquema no nos da ninguna idea del diseño físico de la potencia y las corrientes de retorno a los solenoides. El bucle de corriente de la fuente de alimentación al solenoide y de vuelta a la fuente de alimentación debe tener lo menos posible en común con el bucle de alimentación del microcontrolador. Por ejemplo, si los dos comparten una sección significativa de un cable a tierra, entonces las altas corrientes de solenoide en ese cable a tierra podrían causar un rebote a tierra para el micro.

Idealmente, hay alimentaciones de energía y tierra separadas para los solenoides y el circuito digital, con estos conectados en un solo lugar cerca de la fuente de alimentación. Luego, por supuesto, debe haber una derivación adecuada de la energía en cada punto de uso en el lado digital.

Tiene un diodo que se supone que atrapa el retroceso inductivo, pero no ha mostrado ninguna especificación. No, un 1N400x no es apropiado aquí. Prefiero ver un diodo Schottky, debido a sus tiempos de respuesta muy rápidos.

La colocación del diodo también es importante. Es bueno tener algo de protección en el circuito del controlador en caso de que sucedan cosas, pero para lidiar realmente con el retroceso inductivo, debe derivarse lo más cerca posible de la fuente. Desea contener la corriente desagradable en un bucle lo más pequeño y local posible. Small minimiza su radiación y acoplamiento capacitivo a otros lugares. Local evita que provoque rebotes en el suelo y similares en otras partes del circuito.

Como experimento, intente agregar diodos Schottky en reversa a través de cada solenoide justo en el solenoide . Tal vez no pueda ponerlos allí en la producción final, pero haga el experimento de todos modos para ver si las cosas cambian.

Sospecho que al observar una higiene adecuada, las cosas funcionarán mucho mejor. Después de arreglar este lío, reflexione sobre todas las veces que le dijeron que usara tapas de derivación, coloque con cuidado las rutas de corriente de retorno, mantenga los bucles pequeños, etc., y pensó "bypass schmypass, blah, blah" . Ahora sabes por qué es importante. Sí, a veces puedes salirte con la tuya sin esto, pero tarde o temprano te alcanzará. Simplemente lo hizo.

Examinemos sus posibilidades.

El PIC tiene numerosas rutas de reinicio con varias banderas de registro para indicar la fuente del reinicio. MCLR es uno de ellos. Ya intentó vincular el MCLR directamente al riel de suministro para el PIC, por lo que puede descartar el ruido en ese pin como la fuente de este evento.

El PIC también está equipado con un reinicio de encendido que se produce si se desconecta y se vuelve a aplicar la alimentación. Asumo que usted dice que el indicador EXTR está configurado para que SOLO ese indicador esté configurado, es decir, todos los demás indicadores no están configurados. Como tal, no perdió energía en el chip.

De manera similar, la energía no se redujo o se establecería la bandera de apagón.

Entonces, ¿qué nos deja eso? El chip hizo algo internamente que no puedes explicar.

¿Qué podría causar eso? El chip tiene un regulador de voltaje interno para impulsar su circuito interno y requiere esa tapa C1. La tapa debe estar muy cerca del pin VCAP. Supongo que por ahora seguiste esas instrucciones.

Entonces, suponiendo que todo lo anterior es correcto y sabemos que el reinicio ocurre cuando cambia los solenoides, ¿qué podría estar sucediendo?

No ha indicado en sus dibujos o texto cómo se conectan las rutas de retorno (tierras) para los solenoides. Sin embargo, la posición del diodo de retorno D5 sugiere que las tierras son comunes entre la carga y la lógica. Eso sería un error. Las tierras de los solenoides deben regresar al regulador de 12 V a través de su propio camino, separadas del sistema de tierra de 5 V y el diodo de retorno debe conectarse a esa tierra. Si no lo hace, puede causar un aumento significativo, o una compensación, en el terreno de los PIC, lo que hará cosas impredecibles internamente.

Dado que las longitudes de sus cables son tan largas, también sugeriría agregar un pequeño circuito amortiguador (RC) a través del diodo de retorno.

Además, al observar el circuito de su controlador, no veo ninguna resistencia en la puerta de Q25.

Los MOSFET tienen una capacitancia significativa en la puerta tanto del drenaje como de la fuente. Eso significa que habrá un pico de corriente significativo en la salida del 74HC595 cuando encienda y apague el MOSFET. Además, cuando lo apague, el drenaje estará cerca de los 12 V y el 74HC595 tendrá que bajarlo del condensador de fuente de compuerta. Cómo se relaciona eso con el PIC y qué hace eso con las partes internas del PIC es indeterminado.

Al menos 4 rutas para trastornar la MCU (1) acoplamiento de campos eléctricos a MR (2) acoplamiento de campos magnéticos (3) colapso de VDD o sobretensión de VDD (4) alteración de GND, con las rutas de retorno FET que comparten GND con MCU

Abordemos (4) primero:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Es interesante que una BATERÍA LOCAL en los controladores FET, utilizando inductores de 1uH en la línea de 12 voltios, con 0,03 ohm Rdampen, aísle la basura del controlador FET. Ese 1uH necesita manejar alta corriente: 30 solenoides * 0.2amp = 6 amperios.

Observe la separación de GND entre los controladores FET y MCU. Al hacer la BATERÍA LOCAL, las corrientes transitorias en GND son muy pequeñas; el capacitor de 1,000uF proporciona las sobrecorrientes; si cambiar un solenoide toma 10uS, a 0.2 amperios, el VDD alterado en los controladores FET es

Si la BATERÍA LOCAL no detiene los reinicios, entonces una placa protectora puede ayudar. Para capturar la inyección de carga de Efield, ate el blindaje con CABLE CORTO a MCU TIERRA; ¿Está utilizando un plano de tierra debajo de la MCU?

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¿Qué voltaje alterado, debido a corrientes rápidamente conmutadas a través de MOSFET? [ advertencia: este ejemplo pretende molestarlo, motivarlo a que preste atención a la planificación de la PCB (o varias PCB) y los bucles. ]

Suponga que tiene 0,2 amperios, cambiando en 5 nanosegundos. Fluyendo en un cable largo. Acoplamiento magnético en un bucle de 0,1 metros * 0,1 metros (4 pulgadas cuadradas). ¿Cuál es el voltaje inducido, si la distancia es de 10 cm (0,1 metros)?

Usa la fórmula

Área = 0,1*0,1 = 0,01 metros. La distancia es de 0,1 metros. Mu0 es 4*I*10^-7. La fórmula se convierte

Vinduce = 2e-7 * 0,01/0,1 * 40 millones de amperios/segundo Vinduce = 2e-7 * 0,1 *40e+6 = 8 * e-7 * e+6 = 8 * e-1 = 0,8 voltios.

Dos FETS de conmutación simultánea: 1,6 voltios Tres FETS de conmutación simultánea: 2,4 voltios

Así que revisemos el sistema GND:

^{simular este circuito}