Autor Tema: Un problema con caída de corriente.  (Leído 8255 veces)

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Desconectado literatronic

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Un problema con caída de corriente.
« en: 03 de Abril de 2008, 19:04:03 »
¡Un saludo a todos!

Estoy leyendo unas entradas digitales por un puerto de un PIC 16F873, estas entradas viene de unos relés, los cuales se energizan en un proceso industrial que estoy vigilando, entonces lo que hago es mandar 5 V regulados desde la placa y espero a que retornen como señales digitales al abrirse o cerrarse los contactos de los relés.

El problema es que el PIC deja de transmitir información, a un PC por red RS-485, de un momento a otro, pero cuando desconecto las entradas digitales funciona bien.  Digo que es caída de corriente porque mis 5 V tienen que recorrer como 10 metros (ida y vuelta) de donde está la tarjeta a los relés.

Si alguien sabe cómo puedo solucionar este problema agradecería mucho.

Hasta luego.

Desconectado migsantiago

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #1 en: 03 de Abril de 2008, 22:50:22 »
Hola  :mrgreen:

10 metros de alambre que pasa por una máquina industrial es una fuente de ruido y resistencia mala para el pic. Mi recomendación...



El poco voltaje que viene del relevador activa el transistor de modo que...

- Cuando el relé está abierto, el PIC recibe un 1 lógico (5V).
- Cuando el relé está cerrado, el PIC recibe un 0 lógico (0V).

Esto solo resuelve el problema de la distancia pero no sabemos cómo vaya a actuar con el ruido inducido por el ambiente industrial, por ahora podrías empezar haciendo pruebas  :)


Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #2 en: 04 de Abril de 2008, 14:26:59 »
Gracias migsantiago, es una idea excelente.  Por ahora lo que hice fue poner otra fuente de 5V en el lugar donde están los relés, ya no saco los 5V de mi tarjeta, uno los negativos y listo, con esto me ahorro 5 metros de recorrido de las señales.  Mejoró el funcionamiento, ya no se me pierde tan seguido, pero sigue dejando de responder esporádicamente;  creo que el problema, como lo mencionas, es ruido.

¿Qué se le podría agregar al circuito para eliminar ese ruido?

Muchas gracias.

Desconectado flacoclau

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #3 en: 04 de Abril de 2008, 16:28:43 »
Hola como dice Migsantiago el problema principal seguramente es el ruido, o quizás algun bug en el programa, pero me inclino más a lo primero, creo que la solución podría ser optoacopladores.
incluso dejas las tierras y las alimentaciones separadas.

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Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #4 en: 04 de Abril de 2008, 17:37:49 »
Gracias flacoclau por tu idea, también está muy buena y podría ser una solución excelente, pero por ahora, como ya tengo una tarjeta (PCB) montada me gustaría poder aprovecharla (para tarjetas futuras seguro que no voy cometer el mismo error), es decir, necesito eliminar ese ruido con dispositivos no muy robustos que pueda poner en las líneas de entrada por ejemplo;  en el hilo sobre ruido que está con chincheta vi que un circuito tenía condensadores de 1nF a tierra en unas entradas.

¿Ustedes creen que con estos condensadores podría solucionar mi problema?

Otra pregunta: leí también que poner un condensador y otra resistencia, fuera de la de 10K a +5V, en el pin MCLR servía para eliminar ruido, pero no entiendo cómo conectarlos, si alguien me puede mandar un esquema lo agradecería.

Hasta luego.
 

Desconectado Gonzalo_BlackHawk

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #5 en: 04 de Abril de 2008, 18:57:23 »
Hola a todos. Bueno, si ya tienes el PCB armado no te queda otra que emparchar el problema, los problemas de ruido no tienen porque ser un dolor de cabeza si se solucionan en la etapa del diseño pero en este caso haremos lo que podamos. Supongo que el ruido inducido es el de 50 o 60 Hz por lo que descartemos el uso de bobinas, ademas si ya tienes el PCB armado no es viable esta solucion. Recomiendo la colocacion de capacitores cerámicos de 100 nF en paralelo con un capacitor electrolitico de 10 uF entre los 5V y masa colocados lo mas cerca posible de la alimentacion del micro y otro para lo mas cerca posible de la salida de los reguladores de tensión. Ademas prueba de colocar a la entrada de la señal digital un filtro pasabajo pasivo (una red RC) con una frecuencia de corte baja, tal vez 10 o 20 Hz, puede ser una resistencia de 10 K y un capacitor de 1 uF (En lo posible de tantalio o OSCON, los electrolíticos de aluminio no son buenos para filtrar ruidos). Si esto no funciona tno desesperes, puede intentar usar TVS, varistores o como solución radical la utilización de cable apantallado.

Con respecto a los optoacopladores no deberian ser necesarios, y sin querer ofender a flacoclau, la gente tiende a usarlos en cualquier lugar para filtrar ruidos cuando en realidad no es ni la mejor solución para ello, ni la mas económica, ni la que ocupa menor espacio. Perdon flacoclau, jaja, es una opción válida sin embargo! En lo que si estoy de acuerdo con flacoclau es que utlizes masas separadas y alimentaciones separadas, es una muy buena aproximacion a la solución.

Por ultimo y segun lo comentado acerca del pin MCLR ya no puedes hacer mucho si tienes el PCB armado pero aqui te paso el circuito que yo utilizo en casi todos los casos de diseño y que ha demostrado ser mas que sencillo y robusto frente a los ruidos (obviamente tomando otros recaudos).

Saludos a todos.
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Desconectado manex_1987

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #6 en: 04 de Abril de 2008, 20:22:13 »
Ademas de todo eso, para minimizar el ruido generado por el cable de 10m, no estaria de mas que este fuera apantallado a tierra. Aunque a lo mejor ya no es posible.

Desconectado migsantiago

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #7 en: 04 de Abril de 2008, 22:46:31 »
Recomiendo la colocacion de capacitores cerámicos de 100 nF en paralelo con un capacitor electrolitico de 10 uF entre los 5V y masa colocados lo mas cerca posible de la alimentacion del micro y otro para lo mas cerca posible de la salida de los reguladores de tensión.

Esa es una buena recomendación, prácticamente no debe existir un circuito con pic sin esos capacitores, sea el ambiente que sea en donde se vaya a poner a trabajar.

Desconectado flacoclau

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #8 en: 04 de Abril de 2008, 22:59:27 »
Hola a todos. Bueno, si ya tienes el PCB armado no te queda otra que emparchar el problema, los problemas de ruido no tienen porque ser un dolor de cabeza si se solucionan en la etapa del diseño pero en este caso haremos lo que podamos. Supongo que el ruido inducido es el de 50 o 60 Hz por lo que descartemos el uso de bobinas, ademas si ya tienes el PCB armado no es viable esta solucion. Recomiendo la colocacion de capacitores cerámicos de 100 nF en paralelo con un capacitor electrolitico de 10 uF entre los 5V y masa colocados lo mas cerca posible de la alimentacion del micro y otro para lo mas cerca posible de la salida de los reguladores de tensión. Ademas prueba de colocar a la entrada de la señal digital un filtro pasabajo pasivo (una red RC) con una frecuencia de corte baja, tal vez 10 o 20 Hz, puede ser una resistencia de 10 K y un capacitor de 1 uF (En lo posible de tantalio o OSCON, los electrolíticos de aluminio no son buenos para filtrar ruidos). Si esto no funciona tno desesperes, puede intentar usar TVS, varistores o como solución radical la utilización de cable apantallado.

coincido plenamente contigo


Con respecto a los optoacopladores no deberian ser necesarios, y sin querer ofender a flacoclau, la gente tiende a usarlos en cualquier lugar para filtrar ruidos cuando en realidad no es ni la mejor solución para ello, ni la mas económica, ni la que ocupa menor espacio. Perdon flacoclau, jaja, es una opción válida sin embargo! En lo que si estoy de acuerdo con flacoclau es que utlizes masas separadas y alimentaciones separadas, es una muy buena aproximacion a la solución.


No coincido contigo  :D :D

Bueno hablando enserio, por favor no me ofendes para nada y espero tampoco tu te sientas así por disentir contigo  :)
 No descarto el uso de un transitor como separador, pero creo los opto son una buena herramienta para separar la señal del ruido, ya que de entrada tenemos los circutos aislados (masas y alimentaciones), mas allá de la pequeña capacitancia que pueda haber entre el transistor y el led internos del opto, nunca la señal que llega al micro va a sobrepasar la tensión de alimentación, siendo que con un transistor comparten la alimentación por lo que un buen pulso de tensión, proveniente del mismo relé o captado por el cable desde algún motor pasaría directamente a la alimentación de la placa original, incluso creo que los debería agregar en la salida hacia los relés, tampoco son algo caro, quizás unos centavos más que los transistores, en cuanto al espacio no sé si ocupan más que los transistores polarizados con todas sus resistencias, calculo que se podría hacer una plaquita con un par de conectores iguales a los de la placa original y luego interceptar los cables de entrada y salida a la misma sin modificar mucho el conjunto, siempre y cuando quede algún espacio en el gabinete.

saludos!!!








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Desconectado Gonzalo_BlackHawk

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #9 en: 06 de Abril de 2008, 20:49:38 »
Hola a todos. Flacoclau, no me molesta que disientas conmigo, es mas me agrada poder enfrentar opiniones, uno siempre saca conocimientos de las refutaciones, si siempre estariamos todos de acuerdo, cuando aprenderiamos!?!! :D

Me he expresado mal o bien no se entendio mi idea, en realidad no opinamos tan distinto, los optoacopladores son muy buenos para AISLAR dos circuitos, es decir tal como tu lo has expresado, permiten separar masas y alimentaciones, lo que es sumamente importante. Yo siempre he predicado con el hecho de colocar planos de masa  y alimentaciónes separados para la parte de potencia, digital y analógica, es mas estoy casi en matrimonio con la configuración de estrella  :D (aunque hay casos donde no es conviente aplicarla). De ahi que en mi opinión recomende tu observación sobre utilizar masas y alimentaciones separadas.

A lo que referia mi mensaje es que los optoacopladores de cualquier tipo (BJT, UJT, SCR, TRIAC, ST) NO son buenos para FILTRAR señales, con filtrar me refiero a eliminar el ruido modulado sobre una señal que puede ser analógica o digital. Para ello hay soluciones que requieren un poco mas de calculo pero con las que se obtienen resultados mas concretos como son los filtros pasivos RC-RL-LC, los activos como el Sallen-Key, los TVS, los diodos Schottky, los varistores, las bobinas de choque, los filtros toroidales en modo común o diferencial, y bueno, si seguimos con la lista podemos terminar en los filtros digitales implementados mediante DSP. No voy a mentirles, yo uso optoacopladores en mi diseños para el manejo de señales, no soy enemigo de ellos ni mucho menos, pero los utilizo con discresión y en criterio a la aplicación para la que fueron diseñados, AISLAR. Generalemente, evito el uso de optoacopladores en el tratamiento de señales analógicas porque la mayoria, sino todos ellos, modifican y distorsionan la proporcionalidad o la curva de variación de la señal, y luego hay que aplicarles la correción correspondiente. Para lo que si lo utilizo es para aislar señales digitales pero siempre luego de haber aplicado el filtrado y las protecciónes contra sobretensiones , ya que por más robustos que sean los optoacopladores, sin protecciones antes de este, quien protege al diodo emisor del optoacoplador???

Bueno, vayamos a la cuestión por la que se creo este tema, que es el circuito expuesto por literatronic. En mi ultimo mensaje (despues de este claro esta!  :)) coloque una imagen con el circuito ahora con un filtro RC, flacoclau expuso correctamente que el transistor deberia ser reemplazado por un optoacoplador tal como el habia comentado a priori. La combinación de filtro-optoacoplador (el filtro antes del optoacoplador, o bien puedes agregar otro filtro despues del optoacoplador) seria la mejor solución a los problemas de literatronic. Sin embargo, y por eso es que no he colocado un optoacoplador, el PCB ya esta hecho y como en el se ha colocado un transistor pense en que solo deberia colocar el capacitor y la resistencia y dejar el resto del circuito como esta, para evitar tener que realizar demasiadas modificaciones. Pero tal como he dicho anteriormente y para concluir, tu solución flacoclau es muy válida tambien!!!

Saludos a todos desde Argentina.
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Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #10 en: 07 de Abril de 2008, 11:49:43 »
Gonzalo muchas gracias por los esquemas, de verdad que antes de hacer este montaje no existía el ruido para mí, ahora a cambiar los diseños que funcionan también en el laboratorio, ja ja

Les cuento, lo que hice fue cambiar el cable que estaba utilizando por uno apantallado y la cosa mejoró, pero sigue fallando.  Ahora que he estado mirando todas las opciones que me han dado lo que me queda por hacer es empezar a filtrar esas señales digitales que vienen "sucias" desde los relés, y que como dice Gonzalo pueden ser por Voltaje de CA;  entonces, según lo que entendí, sería ponerle una resistencia y un condensador como muestro en la imagen adjunta, si estoy equivocado decirme cómo van por favor.

Otra cosa es que dicen que las tierras de las dos alimentaciones deben de ser independientes, pero si no las uno no me funciona, es decir, necesito la misma referencia para que mi PIC pueda leer las entradas digitales bien, o es que ¿estoy cometiendo algún error y no me he dado cuenta?

Muchas gracias.

Desconectado Gonzalo_BlackHawk

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #11 en: 07 de Abril de 2008, 13:59:17 »
Bien literatronic, el tema de la independencia y el ruteado de las masas y de las alimentaciones puede a veces ser bastante engorroso pero es tan importante que la mayoria de las veces es preferible complicar un PCB para poder hacer frente a las especificaciones "anti-ruido" por asi decirlo.

No se como te ha quedado el circuito, pero si has utilizado optoacoplador puedes independizar totalmente las alimentaciones utilizando dos fuentes, pero no es lo mas barato, ni lo mas compacto, ni lo mas recomendable en este caso pues tampoco tienes una condicion atmosferica de ruido critica. Sin embargo, si quieres hacerlo aqui te dejo un esquema:

Entrada digital de PIC con optoacoplador

No tomes el esquema tan en serio, es tan solo un esquema indicativo, faltan algunos filtros por ejemplo, no es el mejor ni mucho menos, estoy seguro que funciona pero mi intención era que observes que ninguna de las alimentaciones esta conectada entre si, lo cual favorece a la prohibición de transmisión de ruido a traves de la alimentación.

Ahora bien, si no vas a utilizar optoacoplador y si solo quieres utilizar una fuente, no puedes tener masas ni alimentaciones totalmente independientes, pero si puedes tomar ciertas consideraciones en el ruteado y el cableado para evitar que el ruido inducido en la linea de alimentación perturbe el circuito del PIC. El siguiente esquema tal vez te pueda aclarar el concepto:

Entrada digital de PIC sin optoacoplador

Aunque a simple vista no haya diferencias apararentes en ambos circuitos, en el segundo las corrientes de alimentación del circuito del PIC y de los reles circulan por pistas diferentes lo que evita las caidas de tensión y las fluctuaciones provocadas por la conmutación de los reles y el ruido externo sobre el circuito digital del PIC. Te recomiendo que pruebes esta configuración pues no requiere grandes cambios en el PCB y en general da buenos resultados.

Mira, el tema de ruteado de alimentaciones en PCB es muy amplio y si uno quiere hilar fino debe ya entrar en el campo de la compatibilidad electrómagnetica y leer bastante teoria, si quieres informarte aunque sea un poco y rapidito puedes leerte algunos de los temas de este subforo como "Hablemos de ruido" entre otros. Hay personas que se han tomado el increible trabajo de sintetizar este complejo tema para que aquellos que lo desean puedan perderle el miedo al ruido  :mrgreen:. Estoy en estos momentos desarrollando una guia rapida para el desarrollo de PCBs que brinda consejos puntuales para diseñar un circuito sin entrar en tediosos desarrollos teóricos, mi intención es crear un pequeño apunte que sirva como guia para tener a mano a la hora de diseñar un PCB. Sin embargo, estoy bastante ocupado con la facultad y mis dos trabajos que te recomiendo que leas algo en este foro mas que esperar a volverte viejo para leer mi apunte  :D.

Esperamos a que nos cuentes como te ha ido. Saludos a todos.
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Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #12 en: 07 de Abril de 2008, 14:23:38 »
Creo que voy por buen camino;  ya aterricé el blindaje del cable y mejoró, pero voy a montar en una tarjeta auxiliar los opto acopladores, como en el esquema de Gonzalo, a ver cómo funciona y por ahí derecho aprendo para futuras aplicaciones.  Ya les estaré contando como me va, gracias.

Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #13 en: 08 de Abril de 2008, 14:30:08 »
¡Listo el problema de ruido!

Utilicé los opto acopladores PC817 siguiendo el esquema de Gonzalo y está funcionando perfecto.

Muchas gracias a todos.

Desconectado literatronic

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Re: Un problema con caída de corriente.
« Respuesta #14 en: 14 de Abril de 2008, 11:18:33 »
¡Listo el problema de ruido!

Utilicé los opto acopladores PC817 siguiendo el esquema de Gonzalo y está funcionando perfecto.

Muchas gracias a todos.

Todavía con problemas.

Pensé que ya lo había solucionado y que lo que faltaba era darle más tiempo al micro para responder a la pregunta del PC, pero se sigue perdiendo, le pregunto 5 veces y no responde, y es cuando trabajo con las 4 entradas digitales al mismo tiempo.

El esquema que utilicé fue el de flacoclau, el que está al principio del hilo, pero con los opto acopladores PC817.  No entiendo porque hay todavía ruido si las señales que vienen de los relés están aisladas de los pines del PIC por los optoacopladores (no tienen tierra común).

¿Será que sí le agrego algún condensador a las entradas digitales el problema se soluciona?


 

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