Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 4893 4703 2688 1353.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
" title="Написать письмо">Написать письмо

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1333
Просмотры материалов : 4906251
 
Неудачная электронная схема (21.12.2019). Печать E-mail
2019 - Декабрь
21.12.2019 19:10
Save & Share
Порой бывают провальные проекты или идеи. Иногда провальный проект мутирует в нормальный (раз, два) - но не в этот раз. Хотя сам пост - о другом: о грусти. Об отсутствии профессионализма у профессионалов в РФ.

Начальная цель проекта: создать синусоподобный аналоговый сигнал. Конечная цель: тестирование платы аналогового ввода на реальную максимальную скорость считывания данных (как частоту дискретизации). Синусоида имеет и дуговую, и прямую наклоненную часть своего периода - что определило такой сигнал как универсальный. Когда плата аналогового ввода достигла бы своего предела считывания - сигнал после отрисовки на графике выглядел бы рваным.

С учетом прихода стажеров на работу в то время, было решено дать им эту задачу. Была создана промежуточная печатная плата, которая мутировала в итоговую после первого же успешного макетирования с осциллографом. Подчеркну особенно: рискнул осциллографом за 400к рублей с целью доказательства факта работоспособности данной схемы - при любом расположении вилки и печатной платы, и осциллографа - потому что предпосылок к поломке не было. Итог - ни скачков сигнала, ни перегрева, ни КЗ, ни порчи имущества - ничего.




Входной стабилизированный (поставщиком или предприятием) сигнал 230В/50Гц кастритуется избыточными диодами, попадает на делитель напряжения и делится до амплитуды <=7В, сглаживается резистором в связке с конденсатором до необходимой формы (можно получать разные: раз, два, три). Защитный диод, вкупе с предохранителем, защищает от перенапряжения. Предохранители на цепи 230В защищают от КЗ.

Казалось бы, бери выходной сигнал, втыкай в AI0 на плате аналогового ввода - и пиши программу съема информации. Однако подключились электроники из интернета, диванные и не диванный, которые утопили данную печатную плату вместе со мной.

1. Диванные электроники верещат, что при подключении к ПК - и ПК, и плата аналогового ввода за 60к будут уничтожены: за счет отсутствия гальванической развязки именно на этой плате. Все ответы такого рода - без конкретики. Проверить не удалось, т.к. сама печатная плата потеряла актуальность, об этом будет много ниже. Плюс не нашел плату от ПК, которую не было бы жалко для теста. Плюс породился страх (к вопросу манипулирования людьми через страх) - и в обычный ПК с дорогой платой аналогового ввода вставлять не стал, пока не разберусь 100% с проблемой.

Задавая вопросы на эту тему, неспешно и многократно за эти месяцы, - ни один человек в ответах не смог описать никакой конкретики, почему так должно произойти и немедленно. И тут, и там кричат: "Это опасно!", "Все сгорит!", "Ты дурашка!", "Ты умрешь!", "Схема - дерьмо!" - но не более. И тут появился ОН, мужчина преклонного возраста, объяснивший, почему нельзя подключать в гальванически развязанный ПК гальванически неразвязанную схему. Как всегда, все неоднозначно - и данные пункты есть объединение его информации с моим опытом:
- в питающей сети всегда есть наводки от других приборов. Например, щелчки в акустике при включении высокоамперного аппарата (холодильника) с высоким пусковым током;
- даже если застрахуешься, поставив сетевой фильтр, даже если будут фильтрующие гальванически развязанные трансформаторы у потребителя энергии (предприятия) и поставщика энергии (мосэнергосбыта) - всегда есть вероятность, что прямо за стенкой лаборатории имбецил Игорь сунет 2 пальца в розетку и, обуглившись, создаст наводку;
- наводка доходит до розетки печатной платы;
- защитный диод и варистор не успевают ее кастрировать, открывшись на время перенапряжения позже необходимого;
- наводка беспрепятственно проникает через нее в плату аналогового ввода;
- ранее было доказано на практике, что сопротивление канала такой платы (PCI-9113A) составляет не заявленные 10МОм, а ~80кОм (подключили 5В через последовательный резистор). Исходя из этого, доверия к качеству и наличию гальванической развязки в такой плате нет;
- и, когда все будет подключено, все будет работать как часы - до первой сильной наводки. Которая может наступить и через годы корректного использования оборудования. Кто знает, выдержат оптроны на плате или нет, если они всего на входные 20В рассчитаны;
- наводка проникает в печатную плату платы аналогового ввода - и есть вероятность сгорания микросхем, рассчитанных на 3.3-5В. Если наводка не затронет плату аналогового ввода - пойдет дальше, к микросхемам материнской платы. И - снова вероятность: убьет там микросхему или нет.

Конечный ответ - вероятностное убийство гальванически развязанной техники через гальванически неразвязанную плату. Вероятность - в 4-5 уровней, 4-5 факторов должны совпасть одновременно. И вот думай теперь:
- бывает такое на практике или нет;
- были ли реальные случаи, которые можно хотя бы посмотреть на фото как пруф;
- к чему тогда защитные диоды и варисторы, если они, действуя в течение наносекунд, не способны поглотить наводку, какой-то короткий всплеск энергии?

2. Диванные электроники верещат, что при подключении к ПК - сигнал на выходе станет таким большим, что плата аналогового ввода за 60к будет уничтожена: за счет исключения резисторов из резистивного делителя напряжения.

Однако на самой плате видно, что разделенный сигнал снимается с центра делителя напряжения. Но все равно в меня была кинута палка: исключение половины делителя напряжения за счет объединения в розетке двух нейтралей (ПК и платы) и минуса (платы) через цепочку "нейтраль_ПК--минус_ПК--минус_PCI--GND_АЦП--минус_платы--нейтраль_платы--нейтраль_ПК".
Но из схемы видно, что это приведет лишь к превышению амплитуды сигнала в 2 раза (12.44В) - и сработает защитный диод, который будет кастрировать верх синусоиды выше 6.03-9.66В до тех пор, пока потенциометр не будет выкручен на в 2 раза меньший номинал сопротивления. И даже резисторы цепи 230В в этом случае не пробьет: на 0.25Вт имеет предел по напряжению 250В. Хоть 380В AC на вход подай - самый ужасный расклад при этом: на каждом резисторе будет падать 178.6В именно в пике синусоиды.

И не нейтраль, а ноль. Данная логическая цепочка соединений также подвергается сомнению: гальваническую развязку в БП ПК никто не отменял, а она там всегда крутая - за что и любят из БП ПК делать лабораторные источники.

3. Нашелся 1 перец, который говорил, что делитель напряжения нужно разместить максимально близко к нулевому проводу. Однако сами знаете, что будет, если в этом случае воткнуть вилку другой стороной, перепутав полярность. Поэтому делитель - четко в центре платы. А снимаемый сигнал - четко в центре делителя.

4. Грамотный айтишник посоветовал использовать звуковую карту как генератор сигнала с частотой дискретизации 96кГц, если требуется проверка платы аналогового ввода на меньшую частоту съема данных. В интернете существуют программы, специально созданные для генерации сигналов. Хоть пилообразного, хоть меандра - каких угодно. Главное - возможности звуковой карты знать в плане выходной мощности.

Но мне частота съема нужна много выше, вплоть до 1МГц. Ко времени изготовления финального варианта платы, родилось осознание, что схема ущербна по другому критерию: по цене (ну вот, опять). Изготовление печатной платы 10x10см и меньших размеров стоит одинаково: 700руб/5шт. При этом партия - не ниже 5шт. То есть, останется 4 платы в резерве: меньше 700руб уже не потратишь. И ждать их месяц-два.

А можно просто взять малоамперный силовой трансформатор на выходной сигнал 6В AC (амплитуда 8.46В), выпрямить сигнал выпрямительным диодом, а параллельно сигналу повесить переменный конденсатор и защитный диод с варистором (можно и на обе обмотки по варистору поставить). Трансформатор и гальваническую развязку обеспечит, и скачки напряжения сгладит - и все за 300-600руб. Почему никто из электроников не предложил такой простой, дешевый и безопасный способ реализации - если он оказался виден даже мне, любителю?

Печатную плату, доработанную еще немного, выкладывать не стану: только по запросу. Может, пригодится кому-то для курсовой в ВУЗе. Работает же, хоть выглядит измученно. Особенно радует покосившийся потенциометр, не влезающий в дырки потому что... правильно, не учел вероятность вставки элемента с залуженными концами (выпаян из другой платы - ножки много толще). В итоге, пока работал с этой прототипной платой, - с диэлектрическими перчатками не расставался.

Обновлено ( 22.12.2019 11:53 )
 
 

Последние новости


©2008-2020. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).