Daha uzun kullanım ömrüne sahip devreler tasarlamak

Pic mikroişlemciyi bir süredir öğrendim ve dijital elektroniklerin kullanımı hakkında makul miktarda bilgiye sahibim. Temel elektronik projeler üzerinde çalıştım ve şimdi bazı ticari uygulamalar üzerinde çalışmam gerekiyor.

Sorum, güvenilir ve uzun ömürlü devrelerin nasıl tasarlanacağı ve inşa edileceği ile ilgili. Bir LDR'den girişi alan ve yedi bölümlü bir panelde analog okuma değerini gösteren bir otomatik ışık kontrol devresi oluşturdum. Sonra bazı hesaplamalar yapar ve bir röle aracılığıyla bir ışığı kontrol eder. Bu devrenin kalıcı olarak (günde 24 saat) açılması gerekir. İlk birkaç ay devre mükemmel çalıştı, ancak yaklaşık 6 ay sonra arızalanmaya başladı. 7 segmentli ekranda anlamsız şeyler gösterdi (sadece sayı parçalarını gösterdi), daha sonra ampulü gösterge LED'inde yakıyor ancak röleyi açmıyor.Bu beklenen davranış değil. Mesele şu ki, her zaman bu şekilde çalışmaz. Bazen mükemmel çalışır. Sonra tekrar arızaya başlar. Çalıştığı kesin bir düzen yoktur.

Şimdi sorum şu, bu devrelerin neden bu şekilde davrandığı. Bunun herhangi bir aralık olmadan tüm gün çalıştığı için olabileceğini düşünüyorum. Bu tür bir uygulamanın tüm gün çalışması gerekiyor. PIC kullanıyorum çünkü sadece resim hakkında biliyorum. Atmal picden daha mı güvenilir? (Atmal otomasyon uygulamalarının çoğunda, pic kullanılandan daha sık kullanıldığından sordum) Dijital elektronik uzmanından bazı tavsiyelere ihtiyacım var. Bu tür endüstriyel uygulamalar nasıl yapılır? Uyulması gereken özel kurallar var mı? Daha güvenilir devreler nasıl tasarlanır? Bir uzmandan gelen herhangi bir tavsiye veya rehberlik çok takdir edilecektir. Teşekkür ederim...

DÜZENLE

Cevaplarda önerildiği gibi, tasarımdaki hataları anlamaya yardımcı olacak ek kaynaklar sağlayarak cevabımı düzenleyeceğim.

Aşağıda, devrenin inşa edildikten sonra nasıl göründüğünü açıklayan bir resim bulunmaktadır. Devreye güç sağlayan 12 V merkez dişli bir transformatördür. Yarım dalga doğrultucu kullanılarak düzeltilir, daha sonra 7805 IC kullanılarak düzenlenir.

Aşağıda şematik tasarım verilmiştir.

Ek bilgiye ihtiyaç duyulursa, gereken her şeyi sağlayacağım. Program gerekiyorsa ekleyeceğim. Program biraz uzun ve kesintiler kullanıyor.

Geçiş hakkında düşünmeye başlamadan önce, iyi bir sağlam tasarıma sahip olduğunuzdan emin olun. Tasarımınızda sorun yaşayabileceğiniz tüm yolları düşünmeye başlamanız gerekir. Bunu yapmanın iyi bir yolu, bir mikroişlemciyi, içine koyduğunuz ve söylediğiniz şeyi yapan bir "sihirli kutu" olarak düşünmeyi bırakmak ve bir kapı seviyesinde ve sistem düzeyinde nasıl çalıştığını düşünmektir. Mikroişlemcinizi mutlu tutmalısınız.

1. Güç - Mikroişlemcilerin gücü temiz değilse, düzgün çalışmaz. Bu, PCB tasarımına bakmak ve güç kaynağınızdan iyi bir düşük endüktans yoluna sahip olduğunuzdan ve çipin yakınında yeterli güç kapaklarına sahip olduğunuzdan emin olmak anlamına gelir. Osiloskop ve voltmetre ile çalışmadığını bildiğiniz bir tasarımın gücünü izleyin ve ölçün, güç mü? Sorunun, güçte bir ani yükseliş veya düşüş olduğunda meydana geldiğini görüyor musunuz? Vcc hattınızda ani yükselmeler veya düşüşler görüyor musunuz?
2. Kod \ Saat - Kodda düzgün çalışmamasına neden olan bir hata var mı? Kodlara aralıklı bir ünitede baktınız mı? Şu anda sahip olduğunuz kodu doğrular mı (eşleşir)? Flaş bozulması mı yaşıyorsunuz? Saat ne olacak? Güç aslında saati zamanla bozabilir . Saatiniz olması gereken şey mi? Saati yavaşlatırsanız kodunuzun çalışması durur mu?
3. Çevresel koruma. Mikroişlemciyi tasarlandığı özelliklerde mi kullanıyorsunuz? Arızalanan birimlerde sıcaklık sabit midir? Toz, EMI, ESD veya Sıcaklık gibi çevresel faktörlerin arızalanmasına neden olabilecek bir alanda mı bulunuyorlar. Girdileriniz dış dünyaya karşı korumalı mı, insanlar birimi zaptediyor olabilir mi? Isı, zamanla elektronikte kötü şeyler yapar. Termal kamerayı her şeyin normal olup olmadığını görün

Gerçekten yapmanız gereken başarısızlık mekanizmasını bulmaktır, neden başarısız olduğunu bilmeniz gerekir. Neden başarısız olduğunu öğrendikten sonra sorunu çözebilirsiniz. Bunu bulamazsanız, herhangi bir sorunun oluşmasını durdurmak için tasarımınızı yenilmez hale getirmeniz gerekecektir. Bunu yapmazsanız, mikroişlemcileri değiştirebilir ve yine de aynı sorunları yaşayabilirsiniz. Geçiş yapmak isterseniz, ST endüstriyel uygulamalar için daha uygun bazı harika mikroişlemciler yapar.

Söylemediğiniz için, sorunlu devrenin fiziksel olarak nasıl inşa edildiğini soruyorum - bu, TAMAMEN gibi göründüğü için, tipik olarak lehimleme yapmayan bir kişi geçici bir "bağlanmak için itin" breadboard ve yapraklar üzerinde bir devre inşa ettiğinde görülen bir sorun türüdür. birkaç aydır.

Bu davanıza benziyorsa, sorununuz var; değilse, hala kötü bağlantılardan şüphelenirim, ama bu "lehimleme becerisi" sorunu "hiçbir şeyi lehimlememe" sorunundan daha fazlası haline gelir.

PIC beslemesinde bir ayırma kapasitörünüz yok, ancak bunun gibi küçük bir tahtada muhtemelen ondan kaçacaksınız. Voltaj bir eşiğin altına düştüğünde PIC'nin sıfırlanması için kahverengi bir koruma eklemek de isteyebilirsiniz.

Ama kodunuza bakıyordum.

Yeni başlayanlar için mikroda bekçi köpeğini etkinleştirmelisiniz. Kod düzgün çalışmayı durdurursa bekçi yeniden başlatır.

Büyük olasılıkla, bir yerde bir böcek var. Mesleğe göre gömülü bir yazılım mühendisi olarak, bunun kesintilerle ilgili olduğunu tahmin ediyorum, çünkü yeni başlayanlar en sık hata yapıyorlar. Yeni başlayan biri olarak, kodda yapabileceğiniz çok sayıda hata var, bu yüzden ilk bakacağım yer burası. (Rahatsız olmayın - gerçekten daha iyi bilmem gereken zaman da dahil olmak üzere bu hataların çoğunu kendim yaptım. ;-)

7805'in her iki tarafında hoş bir yağ kondansatörüne ihtiyacınız olduğu yorumlarına katılıyorum . Özellikle orada bir röle ile. Bunun temel sorun olduğunu düşünüyorum. PIC'nin güç besleme hatlarına da bir ayırma kapasitörü eklerdim.

Ayrıca kuru eklemler de ararım.

Ben de iyice benim program kontrol ve orada ne olursa olsun bekçi tesisi kullanarak olacaktır.

Ama burada sorunuzdan birkaç ilginç parça var:

7 segmentli ekranda anlamsız şeyler gösterdi (sadece sayı parçalarını gösterdi)

Olanları bulmaya çalışıyordum. Örneğin PIC çöktü mü?

Şimdi, şemanızı doğru okursam, 7 segment ekranının her birinin bir şey göstermesi ve en az ikisinde farklı ve sabit bir şey göstermesi için Q1, Q2 ve Q3'ün her birinin hala döndürülmüş olması gerekir ve segmentlere çıkışların doğru olması gerekir. Bu bana PIC'nizin hala kodunun en azından bir kısmını çalıştırdığını söylerdi, ancak bir şekilde rakam çıkışı karıştırıldı. Örneğin, gösterilmesi için 0-9 rakamı değil, 17 rakamı veya benzeri bir rakam verilmiştir (bunun için rakam düzenini rastgele bir hafıza konumundan alır).

Diyorsun:

gösterge LED'indeki ampulü yakar, ancak röleyi açmaz

Şemaya bakıldığında, PIC çıkışı titreşen veya bir şey olmadığı sürece (aynı zamanda bir zamanlayıcı çıkış portu olduğu için imkansız değildir), bunun bir elektrik arızası (örn. Kuru bağlantı), bir PSU sorunu olması gerekir (yukarıdaki kapasitörlere bakın). veya Q4 transistörü (belki de) tam olarak doymamış. PIC veri sayfasını okumadım, ancak BC547'nin maksimum I _C 100mA'sı (umarım rölenizi ve LED'inizi sürmek için yeterlidir) ve bu tür bir seviyede 120 hFE'dir, bu yüzden yaklaşık 1mA'ya ihtiyacınız olacak bu nedenle 10k biraz fazla olabilir. 3k3'ü deneyebilirim.

Ayrıca, yararlı hata ayıklama yönteminiz yoktur. Ekranınız her zaman açık olduğundan, belki de son ondalık nokta noktasını her şeyin iyi olduğunu belirtmek için saniyede bir (veya benzeri) yanıp sönebilirsiniz.

Karanlıkta vahşi bir bıçak almak zorunda kalsaydım, özellikle röle açıkken, devrenin önemli bir akım çektiğini tahmin ederim. Çünkü AC gerilim sıfır sahasına 7805 giriş tarafında büyük bir kondansatör olmaması, ve, 7805 herhangi bir çıkış akımı temin edilmez (ve aslında kapasitör kendisi drene edilebilir) - 7805 bilgi formundan 'The giriş voltajı, giriş dalgalanma voltajının düşük noktası sırasında bile tipik olarak çıkış voltajının 2.0 V üzerinde kalmalıdır ' . PIC üzerindeki voltaj bu nedenle, belki de onu çökertmek için yeterli olacaktır. PIC'nin yanına 5V hattının bir kapsamını koyun ve güzel bir sağlam 5V hattından başka bir şey görmüyorsanız, bir sorununuz olduğunu biliyorsunuzdur.

Bir mikroişlemcide düzensiz davranışlarınız olduğunda , sorunun iki ana kaynağı vardır . 1) eksik veya yetersiz "bypass" kapasitörler, 2) "yüzen" mikroişlemci pimleri.
Her "çip" in tam olarak Vcc'ye (+ 5v) bağlı çip piminde bir baypas kapağı olması gerekir.
Kullanılmayan herhangi bir pim yüksek veya düşük bağlı olmalı , ancak asla "yüzer" bırakılmamalıdır.

Ben "yeterince sert" Q4 sürüş değil katılıyorum, R12 için 1K öneririz.