回路はブレッドボードでは機能しますがPCBでは機能しません


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ブレッドボードで完全に機能するかなり単純な回路がありますが、それをPCBに転送するのに多くの問題があります。私の現在の経験の外にある非常に奇妙な行動を目にしているので、アドバイスを得たいと思います。

回路はwifiモーションセンサーを実装していますが、図のRF部分、またはuC部分に到達する前に、問題が発生しています。 ここに画像の説明を入力してください

問題のある部分を丸で囲みました。

R3はプルダウン抵抗です。AMN42121はモーションが検出されたときに出力をHIGHに駆動しますが、モーションがない場合はハングしたままにするため、プルダウンが必要です。

C1を使用して、動きと動きなしの間の遷移を滑らかにしました。C1は、出力レベルをゆっくりとスムーズにLOWにするため、数秒間動きがないと「動きなし」状態になります。

インバーターがあるb / c attinyの外部割り込みはLOWレベルによってトリガーされるので、ロジックを反転する必要があります。残念なことに、1台のインバータにこのような大きなDIPパッケージを使用する必要がありましたが、他に何も見つかりませんでした。

この回路用に両面PCBを作成しました。これは次のようになります。 ここに画像の説明を入力してください

繰り返しますが、これまでのところ、円で囲まれた領域のみを組み立てました。

S1、R3、C1をはんだ付けした後、センサー出力から次の信号を取得します。 ここに画像の説明を入力してください

これはまさに私が見たいものなので、この時点まではすべて問題ありません。

次に、IC2のソケットにはんだ付けし、インバーターに差し込みました。ここから謎が始まります。最初はすべて順調でしたが、しばらくして基板をいじった後、回路は突然動作を停止しました。センサー出力にプローブを配置すると、上記で見た良い信号の代わりに、次の2つの例に変化が見られます。

例1: ここに画像の説明を入力してください

例2: ここに画像の説明を入力してください

最初の例とは異なり、2番目の例の信号はモーションによって生成されたものではないことに注意してください。その鋸歯の形状は、私自身のアクションなしで、それ自体に現れます。

多くのテストの後、私は以下を確立することができました:

  1. インバータをソケットから外すと、センサーは再び正常に動作します。
  2. プラグを差し込んだままインバータの電源を切ると、センサーが機能します。
  3. 別のインバータを使用しても効果はありません。
  4. フラックスリムーバーまたはアセトンでボードを使用せず、ブラシでこすると、センサーが再び機能する場合がありますが、ごく短時間です。ある時点で、歯ブラシで積極的にこすって信号を次のようにすることができました。 ここに画像の説明を入力してください

この最後の画像でも、信号がずっとLOWレベルに戻っていないことに注意してください。ブラッシングをやめるとすぐに効果がなくなりました。

これまでのところ、はんだ付けの欠陥を指摘していますが、実際には問題がわかりません。私は強力な倍率で慎重にボードを通過し、連続性について考えられるすべてのスポットをテストしました-すべてがチェックアウトです。以下は、ICソケットとセンサーのはんだ付けのクローズアップです。 ここに画像の説明を入力してください

今はアイデアが出ていないので、アドバイスがあれば大歓迎です。ありがとうございました。

編集:

面白いものを発見しました。例2(のこぎり波形状信号)を詳しく調べると、下り勾配が予想されるC1放電曲線のセグメントであることがわかります。電圧レベルがインバーターのしきい値に近づき、そこで長時間過ごすと、インバーターが混乱しているようです!ノイズの小さなバーストを生成し、入力をHIGHに戻すために何かを行うか、センサー出力がモーションのb / cで再びHIGHになるまで、その「不確定な」ノイズ状態で無期限にハングします(例#1)。

この理論をテストするために、C1を10分の1のキャップに置き換えたため、放電曲線が急になり、「出来上がり」になりました。-インバーターが混乱することはなくなり、回路は機能します!

もちろん、これはC1の目的に反します。これは、必要な遅延が提供されなくなったためです。ブレッドボードのインバーターでこの問題が発生しなかった理由はわかりませんが、この問題に対処できる非常に簡単な修正方法がある可能性があることを示しています。ブレッドボードには大きな「浮遊」静電容量があることを読んだので、おそらくどこかにさらにコンデンサを戦略的に追加する必要があるだけでしょうか?何か案は?

編集2: 一部のコメント投稿者から求められたため、トップビューを提供します。 ここに画像の説明を入力してください


聖なるバナナ、それらのはんだ接合部はひどく見えます。そこで必死にフラックスが必要です。
コナーウルフ

@コナーウルフ:何にも接続されていないICピンを参照していますか?それらはほとんどはんだ付けされていません、b / c私はそれらをはんだ付けする理由はありませんでした。それとも他のはんだ接合について話しているのですか?
Val Blant 2013

なぜインバータを使うのですか?センサーの出力を220〜470オームの直列抵抗でPB2に接続すれば、問題ありません。プルダウン抵抗を追加できますが、10Megは高すぎます。10kで変更します。また、C1を接続する必要はありません。単純な遅延ルーチンを使用して、ソフトウェアでフィルタリングを実行できます。それに加えて、C1がセンサーに負荷を追加している可能性があります。そのため、インバーターICが接続されている場合、負荷が大きすぎてセンサーが駆動できない可能性があります。
abdullah kahraman 2013

私は今チェックしました、そしてセンサーは100uAの最大出力を与えることができます!インバータは約1mAの入力電流を必要とします!したがって、私が提案した上記の10 kのプルダウン抵抗は大きすぎます。330kまたは470kで変更
abdullah kahraman 2013

@abdullah kahraman:申し訳ありません-あなたの考えが理解できません。attinyのINT0はLOWへの遷移時にトリガーされるため、「動きなし」はHIGH入力で表す必要があります。違いますか?あなたの考えをより詳細に説明していただけませんか?
Val Blant 2013

回答:


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編集-回路の誤解のため、センサーの出力に焦点を合わせるために答えを編集しています-アナログ出力を使用してインバーターにフィードしていますか-74HC14のようなシュミットトリガーを試してみてください


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@ValBlant私はATtinyの男の専門家ではありません-それがそうであるよりもその極性でなければならないことを確立している場合-インバータへの入力信号レベルは何ですか-適切な論理レベルを適用できませんが-あなたも必要かもしれません74HC14のようなシュミットトリガーインバーター?
Andy別名

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多分あなたがキャップを外して、それがどのように見えるかを見るなら、必要ならば、トランジェントの間で回路を生き続けるようにするATtinyコードで何かをすることができますか?以前に誰かが提案したように、インバーターに10nデカップラーを取り付けましたか?
Andy別名

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私はあなたがシュミットトリガー男を必要とすると思います-彼らはずさんなアナログの遅い立ち上がり時間と立ち下がり時間を処理することができます-それは彼らがやろうとしていることです。多分あなたの元の回路はまぐれのため​​にうまくいったかもしれませんが、常に正当な理由があります!!
アンディ別名

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@ValBlant TC74HC04データシートの「入力の立ち上がり時間と立ち下がり時間」の仕様に注意してください。これは、推奨される最も遅い入力信号(Vcc = 4.5Vでの立ち上がり/立ち下がり時間500ns)を指定しています。これは、特に東芝のデータシートで最大値として明示的に指定されていないため、見落としがちな仕様です。
クリスジョンソン

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シュミットトリガーでインバーターを使用すると、問題が解決しました。
Val Blant 2013

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回路を詳細に検討しなければ、デカップリングコンデンサがないことは明らかです。

各チップの電源ピンにはんだ付けします。

また、あなたの「スクラブはそれを機能させる」コメントは、どこかにドライジョイントまたは断続的な接続があることを示唆しています。すべてのはんだ付けを注意深く検査してください。

DILチップが過剰であるということに関しては、トランジスタを使用して、遅延時間をソフトウェアに入れることもできます。


わかりました、デカップリングコンデンサとは何かについて読んだだけです。高速機器ではないインバータに給電するのにこんなものが必要だとは思いますが、ぜひやってみます。ほとんどの情報源は、ICの電源ピンの両端にセラミック0.1uFキャップを推奨しています。その範囲にはセラミックキャップはありませんが、電解液はいくつかあります。それはうまくいきますか、それとも私はこれのために絶対にセラミックが必要ですか?
Val Blant 2013

インバーターに関しては、最初は実際にはトランジスターから始めましたが、トランジスターインバーターは開いているときに電力を消費しすぎることに後で気付きました。私の回路は60uA(送信しない場合)で機能する必要がありますが、これはトランジスタでは実現できませんでしたが、インバーターICが機能しているようです。
Val Blant 2013

0.1uFと1uFの電解を、まったく変化のないデカップリングキャップとして試してみました。しかし、ヒントになりそうな興味深いものを発見しました。メインの投稿を新しい情報で更新します。
Val Blant 2013

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あなたの主な関心事は、電力消費の削減です。

AMN42121は約50uAを継続的に消費します。74HC04は継続的に約20uAを消費します。ATTINY85は約300uAを断続的に消費します。無線は送信時にミリアンペアを使用します。

センサーはどのくらいの頻度でトリガーされますか?バッテリー寿命を推定するために電力計算を行いましたか?

インバーターと「スローダウン」コンデンサーを破棄し、センサーをセンサーデータシートに従って10KプルダウンでMCUに直接配線し、時間遅延ロジックをMCUに書き込むことをお勧めします。

[編集]少し問題がありますが、一度に1つの段階で回路をテストしていることを嬉しく思います。完成したプロジェクトを誤って探すよりもはるかに簡単です。


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インバーターも必要ないようです。AVRには、INT0 / 1に加えて、PCI-ピン変更割り込みがあります。PCIは、ピンの状態がHIGHまたはLOWであっても、その変化を検出します。これをトリガーしてから、デバウンスコードを追加できます。
lyndon 2013

74HC04はそれよりもずっと多く消費すると思います。
abdullah kahraman 2013

詳細なバッテリー寿命計算と私のuCのコードのいくつかのアルゴリズム分析を行うと、皆さんが正しいことがわかります。ピン交換割り込みの代わりにインバーターを使用しても、あまり勝てません。もう一度やろうと思った通りにやります。ただし、現在の回路でのバッテリー寿命は最悪の場合270日になるため、設計はそのままにし、インバーターでシュミットトリガーを使用して次のプロジェクトに進むと思います。皆さん、ありがとうございました!
Val Blant 2013
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