リレーへのシフトレジスタ出力


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長さのため申し訳ありません。

これは私の最近の質問の続きです。マイクロコントローラーに接続しようとしている光結合8リレーボードがあります。74HC595シフトレジスタをインラインに配置して、入力ポートを統合しました。ただし、そうすることで、ボードはいくつかの奇妙な動作を示しています。

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何も接続しない場合、またはリレーへの負荷が小さい場合は、すべてシフトレジスタを使用して問題なく動作します。彼らは問題なくオンとオフを切り替えます。1+アンペアポンプをリレーに接続するとすぐに、リレーの作動音が聞こえ、すぐに作動しなくなります。IN1(上の図)LEDも一瞬点灯します。場合によっては(5分の1)リレーとポンプは実際にはオンのままです。これは奇妙なところです。シフトレジスタを削除し、ピンをマイクロコントローラーに直接接続すると、ポンプをオンにしても問題なく動作します。

したがって、シフトレジスタの干渉が生じましたが、リレーボードの設計を理解している限り、シフトレジスタはフォトカプラ(U1)のLEDに電力を供給しているだけで、回路の他の部分(シフトレジスタ)に接続されていません。およびコントローラーは電池によって動力を与えられた)。ボードもアクティブLOWであるため、シフトレジスタがフォトカプラから電流をシンクしていることがわかります。シフトレジスタがシンクできるよりも高い負荷を切り替えるために、フォトカプラがより多くの電流を必要とするのでしょうか?これは私を困惑させるので、私は道を外れるかもしれません。また、絶縁されていてバッテリー上にある場合でも、干渉が発生する可能性がある方法はありますか?

すべてのテストは、マイクロコントローラーの\シフトレジスターに電力を供給するバッテリー、およびバイト単位で1つのシフトレジスタピンのみを対象とした非常に単純なスケッチで行われました。

8リレー(情報):現在、リレーに電力を供給する個別の5V壁のいぼが構成されています。マイクロコントローラは、フォトカプラにのみ電力を供給する5Vを提供します。

あなたが私に与えることができるどんな助けにも感謝します。 ここに画像の説明を入力してください

8月13日の更新:

まだ行っていないのですが、さらに多くのテストを行いました。シフトレジスタとArduinoをリレーと主電源から3フィート離しました。どちらも9Vバッテリーで駆動していました。リレーボードに接続された唯一のものは、Arduinoからの5Vレールと、シフトレジスタからリレーボード入力への8本のワイヤーでした。同じ結果、100Wライトはうまく機能し、ポンプはそれをトリップさせます。シフトレジスタを削除して出力ピンを直接Arduinoに接続すると、問題なくポンプがオンになります。

リレーに電力を供給する専用の5V壁イボで何も起こっていないことを確認するために、私はそれを外し、JD-VCCおよびVCCのジャンパーを交換して、Arduino GNDを取り付けました。同じ結果で、100Wのライトが機能し、ポンプがトリップします。

それはシフトレジスタでなければなりません。

また、47ufデカップリングコンデンサを電源レールに配置しました。また、シフトレジスタの隣に104があります。

今夜、マルチメータを出力ピンの1つに合わせてみます。フォトカプラが引き込んでいる電流の量を確認したいと思います。

オシロスコープも手に入れたので、まだ使い方を学んでいますが、5Vレールや出力ラインの干渉を測定する方法がわかるかもしれません。

8月14日の更新:

私はなんとかオシロスコープで失敗してそれを捉えました。以下のRigol wfmファイル。チャネル1は、シフトレジスタの出力ピンに接続されています。チャネル2は5Vレールに接続されています。

WFMファイル

私はいくつかのテストを行っただけで、5Vレールとシフトレジスタからの出力ピンの1つに500mv-1Vのスパイク(場合によってはドロップ)を再現することができました。それが問題だよね?そのタイプのスパイクはシフトレジスタを作動させず、奇妙に動作しますか?

8月15日:

以下は、ポンプを手動でオン/オフに切り替えたときのキャプチャです。シフトレジスタを使用しないでください。青い線はシフトレジスタ出力ピン1で、黄色の線は5Vです。

セットアップの写真もいくつか撮りました。

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また、結果を更新しているフォーラム投稿があります: Arduinoフォーラム

8月16日:

今日はより良い写真を撮ることができました。私は、オシロスコープが1秒間隔で実行しているときに非常に多くのポイントしかキャプチャしないことに気づきませんでした(今では完全に意味があります)。これは、シフトレジスタのピン1の邪悪なエミです。

2us

200ns

今週末、推奨コンポーネントをすべてピックアップして、1つずつ追加していきます。

8月18日:

問題が確認されました。ポンプが非常に大きなノイズを発生させていたため、低電力ラインで何もできず、リップルを抑えることができませんでした。これらの波紋は、シフトレジスタのクロック\ラッチ\データピンに到達し、破損\リセットを引き起こします。

それで、私は極端に行き、高出力APCラックサージプロテクター回路を引き抜き、それをポンプの前に置きました。

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これで、どこの行にもメッセージはほとんどありません。ばんざーい!

全体のポイントは、これをエンクロージャーのフットプリントに含めることでした。そのため、このボードはやり過ぎであり、私が持っている5つのポンプのそれぞれに1つ必要になると思うので、もっとコンパクトなバージョンを作成できるかどうかを確認します。まず、単一のMOVから始めて、それがどれだけノイズを削減するかを確認します。

解決した問題:ポンプノイズを発生源ですぐに除去できるかどうかを確認するために、ラインフィルターを購入することにしました。Delta High Performance Filterを購入しました。今では、オシロスコープのブリップさえも取得していません。

皆さんのすべての助けに感謝します。私はあなたをすべてソルバーとしてマークできるといいのですが、そうすることはできません。


シフトレジスタの電源ピンにデカップリングコンデンサを追加しましたか?
Bruno Ferreira

はい、104を取り付けています。分離されているので、デカップリングの問題が常に問題になるわけではないので、原因がわからないのですか?ポンプを接続しないと、すべてが正しく機能します。
存在

VccとJD-Vccの間のジャンパーを取り外しましたか?
Oli Glaser

はい、削除されました。GndとJD-VCCに接続された専用の5vウォールイボがあります。
存在

1
Rigol WFMファイル、それは何ですか?それらをどのように読むべきですか?
stevenvh 2012

回答:


6

シフトレジスターはどのように配線されていますか?ICパッケージ近くの電源リード間に0.1uFバイパスコンデンサがありますか?

特にリレーに負荷がかかったときにのみトリガーされるため、ノイズの問題のように聞こえます。その結果、シフトレジスタのレジスタ状態がリセットされるという事実は、電源の問題だと思います。


また、シフトレジスタの配線方法を教えてください。
74HC595では、次のことが必要です。

  • 2つのレジスタクロックを結合する(ピン11と12)
  • マスターリセットピンをハイに引き上げます(ピン10をVCCに接続)
  • 出力イネーブルラインをローに引きます(ピン13をグラウンドに接続)

最後に、ピン16(Vcc)とピン8(Gnd)の間に0.1 uFのバイパスコンデンサが必要です。


私は、vccとgndのシフトレジスタに104があります。
存在

@存在-リセットピンをフローティングのままにしていない、または何か、そうですか?
コナーウルフ

この時点で私が考えることができる唯一のことは、非誘導性負荷(たとえば、60W電球など)を切り替えて、それが問題を引き起こすかどうかを確認することです。そうでない場合は、ポンプがオンになったときにEMIの問題が発生しています。もしそうなら、私は少し戸惑います。その時点で、システムが切り替わったときにサプライレールを調べ始め、異常が発生していないかどうかを確認します。
コナーウルフ2012

いいえ、シフトレジスタがリセットされているとは思いません。ポンプの電源が入らない場合でも、他のリレーはオンのままです。
存在


3

可能な限り、Arduinoをリレーモジュールとポンプからできるだけ離してみてください。また、(ポンプ)電源関連ケーブルがArduinoの近くにないことを確認してください。

次に、ツイストペアまたはCAT5ケーブルを使用して、Arduinoからオン/オフ信号を送信します。

wfmファイルを開くことができません(16進数の値だと思いますが、とにかく開くとこれを視覚化するのは難しいでしょう)が、説明から、イベントをキャプチャしたように聞こえます。
このスパイク(BWと設定によっては、スコープに表示されているよりも速い/大きい)が問題になる可能性があります。このようなスパイクがどのようにレールに到達するかは、まだ解明されていません。この時点で、写真またはセットアップの2つがおそらく役立つと思います。可能であれば、すべての配線の詳細図(ポンプ、リレーモジュール、すべて電源、arduinoなど)

リレーアダプターとarduinoアースは一緒に接続されていますか?

編集-写真を見ると、レイアウトが美しくなく、少し窮屈です。リレーモジュールの下にメインケーブルが通っているようです-これらは絶縁されたArduino側に結合している可能性があります。可能であれば、これらを遠ざけるようにしてください。
また、シフトレジスタ信号には、CAT5などを実際に使用する必要があります。ループ領域を減らすために、5Vと一緒に実行してください。
この時点で、5 Vの逆バイアスダイオードとシフトレジスタ出力からのグラウンドに追加して、現れるスパイクをクランプします(5 Vツェナーはオプションですが、ある場合は良いアイデアです)。

背中合わせのダイオード

それは単なるスイッチ信号であるため、ラインからグランドへの小さなコンデンサ(100nFなど)を配置することもできます。
すべきでないものの間に接続がないことを完全に確認するには、Arduinoのアースとリレーモジュールのアース、およびArduino 5VとRelay 5Vの間の導通をテストする価値があります。


シフトレジスタもですか?現在はパワーバーアセンブリに取り付けられていますが、取り外してさらに遠くに移動することもできます。ノイズを拾っていると思いますか?
存在

はい、これも移動して、シフトレジスタ出力からモジュールまでのケーブルを使用します。バッテリーからArduinoに電力を供給している間にまだ発生している場合は、EMIが放射されているようです。
Oli Glaser

@存在-上記を試しましたか?もしそうなら、それは何か違いをもたらしましたか?
Oli Glaser

私は、結果を上に投稿しました。
存在

うーん、何か問題があります:-)スコープがある場合、リレーの切り替え中に信号と電力のプローブを開始すると、何が起こっているのかを理解できるはずです。結果をどうするかわからない場合は、結果の写真を投稿してください。
Oli Glaser 2012

1

これは確かに電磁干渉の問題のように聞こえます。

Arduinoの電源グランドは、ローカル電源システムの「グリーングランド」に接続する必要があります。「グリーングラウンド」への単線の空のプラグを使用できます。

ポンプ配線をマイクロコンピュータのものから物理的に分離してみてください。

また、負荷を切り替えたときに発生する可能性のあるスパイクを吸収するために、ポンプ全体に「サージサプレッサ」MOV(金属酸化物バリスタ)を追加することもできます。

ポンプはどのような電圧と電流レベルですか?

あなたの配線は正しく見えます。


いくつかのテストを追加して投稿を更新しました。私はそれがEMIのようであることに同意します、フェイクは昨日もそのように私を押していました。私はそれを追跡する時間の地獄を持っています。Arduinoが電池式の場合、アースを接続するように言うと、それはまだ適用されますか?ポンプは120V 1.2アンペアです。ありがとう
存在
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