Avrei bisogno di comandare con un Arduino Nano alcuni relè Finder 40.52 a 24 Vdc che a loro volta comanderanno altre apparecchiature con la stessa 24 Vdc.
Realizzerò un pcb su misura e comanderò i relè con fotoaccoppiatori e transistor e volevo alimentare con un LM2576 il Nano, prendendo a monte ancora la stessa 24 Vdc; il mio dubbio è che così facendo renderei inutili i fotoaccoppiatori in quanto almeno il GND sarà comunque in comune e potrebbero passare i disturbi che mi proponevo di evitare.
La domanda di interesse generale è: a che livello di indipendenza devono essere le alimentazioni tra i lati di un fotoaccoppiatore? 2 alimentatori di rete o 2 batterie indipendenti, 2 avvolgimenti separati di un trasformatore (presumo che quelli 12/24 Vac per esempio, avranno un unico avvolgimento con presa a 12Vac e quindi non saranno isolati galvanicamente)....
No, non sono inutili gli opto, se dall'alimentazione a monte parti con due fili GND fisicamente (ma non galvanicamente) separati, uno per la sola logica e uno per il resto al di là degli opto. Il principio è che nessun picco/buco di tensione condotto lungo GND da quello che c'è oltre gli opto deve passare "attraverso" la logica, ma andare direttamente verso la sorgente di alimentazione (argomento: star ground)
Buono a sapersi; sembra il principio delle calze schermo nei cavi usate come negativo che raccolgono comunque i disturbi ma li convogliano in un punto ove non si propagano.
A questo punto devo fare attenzione a disegnare le piste del circuito stampato e a non fare un piano di massa unico, ma fermarmi dal lato a 5 Vdc e fare normali piste GND lato 24 Vdc.
Mentre la separazione delle alimentazioni come ipotizzato è migliorativa o crea altri problemi?
La separazione degli alimentatori migliorerebbe notevolmente il problema, ma con un trasformatore con uno stap intermedio a 12 V come indicato sopra non si otterrà un isolamento galvanico completo. Utilizzate due trasformatori o alimentatori separati, uno a 24 V e uno a 5 V, in questo modo l'isolamento con l'optoaccoppiamento è completo e non è necessario unire i GND delle parti di alimentazione e logiche.
Salute.
Che risolve/attenua un possibile problema, e ne fa entrare un altro, le piste sottili a differenza di un piano di massa sono induttanze e si accoppiano induttivamente e capacitivamente con le piste adiacenti. Non esiste LA soluzione universale, ma il caso specifico.
Per quanto riguarda le alimentazioni e GND completamente separate, anche in questo caso non va sempre tutto liscio, vedi il mio post: Connessione USB che si interrompe
Anche gli optoisolatori non sono immuni da disturbi, sono certamente barriere galvaniche, ma burst a radiofrequenza o intensi campi elettrici li attraversano tranquillamente come condensatori da pochi pF.
Quindi, in caso si utilizzasse una sola fonte di alimentazione sarebbe meglio usare un solo pcb con piano di massa su tutta la superfice o realizzare stampati indipendenti e curare i collegamenti come suggerito nei primi post?
Tutti questi dubbi nascono dal fatto che ho a che fare con schede elettroniche (ascensori) che non usano per niente opto fra circuiti logici a 5 Vdc e circuiti ausiliari a 24 Vdc e questi ultimi sono costituiti da cavi e fili lunghi decine di metri che sono delle antenne.....
E per comandare i relè a bordo scheda usano transistor o ULN anche qui senza opto.
Vero è che che gli ingressi non finiscono direttamente sul processore principale per ogni ingresso si riconoscono diversi componenti passivi (resistenze condensatori diodi anche zener) e attivi (buffer o qualcosa di simile leggendo le sigle).
Potrei chiedere ai progettisti di queste schede ma dubito che mi risponderebbero; penserebbero che voglia fargli concorrenza....
Non volevo scrivere, ma adesso posso dire liberamente.
Quelle schedine relay opto isolate sono nate proprio per gli obbisti. Pensa che su un controller poco più grande di un pacco di sigarette ci hanno messo un display 7x4 seg, trasfo, 3 relay di cui uno lavora con carico induttivo (motore AC) 1kW e il 328 o atmega16, come hanno fatto?
Filtri LC, layout del PCB, soppressori, snubber ecc. https://www.hawco.co.uk/en/carel-easy-range.
... si può dire anche più chiaramente ... sono proprio "monnezza" fatta solo per giocare ... per "lavorare" le cose bisogna progettarle in funzione dell'utilizzo con tutte le conoscenze del caso!
No non è per questo che non ti risponderebbero, ma perché:
il disegno del PCB fa la sua parte in unione ai componenti elettronici.
la progettazione dei circuiti la fanno gli ingegnere specializzati per quel tipo di applicazione, se non sono specializzati in HF allora commissionano un modulo alle aziende specializzare in HF.
Chi produce disturbi deve essere curato, chi riceve disturbi deve essere curato e non esiste una soluzione semplice del tipo fai questo sei a posto.
I prototipo in laboratorio funzionano sempre, poi i problemi si presentano nell'istallazione finale, quini i prototipo vanno testati nelle condizioni operative reali e se queste sono simulate i denari in attrezzatura e apparecchiature sono sempre pochi pure se hanno sei zeri.
Non volevo scrivere per non sollevare un problema che l'utente non avrebbe compreso per mancanza di competenza, però visto che l'utente si è posto il problema possiamo discuterne.
Di recente ne ho visto di apparentemente decenti sempre ppto isolati 5mA per il led opto. Relay sembrano Ok.
Il discorso è che separare le masse non risolve i problemi di cattiva progettazione. Se c'è uno o più fine corsa meccanico allora si l'opto ci va e ci va anche altro probabilmente in sostanza non ho la soluzione in tasca.
PCB:
Sul piano di massa se lo vogliamo usare come schermo non ci deve scorrere corrente. Hai il tuo bel piano accanto a questo una pista corre seguendo il piano (anche no) in questa ci scorre corrente.
Il problema non è la massa in comune, ma la corretta progettazione del circuito di massa, in maniera tale che i disturbi e i picchi di assorbimento dei vari carichi non vadano a interferire con l'alimentazione del microcontrollore e con i segnali in ingresso.
Vero quello che dici ma vi è anche un pò di gelosia: alcuni in passato carteggiavano gli integrati per non far vedere le sigle ed ancora oggi con la scusa di etichettare la versione molti coprono la sigla del processore principale.
Nel mio campo invece, come già indicato, gli ingressi optoisolati sono una rarità: oggi ho controllato una delle poche schede rimaste in THT e tra gli ingressi ed il processore ci sono una rete di componenti passivi e dei 74HC573 che sono, stando al datasheet, dei tri-state octal D-type latch, mentre una scheda ausiliaria con 8 relè finder 40.52 questi vengono comandati da una decodifica e da un ULN2804 direttamente e non ho visto nemmeno i diodi in antiparallelo sulle bobine.
Per il resto sono un autodidatta alle primissime armi sia in elettronica che in progettazione e sbroglio di pcb, però vorrei evitare di seguire come una scimmia dei tutorial su internet e quindi ogni tanto mi pongo delle domande...
@walther68: per tua cultura ti do un documento che affronta solo UNO dei tantissimi problemi che si hanno nel disegno di circuiti stampati ... quello del "controllo dell'impedenza delle tracce" ...
Scaricato il link, per il resto spero di trovare qualcosa in italiano.
Immaginavo perchè ho visto cosa succede a dimenticarli...
Kicad versione 5.1.12 su win 7 e 10; ho anche una macchina win 10 con la 6.06 ma non la uso perchè le due versioni non sono compatibili o meglio la versione 6 apre i file della 5, ma poi al salvataggio li converte nel nuovo formato e non si possono più lavorare con la 5 e dato che mi trovo meglio con quest'ultima, evito.
Accanto ad ognuno ci deve essere un condensatore da 100nF (104) connesso tra VDD e VSS, osserva le piste di questi due terminali, seguile e fatti delle domande.
Il condensatore antidisturbi sulle alimentazioni certo; lo metto scimmiescamente anche io sulle alimentazioni degli AtMega e su eventuali altri integrati e cerco di metterlo il più vicino possibile ai piedini e con piste corte, però non avevo pensato di guardare se c'è qualche accorgimento meno ovvio.
Qui si va sul difficile: ricordo di aver toccato l'argomento l'ultima volta più di 30 anni fa applicato all'elettrotecnica e di non averci capito molto allora, figurati adesso
La parte logica deve essere un'isola. Può pure esserci il piano di massa comune ("rumoroso", magari anche collegato a terra), ma quello della logica ("silenzioso") in cui deve esserci la sola logica, va collegato al piano globale tramite piste molto sottili che fungano da impedenze contro i disturbi impulsivi.
Quindi riassumendo, la zona ove c'è l'Arduino Nano o eventualmente il processore sciolto, può/deve avere un piano di massa, ma quella a valle degli opto no e questa dovrebbe essere collegata al GND della morsettiera di alimentazione con una sola pista di spessore minimo compatibilmente con gli assorbimenti della zona a 5 Vdc magari non affiancata a quella del positivo?
