Estoy diseñando una placa de circuito para distribuir energía y datos a 8 tiras APA102 usando un Teensy 3.2. Si bien la primera versión de mi placa funciona principalmente, tengo algunos problemas que me gustaría resolver para una segunda revisión. La configuración es la siguiente:
Foto 1:
Foto2:
Hay8salidasdeLEDradialesalrededordelbordedeunatarjetacircular(estánentablerosconzócalosdebordedetarjeta,consultelaImagen1).Lapotenciadealtacorrientede5Vparalastirasprovienedeunaplacasecundaria(actualmentesolounafuentedealimentacióndiferente)atravésdelospinesdelcabezallomáscercaposibledelassalidas.ElTeensyesalimentadoporunpequeñoreguladorde5Vyloscondensadoresrecomendadosdelahojadedatos.JuntoacadasalidadeLEDhayunchipdealmacenamientoNL27WZ16queaumentalasseñalesde3.3VTeensya5VparalosLED.ElVccparalostamponesprovienedelmismosuministrode5VqueelTeensyylacapasuperioresunvertidoalsuelo.
Elproblema
ElproblemaesqueelprimerLEDenlatiraparpadea.Actualmenteestoyprobandosolo1tira.Alsondear,parecehaberruidoenlaslíneasde5V,datosyrelojenlaentradadelatira.Perosolocuandolaseñaldelrelojestáactiva.Estoesloqueveoenmialcance:
Foto3
El amarillo es la potencia y el ruido es de aproximadamente 1 V pk-pk. Azul es la señal del reloj y púrpura son los datos. Parece que el ruido se impone en el reloj y en las señales de datos y creo que esta es probablemente la causa del parpadeo. Desde que APA102 retransmitió los datos al siguiente LED, las señales se ven mucho más limpias a una corta distancia de la tira. (Esto se apoya en el hecho de que el segundo y tercer LED parpadean un poco, pero no tanto como el primero). El ruido también aparece en la entrada del Teensy y en la salida de datos de 3.3V.
Las fuentes de alimentación en su propio aspecto limpio. El Teensy (por sí solo) genera datos limpios. Pero cuando todo está conectado (con o sin la tira) el ruido aparece.
He intentado agregar condensadores en varios lugares, pero no he tenido suerte en filtrar el ruido.
Dos hipótesis mías:
- Las líneas de 5 V a los búferes son trazas de 10 mil que se ejecutan a lo largo del reloj y las líneas de datos que se dirigen a ese mismo búfer. Puede ver los 5V y las líneas de datos en la Imagen 2. El reloj también funciona en paralelo, pero en una capa oculta. Las trazas de 5V miden alrededor de 6 ohmios. Tengo la sensación de que estos pueden ser demasiado finos y también que es una mala idea ejecutarlos junto con el reloj / datos.
- No puse ningún condensador de desacoplamiento con los buffers. Aunque parece que, al leer en línea, parece que no son necesariamente necesarios para los búferes (y los pines Vcc / Gnd están en el medio de la huella, lo que dificulta la capacidad de un capacitor de distancia mínima).
Planeo cambiar las líneas de 5V a un plano de potencia completo para la Rev 2, así como agregar condensadores de desacoplamiento para los búferes. Sin embargo, me gustaría saber si estoy en el camino correcto, antes de gastar más dinero y esperar 3 semanas para descubrir que no resolví el problema ...
También tengo una pequeña placa adaptadora de borde de tarjeta que se suelda hasta el final de la tira (ver foto 1) donde puedo colocar los topes para acercarla lo más posible a la tira. Sin embargo, el Vcc debería provenir de los 5V que alimentan la tira en lugar de los 5V que alimentan el Teensy. No tengo idea de si esto sería mejor o peor.