نویز در میکروکنترلر avr

[.sOuDeH. 16,059]

روشهای کاهش نویز در میکروکنترلرهای AVR :

 

منشاء نویز تاثیر گذار روی AVR از عوامل زیر میتواند ناشی شود:

1- نویزی که از طریق منبع تغذیه وارد میشود وعملکرد میکروکنترلر را مختل میکند.

2- نویزی که قطعات موجود در مدار تولید و به پایه های ورودی و خروجی و تغذیه میکروکنترلر تزریق میکنند.

3- نویز تشعشعی که با القاء میدانهای الکترومغناطیسی در کار میکروکنترلر اختلال ایجاد میکند.

 

برای خنثی سازی این عوامل میتوان به راهکارهای زیر متوسل شد: 1- انتخاب مارک معتبر AVR که در کشور و کارخانه و GRADE معتبر ساخته شده باشد.

2- استفاده حتی الامکان از پکیج های MSD که معمولاً نسبت به نوع DIP آن از نظر عمکرد وضعیت بهتری دارند.

3- قرار دادن EMI FILTER + VDR و حداقل یک خازن 100nF و ولتاژ 400V در ورودی منبع تغذیه در حالتیکه تغذیه از برق شهر یا ژنراتور یا مانند آن باشد.

4- در صورت استفاده از یک منبع تغذیه سویچینگ باید طراحی منبع تغذیه به گونه ای باشد که تمهیدات لازم برای مقابله با شرایط نویز در آن وجود داشته باشد.

5- در صورت استفاده از منبع تغذیه خطی:

الف) ولتاژ خروجی ترانس تغذیه باید برای 20% بزرگتر از مقدار معمول آن باشد.

ب) در خروجی پل دیود باید خازن الکترولیت با مقدار کافی و مارک معتبر به موازات یک خازن حداقل 470nF قرار داده شود.

ج) رگولاتور باید به صورت دو مرحله ای باشد. مثلاً ابتدا یک 7812 و بعد یک 7805

د) در خروجی رگولاتورها یک خازن 1000µF به موازات یک خازن 10µF Tantalum به موازات یک خازن 1000nF قرار داده شود. به منظور جلوگیری از سوختن رگولاتورها به دلیل وجود خازن 1000µF (در هنگام خاموش شدن مدار و تخلیه خازن در رگولاتور) یک دیود معکوس باید بین ورودی و خروجی آن قرار داده شود.

6- زنر از نوع fast و با ولتاژی اندکی بزرگتر از ولتاژ تغذیه باید در خروجی تغذیه های 5 و 12 ولت موازی شود.

7- بین تغذیه میکروکنترلر و تغذیه خروجی رگولاتور باید یک ***** LC با مقدار مناسب باید تعبیه شود. مقدار سلف باید در کمتر از 1mH و خازن از نوع 10µF Tantalum و به موازات آن یک خازن 100nF Multilayer باشد. مقاومت اهمی سلف نباید به حدی باشد که افت قابل توجهی روی آن ایجاد شود. جریان قطعات جریان کش مانند 7 segment نباید از این تغذیه تامین شود و باید به قبل از سلف متصل شود.

8- ایزوله کردن ورودی و خروجی های میکروکنترلر به وسیله اپتوکوپلرها از منابعی که میتوان نویز را از طریق پورت های آن تزریق کرد.

9- قرار دادن یک صفحه زمین در زیر میکروکنترلرهای SMD در طراحی PCB

10- طراحی اصولی PCB با توجه به منابع موجود و تقسیم ستاره ای GND به گونه ای که جریان یک بخش روی بخشهای دیگر اثر نگذارد. 11- استفاده از کریستال خارجی و فعال کردن فیوز بیت CKOPT و یا اسیلاتور خارجی با طراحی معتبر.

12- فعال کردن watch Dog Timer

13- فعال کرئن Brown Out Detection و انتخاب سطح ولتاژ پایینتر برای این حفاظت.

14- استفاده از یک خازن 1nF در ورودی وقفه های خارجی فعال.

15- قرار دادن خازن های 100nF در نقاط مختلفی که دور از تغذیه اصلی قرار دارند و جریان کشی دارند ، اعم از ICها و تغذیه LCD و سون سگمنت

16- با توجه به اتصال AVcc و خود داری از عدم وصل آن ، حتی در صورتی که از ADC استفاده نشود و قرار دادن یک خازن 100nF در ورودی VRef در شرایطی که ولتاژ خارجی به آن اعمال نمی شود.

17- اتصال تمام پایه های GND و Vcc در AVRهایی که چند پایه در این مورد وجود دارد.

18- قرار دادن Pull Up خارجی و عدم اکتفا به Pull Up داخلی برای ورودی هایی که باید این مقاومت در آنها فعال باشد.

19- در صورت وجود نویزهای تشعشعی شدید ، قرار دادن یک صفحه یا محفظه فلزی برا محافظت از میکروکنترلر و اتصال آن به زمین.

20- وجود اتصال ارت در کاربردهای برق صنعتی.

21- جدا کردن تا حد امکان محل تغذیه AC از منابع پر نویز با روشهایی مانند استفاده از فازهای دیگر برق ، استفاده از پریزهای جداگانه ، انتخاب سیمهای مناسب و قطر کافی برای افت کم در تغذیه AC و استفاده از Stabilizer .

 

به این موارد نیز توجه کنید: 1- در فاصله 1 تا 2 سانتیمتری پایه تغذیه میکرو یک خزن 1000 یا 2000 یا 3300 میکروفاراد با ولتاژ 6.3 ولت قرار بدهید.

2- روی تمامی پایه های تغذیه میکرو یک خازن 100nF پلی استر سبز رنگ قرار بدهید.

3- از لایه Polygon در اطراف میکروکنترلر استفاده کنید.

4- از کشیدن لایه Polygon در اطراف رله ها و قسمتهای تغذیه ویکسوسازی جداً خودداری کنید.

5- در تنظیمات لایه Polygon حتماً گزینه remove dead copper را تیک بزنید تا قسمتهای مرده در مدار باقی نماند.

6- با تعریف یک Net جدید مثلاً با نام New Net و تعریف Net برای لایه Polygon و تمامی نقاطی که باید به زمین وصل شود نرم افزار به طور اتوماتیک لایه Polygon را به آن متصل خواهد کرد.

7- حتماً از دو تغذیه مجزا برای میکروکنترلر و رله ها استفاده کنید.

8- برای جدا کردن دو قسمت از مدار حتماً از اپتوکوپلر استفاده شود.

9- در محیط های نویزی حتماً باید از کریستال خارجی استفاده شود.

10- بعد استفاده از کریستال خارجی فیوز بیت CKOPT را حتماً فعال کنید تا دامنه پالس کلاک حداکثر شده و در مقابل نویز مقاوم شود.

11- حتماً فیوز بیت BOD enable 4V را فعال نمایید تا در صورت وجود نویز در مدار میکروکنترلر به طور اتوماتیک reset شود.

 

منبع:سایت تخصصی برق و الکترونیک