¿Por qué la conexión de un dispositivo de alta corriente a mi circuito digital causa un comportamiento extraño?

Sin detalles es imposible dar una respuesta específica. Mira estas cosas de cerca:

1. Conexión a tierra . Este es exactamente el síntoma que se obtiene de una estrategia general de conexión a tierra deficiente Sin un diagrama de bloques que muestre el poder y los fundamentos de todo lo conectado, es imposible dar consejos específicos. Sin embargo, visualice cuidadosamente todas las corrientes de retorno a tierra, y considere que cualquier corriente en un conductor de tierra causará un desplazamiento de tierra.

2. Local desacoplamiento . Asegúrese de que haya una tapa de cerámica de 1 µF o tan cerca como sea posible entre cada par de clavijas de alimentación y tierra de cada chip. Estas conexiones deben ser cortas, porque incluso una pequeña inductancia en serie reduce significativamente su efectividad.

3. Capacidad de sobretensión de la fuente de alimentación. Asegúrese de que haya suficiente capacidad de depósito a granel en la fuente de alimentación para manejar los transitorios durante el tiempo que sea necesario para que la fuente de alimentación se actualice y suministre más corriente.

4. Diodos de captura inductivos. Asegúrese realmente de que cualquier carga inductiva posible, que incluye cualquier carga externa, tenga un diodo de polaridad inversa a través de él. Para voltajes de hasta 50-100 V o menos, estos deben ser Schottky debido a su alta velocidad. Esto se aplica a las cargas conducidas por DC. Dado que siempre se accionan con una polaridad, el diodo puede cortocircuitar con seguridad la otra polaridad. Como señaló Tut en un comentario, para las cargas de CA, más complicado snubber y / o circuitos de recorte deben ser utilizados.

Considera estos dos circuitos:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

¿Son los mismos? En el modelo de elementos agrupados se encuentran. Sin embargo, nuestro modelo descuida lo que puede ser un hecho relevante: los cables reales tienen resistencia. Introduzcamos un par de esquemas que modelan eso:

^{simular este circuito}

Considere en el circuito a la derecha lo que sucede a medida que cambia la corriente consumida por el motor. Un momento está apagado y dibujando 0A, luego está encendido, y dibujando 1A. Este 1A debe fluir a través de R1 y R3. Por ley de Ohm , debe haber una caída de voltaje en estas resistencias de \ $ 1A \ cdot 1 \ Omega = 1V \ $. Con 1V de la tensión de alimentación perdida en cada R1 y R3, desde la perspectiva del microcontrolador, la tensión de alimentación es repentinamente de 10V, no de 12V.

A muchos dispositivos electrónicos digitales no les gusta que la tensión de alimentación cambie rápidamente. Se producen problemas adicionales cuando hay varios dispositivos que intentan comunicarse entre sí a través de un bus digital, pero las corrientes altas en los rieles de suministro le están dando a cada dispositivo una idea diferente de lo que es "tierra". Mire "tierra" para el MCU, y el motor en este caso. Todas las resistencias tienen 1A en ellas, y por lo tanto 1V a través de ellas. ¡"Tierra" en la MCU es 1V diferente a "tierra" en el motor! Si estos son dispositivos digitales que están señalando un "0" al hacer un voltaje igual a "tierra", no se comunicarán muy bien cuando no puedan ponerse de acuerdo sobre qué es "tierra".

Una solución para esto es ejecutar las dos conexiones de la fuente de alimentación para cada dispositivo hasta la batería o el regulador de voltaje, y hacer todas las conexiones de la fuente de alimentación para cada dispositivo allí. Esta es la situación modelada en el circuito de la izquierda. Aquí, cuando el motor se enciende, habrá una alta corriente en R5 y R7. Habrá una caída de voltaje aquí, pero al motor no le importará. Mientras tanto, la corriente en R6 y R8 no cambia, y también lo es el voltaje. Por lo tanto, la tensión de alimentación vista por el microcontrolador es constante.

No tiene que hacer esto todo el tiempo para cada dispositivo, pero sí debe pensar en dónde se ejecutarán las corrientes altas cuando su circuito incluya dicho dispositivo. Recuerde que todos sus cables tienen cierta resistencia y, por lo tanto, experimentarán una caída de voltaje cuando las corrientes altas corren a través de ellos. Luego, planifique sus cables o trazas para que las altas corrientes no fluyan a través del suministro de los componentes sensibles, lo que provoca problemas de ruido.

Esta es solo una explicación posible. Otras respuestas sin duda proporcionarán posibilidades adicionales.