Выход регистра сдвига на реле

извините за длину.

Это продолжение моего недавнего вопроса . У меня 8-релейная плата с оптопарой, которую я пытаюсь подключить к своему микроконтроллеру. Я поместил сдвиговый регистр 74HC595, чтобы объединить входные порты. При этом, однако, доска демонстрирует странное поведение.

Если я не подключаю что-либо, или просто небольшую нагрузку на реле, все работает нормально, используя сдвиговый регистр. Они включаются и выключаются без проблем. Как только я подключаю на реле 1-амперный насос, можно услышать срабатывание реле, и оно быстро отключается. Индикатор IN1 (схема выше) также загорается на доли секунды. Хотя иногда (1 из 5) реле и насос фактически остаются включенными. Вот где это становится странным; если я снимаю сдвиговый регистр и напрямую подключаю контакты к микроконтроллеру, он прекрасно работает при включении насоса.

Таким образом, возникли помехи в сдвиговом регистре, но насколько я понимаю конструкцию релейной платы, сдвиговый регистр питает только светодиод в оптопаре (U1) и никоим образом не подключен к какой-либо другой части схемы (сдвиговый регистр). и контроллер были запитаны от батареи). Плата также имеет активный низкий уровень, так что, насколько я понимаю, сдвиговый регистр пропускает ток от оптопары. Может быть, оптрону требуется больше тока для переключения более высокой нагрузки, чем может смещать регистр сдвига? Я могу быть далеко, потому что это сбило меня с толку. Кроме того, есть ли способ, которым могут возникнуть помехи, даже если они изолированы от батареи?

Все тесты проводились с использованием аккумулятора, питающего микроконтроллер \ сдвиговый регистр, и очень простого эскиза, нацеленного только на один сдвиговый регистр по байтам.

8-контактное реле ( информация ): в настоящее время он настроен на отдельную настенную бородавку 5 В для питания реле. Микроконтроллер обеспечивает 5 В для питания только оптопары.

Я ценю любую помощь, которую вы можете оказать мне.

Обновление 13 августа:

До сих пор не пошло, но я провёл ещё кучу тестов: сдвинул регистр переключения и Arduino на 3 фута от реле и сетевого питания. Оба были запитаны от 9В батареи. Единственное, что было подключено к релейной плате, - это шина 5 В от Arduino и 8 проводов от регистра сдвига до входов релейной платы. Те же результаты, свет 100 Вт работает отлично, насос вызывает его срабатывание. Если я уберу сдвиговый регистр и подключу выходные контакты непосредственно к Arduino, насос включится без проблем.

Просто чтобы убедиться, что ничего не происходит с выделенной настенной бородавкой на 5 В, которая питает реле, я отключил ее и заменил перемычку на JD-VCC и VCC и подключил заземление Arduino. Тот же самый результат, свет 100 Вт работает, насос заставляет его работать.

Это должен быть сдвиговый регистр.

Я также поместил развязывающий конденсатор емкостью 47 мкФ на силовые шины, а рядом со сдвиговым регистром - 104.

Сегодня вечером я попытаюсь поставить мультиметр в линию с одним из выходных контактов, я хочу посмотреть, какой ток вытягивает оптопара.

У меня тоже есть осциллограф, так что я все еще учусь его использовать, но, возможно, я смогу выяснить, как измерить любые помехи на шине 5 В или в выходных линиях.

Обновление 14 августа:

Мне удалось запечатлеть это с помощью моего осциллографа. Rigol WFM файлы ниже. Первый канал подключен к выходному контакту на регистре сдвига. Второй канал прикреплен к шине 5V.

Файлы WFM

Я только что провел некоторое тестирование, и мне удалось воспроизвести шип 500 мВ-1 В (иногда это был спад) как на шине 5 В, так и на одном из выходных контактов из регистра сдвига. Это проблема правильно? Будет ли этот тип всплеска заставить регистр сдвига отключиться и вести себя странно?

15 августа:

Ниже приведен снимок, когда я вручную включаю \ выключаю насос. Не использовать сдвиговый регистр, чтобы сделать это. Синяя линия - это выходной контакт регистра сдвига 1, желтая линия - 5 В.

Я также сделал несколько снимков установки:

Полный размер

Полный размер

У меня также есть сообщение на форуме, к которому я также обновляю результаты: Arduino Forum

16 августа:

Сегодня я смог сделать лучшую картину. Я не осознавал, что осциллограф захватывает только столько точек при работе с интервалами в 1 секунду (теперь это имеет смысл). Вот злой EMI над контактом 1 из регистра сдвига:

Я собираюсь забрать все рекомендованные компоненты в эти выходные и попробовать добавить их по одному.

18 августа:

Проблема подтверждена. Насос создавал так много шума, что ничто, что я мог сделать на линиях малой мощности, не могло содержать пульсации. Те рябь, где они попадают в регистр сдвига, синхронизируют \ защелки \ булавки данных и вызывают повреждение \ сбрасывают.

Поэтому я пошел в крайнюю крайность и разорвал цепь сетевого фильтра APC Rack для защиты от перенапряжений и поставил ее перед насосом.

Теперь на любой из линий почти нет бликов. Ура!

Теперь весь смысл заключался в том, чтобы сохранить это в этом месте, так что я собираюсь посмотреть, смогу ли я сделать более компактную версию, так как я думаю, что эта плата излишня, и мне понадобится один для каждого из 5 насосов, которые у меня есть. Я начну с одного MOV и посмотрю, насколько он снижает шум.

Проблема решена: я решил купить линейный фильтр, чтобы посмотреть, смогу ли я отфильтровать шум насоса прямо у источника. Я купил это: Delta High Performance Filter . Теперь я даже не получаю ничего, кроме щелчка на осциллографе.

Спасибо всем за помощь, я хотел бы отметить всех вас как решателей, но я не могу, поэтому я просто дал это тому, кто предложил большинство советов.

Как устроен сдвиговый регистр? У вас есть байпасный конденсатор 0,1 мкФ на силовых проводах рядом с корпусом ИС?

Для меня это звучит как шум, особенно потому, что он срабатывает только при нагрузке на реле. Тот факт, что это приводит к сбросу состояния регистра сдвигового регистра, заставляет меня думать, что это проблема питания.

Кроме того, как вы проводите сдвиговый регистр.
С 74HC595 вам необходимо:

• Свяжите два регистра часов (контакты 11 и 12)
• Вытяните штырь мастер-сброса высоко (соедините штифт 10 к VCC)
• Потяните низкую линию выходного разрешения (соедините контакт 13 с землей)

Наконец, вам нужен байпасный конденсатор 0,1 мкФ между контактом 16 (Vcc) и контактом 8 (Gnd).

Попробуйте отодвинуть Arduino как можно дальше от модуля реле и насоса. Также убедитесь, что любые (насосные) кабели питания не находятся рядом с Arduino.

Затем используйте некоторую витую пару или кабель CAT5 для отправки сигнала включения / выключения от Arduino.

Я не могу открыть файл wfm (я думаю, что это некоторые шестнадцатеричные значения, но это будет трудно визуализировать, если все равно будет открыт), но из вашего описания это звучит так, как будто вы захватили событие.
Этот всплеск (который может быть быстрее / больше, чем показано в вашей области в зависимости от BW и настроек), вероятно, будет проблемой. Как такой шип попадает на ваши рельсы, еще предстоит выяснить - я думаю, что на этом этапе одна или две фотографии вашей установки, вероятно, очень помогут, и, если возможно, подробная схема всей вашей проводки (насос, релейный модуль, все блоки питания, ардуино и т.д)

Адаптер реле и земля Arduino связаны между собой?

РЕДАКТИРОВАТЬ - глядя на картинку, макет выглядит не очень хорошо, он немного тесноват. Кажется, что под модулем реле проложены сетевые кабели - это может быть связь с изолированной стороной Arduino. Попробуйте убрать это, если можете.
Также вы действительно должны использовать CAT5 или аналогичный для сигнала регистра сдвига - запустите его вместе с 5V, чтобы уменьшить площадь петли.
На этом этапе я бы также попытался добавить пару диодов с обратным смещением к 5 В и заземлению с выхода регистра сдвига, чтобы зафиксировать любой всплеск, который появляется (опционально стабилитрон 5 В, но хорошая идея, если у вас есть)

Вы также можете поместить небольшой конденсатор от линии к земле (например, 100 нФ), так как это всего лишь сигнал переключения.
Чтобы полностью убедиться в отсутствии связи между тем, чего не должно быть, вероятно, стоит проверить целостность цепи заземления Arduino и модуля реле, а также Arduino 5V и Relay 5V.

Это, безусловно, звучит как проблема электромагнитных помех.

Заземление источника питания Arduino должно быть подключено к «зеленому заземлению» вашей локальной системы электропитания. Можно использовать заглушку с одним проводом для «зеленого заземления».

Попробуйте физически отделить проводку насоса от микрокомпьютера.

Вы также можете добавить «подавитель перенапряжения» MOV (металлический оксидный варистор) через насос, чтобы поглотить пики, которые могут возникнуть при переключении нагрузки.

Какой уровень напряжения и тока у насоса?

Ваша проводка выглядит правильно.