Regulador térmico en DS18B20 y ATtiny2313A

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Estoy trabajando en un regulador térmico para un invernadero. Mi dispositivo utilizará ATtiny2313A como uC y DS18B20 como sensor térmico. También utilizo la pantalla LCD 1602 para monitorear la temperatura actual y establecer límites bajos y altos para el sistema del calentador.

Quiero poder manejar la carga del calentador para aproximadamente 2kW (soy de Rusia, por lo que en mi línea de 230 VCA será de aproximadamente 10 amperios). Uso el relé 507-1AH-F-C para conmutar la carga del calentador. En realidad, romperé la línea en vivo (que también tiene el fusible 10A a 250 VCA), mientras que la línea Neutral permanecerá conectada. Como entendí en la hoja de datos, este relé puede manejar 12A a 250 VCA, así que las cosas se ven bastante bien para mí. El voltaje de la bobina es de 5 VCC y uso el transistor KSP44 en modo de interruptor para manejar una carga tan pesada (aproximadamente 106 uA) por uC.

Cuando estaba en fase de desarrollo, utilicé Breadboard para depurar el firmware para ATtiny2313A. Durante la fase de prueba, pude ver algunos errores extraños, como reinicios aleatorios de la UC o incluso la corrupción de la EEPROM (consulte la discusión here ). He medido algunos voltajes y descubrí que la retroiluminación de la pantalla y la bobina del relé causan una caída de voltaje grave en los rieles de la placa de pruebas (aproximadamente 0,2 voltios).

Debido a esto, decidí hacer dos fuentes de energía, que se basan en los reguladores lineales LM7805CT. Un LM7805 está montado en el disipador de calor y suministra energía exclusivamente para la bobina de relé y la luz de fondo de la pantalla LCD. El segundo LM7805 suministra alimentación solo al DS18B20 y ATtiny2313A. En algún lugar de Internet leí que usar dos reguladores lineales de esa manera es una mala idea.

Entonces, debido a que este es mi primer proyecto de ciclo completo (desarrollo de esquemas, enrutamiento de PCB, etc.), quiero aprender lo más posible y evitar posibles riesgos. Aquí adjunté los esquemas, PCB enrutados y modelos 3D de la misma. Estaría muy agradecido si alguien de la comunidad me diera algunos consejos útiles o señalara mis errores. Solo soy un principiante y quiero sumergirme en el mundo de la ingeniería eléctrica.

Hay preguntas principales de gran importancia para mí:

  1. ¿Es una mala práctica usar dos o más LM7805 en paralelo? En mi caso tienen fundamentos comunes. Generalmente tengo planos de tierra sólidos en ambos lados de PCB.

  2. Uso transistor en modo conmutador. Para mis cálculos asumí que hFE = 20, la caída de voltaje del Emisor Base es de 0.8 voltios y el Vout para ATtiny2313A es de 4.2 voltios. Creo que estará bien que la corriente del colector sea de aproximadamente 150 uA (aunque la bobina de relé consume 106 uA), por lo que mi cálculo matemático para la resistencia de base es:

    (4.2 - 0.8) / 0.150 * 20 = 453 ohm

    Tomé 680 ohmios para mi valor R2. ¿Hay algún error de cálculo en ese esquema? También me pregunto si habrá alguna trampa porque el colector se alimenta desde la línea de + 5V (el primer LM7805), mientras que la base es impulsada por la línea VCC (el segundo LM7805).

  3. ¿Cómo puedo encontrar y entender eficientemente los bucles de tierra? Intenté separar las partes lógicas y de potencia de mi esquema y usar zonas de tierra sólida, pero me preocupa que aún existan bucles.

  4. ¿Es buena mi variante de amortiguador para relé? ¿O hay mejoras que podrían introducirse? He leído Nota de aplicación , que se indica que esta variante debería funcionar bien, pero quiero conocer las experiencias reales de los usuarios.

¡Gracias!

    
pregunta Drobot Viktor

1 respuesta

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El impulso de corriente sucia de la bobina puede interferir tanto en la ondulación conducida como en la EMI irradiada.

Por lo tanto, debe filtrarse por separado.

  • ruido conducido utilizando tapas de ESR ultra bajas o serie R y tapas de ESR bajas.
  • El ruido radiado se filtra por el rechazo de CM utilizando un área de bucle pequeña, por lo que las rutas de avance y retorno se cancelan.

    Luego, LCD y uC pueden compartir 5V sin interferencias.

  • Serie R (depende de la carga pero la ES-e-cap baja debe tener ESR * C < 10us y 0.1uF La película de cerámica o metal debe tener una ESR más baja y una SRF mucho más alta (frecuencia de autorreferencia)

  • si la bobina de 100 mA entonces la caída de 0.1V está bien con 1 Ohm R con 100uF y 0.1uF para la bobina con pinza de diodo inversa.

  • E-cap bajo de ESR es mejor, de lo contrario, el límite de 100uF es de 2 ohmios frente a 0,1 ohmios.

Esto atenúa el ruido en Rs (1 ohm) a la relación ESR de las tapas para las cargas escalonadas y la ESR de 0.1uF para la corriente de liberación.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

  • Si la fuente de alimentación se hunde, es una fuente deficiente.
  • si baja 0.1V de la bobina de 100 mA y LDO mantiene 5.0 para las otras cargas, entonces no hay interferencia conducida.
  • si el área del bucle que se muestra con flechas es grande, entonces la interferencia irradiada puede alterar la uC
  • La flecha verde muestra cuándo se activa el relé y las flechas rojas cuando se sueltan.
respondido por el Tony EE rocketscientist

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