uC plante lorsque relais commute

[slizz]

Bonjour,

Je me suis fait une carte (PCB) pour un projet industriel, sur cette carte j'ai divers équipements (CAN, RS232, RS485, ...) tout fonctionne parfaitement.

J'ai également des relais, (relais piloté en 5V) qui viennent commuter du 12V venant de l'alimentation.

Lorsque rien n'est raccordé aux relais, tout fonctionne parfaitement, lorsque je branche une charge, le 12V est bien transmis à celle-ci, et tout fonctionne. Mais lorsque je branche des relais distants (bobine/induction) aux relais de la carte il y a des perturbations lorsque je désactive le relais (voir photos)

quand j'active le relais : [B]############[/B]

quand je désactive le relais : ########

désole les photos se sont uploadé à l'envers !

Pour résoudre ou plutôt trouver le problème j'ai déjà essayé plusieurs choses :
- Augmenter la capacité des condensateurs proche du uC et sur l'alimentation 5V,
- Séparer le 5V provenant du 12V (en faite j'ai un régulateur qui fait 12V-->5V) j'ai utilisé du 5V provenant du pc et du 12V de l'alimentation et il n'y a que le 5V qui est perturbé,


mon montage (les relais) #########



Bonjour slizz et tout le groupe

Pour être conforme à l'épinglé


http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

Le lien vers l'image a été supprimées.

Les PJ doivent être sur le serveur.

Merci de la replacer.


.
-----

[penthode]

probablement que le câblage ne respecte pas les règles de l'art...

peut on voir ?



QUESTION , à quoi servent les optocoupleurs ?

[slizz]

Bien sûr,


board.jpg
sch.jpg

Pour l'optocoupleur, du coup vu que c'est le même 5V et bien ils servent à rien...

Les images du premiers post supprimés :
- relais ON : f9fb372a456cbce54de00c47b7a03484c45a825a_2_999x750.jpeg
- relais off : 9f5550d105a3159fbf5ac514c4c2c1655ce247c3_2_999x750.jpeg

[gienas]

… J'ai également des relais, (relais piloté en 5V) qui viennent commuter du 12V venant de l'alimentation.

Lorsque rien n'est raccordé aux relais, tout fonctionne parfaitement, lorsque je branche une charge, le 12V est bien transmis à celle-ci, et tout fonctionne. Mais lorsque je branche des relais distants (bobine/induction) aux relais de la carte il y a des perturbations lorsque je désactive le relais (voir photos) …

Les images supprimées doivent être présentées à nouveau dans une nouvelle réponse.

Ce qui est à peu près sûr, c’est que les parasites émis le sont soit par les bobines de relais commandés qui doivent être antiparasités (d’iodés de roue libre ou snubbers RC) ou bien par les longueurs de fils qui font antenne émettrice.

C’est l’ensemble du schéma dont il faudrait disposer pour "deviner" et savoir tout ce qui est commandé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[slizz]

EDIT : la qualité est fortement dégradé j'ai séparé le schéma en deux images

Bonjour, les images du premier post ont étés remises dans la réponse #3

sinon voici le schéma, il y a que la partie gauche (la plus importante) la partie de droite est un peu confidentiel et de toute façon n'intervient pas dans le problème (module CAN / RS232, ...)

sch1.jpgsch2.jpg

[Seb.26]

Tu pilotes les optos directement depuis les IO du uCPU ?? ... ça passe ?

[omega.067]

hello
perso, les CI "sensibles" je les alimentes toujours via une résistance qq ohms, découplée au plus près de la broche par un condo de 0,1 sur le négatif le plus proche, ça m'a déjà bien "solutionnés" des bizarreries qui circulent dans le circuit d'alim
peut-être une piste

[gienas]

Bonjour à tous

... sinon voici le schéma ...

Il n'y a pas de croquis montrant clairement les "cascades" de relais, leurs interconnexions, leurs alimentations, leurs protections, les longueurs de fil concernées et leur disposition par rapport au micro.

Dans un relais, il y a deux sources de parasites: la bobine et les contacts.

Dans l'utilisation des contacts, les éléments commandés peuvent être générateurs d'ennuis.

Là, je comprends que des relais commandent des relais, mais nous ne savons rien des précautions prises sur ces relais "distants".

[penthode]

et vue l'usinagaz causée par la complication des optos , on peut tout craindre......

une conception électronique , ça n'est pas lancer une poignée de composants dans un logiciel de CAO

y'a une période de réfléction , dessin de synoptique , recul , etc.....

aucun logiciel ne sait faire , et cet importante démarche a manifestement été zappée dans ce cas

[Vincent PETIT]

Bonjour à tous,

y'a une période de réfléction , dessin de synoptique , recul , etc.....

Oh que oui !

@slizz,
Ton PCB est en deux couches ? Si oui je pense qu'il n'y a pas pire en CEM, très difficile de faire un plan de masse ou alors il sera fendu (recréant un jolie antenne a fente), complexification du routage etc...

Ce qui est nécessaire de comprendre c'est que dès qu'on a une variation rapide de courant dans une piste/fil (le cas du relai qui commande une charge inductive) on a un couplage inductif qui va s'étendre autour de cette piste/fil.

Capture62.PNG

Pour luter contre se phénomène on a deux leviers :
- Augmenter la distance entre le perturbateur et la victime.
- Créer un plan de masse pour diminuer la surface de la boucle de masse.

Voir ci dessous ; En rouge le relai et en vert le connecteur, on voit l'espacement que j'ai laissé entre la bobine du relai et les contacts. Le grand plan de masse permet de diminuer la surface de la boucle de masse (surface entre la/les piste(s) victime(s) et leur référence)

Capture63.PNG

[polo974]

de ce que j'ai vu de l'alim 24V -> 12V -> 5V puis la distribution des alims et de la masse, on peut dire qu'il faut tout refaire, d'un bout à l'autre...

et le reste est loin d'être mieux...

il faudrait virer les optos qui ne servent à rien, si ce n'est occuper de la plac. (déjà dit par 2 ou 3 intervenants déjà).

il faudrait revoir le placement des connecteurs afin d'éviter les allez/retours. Si possible le brochage des connecteurs afin d'éviter les cheminements farfelus.

il faudrait un plan de masse digne de ce nom, et non cette sorte d'antenne en U avec les lignes 12 et 24 qui se baladent au milieu...

Séparer les tensions, ne pas faire se promener du signal micro dans les pattes des relais (méga autoroute au milieu de la carte, genre, je capte tout et j'envoie direct au micro).

Ajouter des RC en sortie du micro.

Éventuellement, ajouter les diodes de roue libre en sortie des relais, mais ça en fait 4 par relais (mais comme on vire les optos)...

Bref, revoir le schéma, réfléchir le placement, brochage des connecteurs inclus.

[Unwanted Ads]

En plus de ce qui a ete dit precedement

Ce que je ferais a ta place si je pouvais serais de creer un 5V_Relay.
Tu le separe de 5V avec un inducteur (ex. 10mH 3A )
et tu filtre le 5V_Relay avec des capacitors a cote de chaque relay (ex: 10uF ceramic).

[slizz]

Merci pour vos réponses, bon c'est un peu dure à entendre, je suis de base plus dans la programmation que l'électronique pur et je sais qu'il y a des tests à effectuer etc... ce n'est pas du tout cuit l'électronique...

Du coup je suis un peu perdu car chacun de vous à émis sa solution et je me retrouve avec un peu de tout je ne sais même pas quoi faire...


Ce que je peux dire pour éclaircir, les relais distants pilote du 400V DC :
Rated voltage : 12V
Minimum ON operation voltage : 10.5V
Maximum OFF operation voltage : 1V
Maximum output voltage : 16V

Et je n'ai aucune autre information.

[slizz]

- Les opto son pilotés par les IO du uC oui, mais de ce que je comprend je devrais les dégagers...

- @omega.067 que veux-tu dire par CI sensible ?

- @gienas



Ce que je peux dire pour éclaircir, les relais distants pilote du 400V DC :
Rated voltage : 12V
Minimum ON operation voltage : 10.5V
Maximum OFF operation voltage : 1V
Maximum output voltage : 16V

Et je n'ai aucune autre information...

- @Vincent oui il est en deux couches

- @polo974 j'ai viré l'alimentation 24V elle ne servait à rien de toute façon, et pour le reste comment piloter dans ce cas les relais ? et séparer les tensions 5V ?

[omega.067]

re
- @omega.067 que veux-tu dire par CI sensible ?
Augmenter la capacité des condensateurs proche du uC

ben tout CI (uC) susceptible d'être "perturbé" par des "crasses" promenant sur le circuit de son alimentation

[slizz]

@Omega.067 : ok ! c'est déjà ce que j'ai fais, j'avais augmenté la capacité du condo alimentant le uC mais ça n'a rien changé... Et que veux-tu dire par mettre une résistance avant.. Avant d'aller dans les condos qui "protège" le micro tu viens placer une résistance ?

@Vincent Petit : Je vais refaire la partie relais de la carte en augmentant l'espace entre les pistes, en grossissant les pistes (cuivre) elles mêmes, en mettant plus d'espace entre chaque relais et les composants associés, et en plaçant un gros plan de masse, MAIS je ne peux pas faire plusieurs couches, je vais devoir rester en 2 couches... Je vais aussi tenter de mettre de plus gros relais (avec plus d'espace entre les pins)


@Polo974 : je vais virer l'alimentation 24V, je vais uniquement laisser le 12V-->5V-->3.3V, et je vais utiliser des schéma pro de dispo pour bien réaliser la aprtie découplage et avoir une alimentation "propre", pour la distribution, je vais faire comme je peux sur la carte pour bien distribué mais il n'y a pas 50 manières différentes, je vais devoir faire passer les signaux aussi il y aura forcément des superpositions...

pour les opto, si j'ai bien compris j'ai 2 options, ou les virers, dans ce cas comment je raccorde la commande du uC (IO) au relais sans foutre le bordel ? Et dans l'autre cas @Unwanted Ads l'a mentionné, placer un composant qui viendrait séparer mon 5V en 2, et l'opto serait donc sur ce 5V ?

J'ai viré les connecteurs inutiles (il reste l'icsp et ceux après des composants genre CAN RS232 485...)

Le plan de masse je vais tenter de l'agrandir au maximum mais encore une fois il y aura forcément du passage de signaux qui briseront un peu le plan

Séparer les tension c'est à dire ?

Pour les signaux, il faut bien les acheminer jusqu'au relais pour les commander, comment faire dans ce cas ?

les circuits RC c'est un "snubber" j'imagine ? Quand tu parles en sortie du micro, c'est en parallèle des signaux qui commande les relais ?

pour les diodes, j'en ai déjà sur la bobine du relais, il en faudrait d'autres où ?

[omega.067]

sur la ligne d'alimentation de l'IC, je place au plus près de la broche +VDD, un condo de 0,1µF relié au -
de la jonction condo/broche, une résistance de qq ohms , qui elle se raccorde au + alim
la résistance se trouve donc en série sur l'alim et le condo découple facilement, ça "lisse" les pics transitoires, ça ne mange pas de pain, et si ça ne fait pas de bien, ça ne fait pas de mal

[slizz]

C'est déjà ce que j'ai, j'ai 3 condos avant d'aller dans l'alim du micro, à la limite il me manque une résistance pour limiter le courant... Je ne sais pas si tu vois sur la photo du schéma, après j'ai 2 condos de 1uF je peux en placer un de 0,1uF.

PS: félicitations pour hier je viens de voir que vous étiez belge !

[antek]

Pour le découplage (et pour le reste aussi . . .) la datasheet est une source d'information très fiable.

[slizz]

Je sais bien, mais dans le cas du L78S05 : https://www.st.com/resource/en/datasheet/l78s.pdf

On voit bien que dans les exemples de circuit il y a juste le DC fixe qui est avec 2 condos, un avant et un après... Je n'ai pas d'autres info

[omega.067]

C'est déjà ce que j'ai, j'ai 3 condos avant d'aller dans l'alim du micro, à la limite il me manque une résistance pour limiter le courant... Je ne sais pas si tu vois sur la photo du schéma, après j'ai 2 condos de 1uF je peux en placer un de 0,1uF.

PS: félicitations pour hier je viens de voir que vous étiez belge !

la résistance, n'est pas vraiment là pour "limiter le courant" mais pour lisser le pic de tension qui provient de la ligne d'alim , c'est pour ça qu'il ne faut que qq ohms , et le condo y participe aussi et doit être "rapide" , (perso j'y place un "sibatit" de 0,1µF )
pour le bien, ce nœud (situé au plus près de la broche VDD) ne devrait rien alimenter d'autre que le CI à "protéger" et le raccord - du condo le plus près également, de la broche VSS
ps, je ne parles pas ici, du régulateur de tension 78xx, qui est un autre débat

[slizz]

je réfléchissait à quelque chose, et si je laissais l'opto et je prenais des relais de 12V de tension (bobine) ?

[omega.067]

un peu de lecture qui m'a fait du bien il y a moultes années (sans publicité, j'ai rien à voir avec eux), ça date, mais pas mal de "trucs" sont encore applicables
Tracé des circuits imprimés
auteur Philippe DUNAND
aux éditions DUNOD
ISBN 2-10-002979-7

[slizz]

Je viens de refaire la partie 3.3V et je m'attaque au 12V-->5V

AZEA.png

J'ai prévu d'appliquer tout les précédents conseils (4 couches sur le PCB, augmenter la taille des tracks, ....)

Pour la partie relais j'ai viré l'optocoupleur sous les conseils d'un membre d'un autre forum :

_No-Opto.jpg

Mais malgré tout ça j'aimerais savoir si un de vous à de quoi bien protéger le relais lors de la commutation ? Circuit RC ? Condo ? car malgré que tout ça va faire du bien à la carte et aux composants je pense que j'aurais tjrs le problème

[gienas]

Bonjour à tous

... @gienas ... Ce que je peux dire pour éclaircir, les relais distants pilotent du 400V DC' :
Rated voltage : 12V
Minimum ON operation voltage : 10.5V
Maximum OFF operation voltage : 1V
Maximum output voltage : 16V

Et je n'ai aucune autre information ...

De ce que j'ai lu jusqu'ici, on (je) ne sais strictement rien de la façon dont sont commandés ces fameux relais distants, quelles protections sont prévues sur la commande de ces bobines (protections qui sont obligatoires), et, dans la même veine, nous ne savons pas ce que les contacts de ces relais (distants) commandent et, là aussi, qu'en est-il des protections qui y sont (probablement) obligatoires aussi.

Il n'est bien entendu pas impossible que le routage "mal conçu", inadapté ... que les découplages d'alimentation(s) ne filtrent pas assez, mais rien de tout cela n'est certain.

Et puisque tout se passe bien tant que le micro ne commande aucune puissance, il me semble qu'il serait plus raisonnable et rationnel de procéder (ou faire procéder) par un connaisseur, une analyse des protections (présentes ou absentes), et procéder par approches successives en faisant intervenir les éléments commandés de manière graduelle (pas tous à la fois et directement). Rien ne prouve d'ailleurs que ce n'est pas un seul des éléments commandés, qui, à lui seul, provoque le défaut.

La démarche devrait être de tenter de trouver et d'isoler ce perturbateur pour comprendre pourquoi/comment le méga parasite prend naissance.

[Seb.26]

pourquoi un PNP ? ... et non un NPN ??

voir :
https://www.sonelec-musique.com/elec...ie_relais.html

perso :

[slizz]

Encore merci à vous pour vos réponses, bon d'après ce que j'ai compris je vais refaire la carte avec plusieurs couches, et régler les petits problèmes à droite à gauche, et refaire l'alimentation au propre.

Mais pour le côté relais, merci seb.26 pour ton lien, je viens de voir et le phénomène de rebond est exactement ce que j'ai. Je viens de tester en raccordant à l'arrache un autre relais (http://idehack.com/blog/wp-content/u...02/relais1.jpg) à un des pins de ma carte et ça fonctionne, je pense que le problème est soit ma diode qui est grillé sur ma carte, soit le relais en lui même (IM03DGR) qui n'est pas prévu pour ça ou alors il y a un arc électrique.

De plus sur ce relais je n'ai pas besoin de 4 sorties, je vais essayer d'en trouver un avec seulement 1 contact (ON/OFF) pour du 12V

dernière question, on est d'accord que ton montage avec npn ne change pas grand chose avec le pnp ? c'est juste ou vont arriver les signaux et l'alim ? Car quitte à laisser le npn que j'ai déjà ça m'évite de racheter...



@gienas : il est là le problème, je n'ai strictement aucune idée du type de relais ou de quoi que ce soit d'autres que les spécifications que j'ai donné. Je dois envoyer du 12V et c'est tout.

Bon pour expliquer, le système au bout est un accu type batterie qui récupère de l'énergie et viens la balancer à un moment donné (en fonction des données reçus en CAN, j'active les relais et tout ce qui est éclairage par exemple viens se lancer). Je n'ai aucune informations sur ce système qui est propriétaire et breveté, on a une doc, très peu complète, avec uniquement un petit schéma (un carré avec une bobine et 1 contact) et les spécifications donnés plus haut.

C'est pour ça que je dois avoir des relais et un système électronique qui doit être capable de supporter plus ou moins beaucoup de choses, car comme je l'ai dit, le 12V par alimenter la carte de ce module et faire marcher la communication CAN fonctionne mais pour mes relais qui activent les relais distants...

[slizz]

Bon je viens de tester autre chose, un relais avec une nouvelle diode au niveau de la bobine du relais sur la carte : toujours les mêmes perturbation mais sur le 12V comme le 5V

rly1.jpg


Et j'ai effectué des tests également avec une platine de relais déportés (ceux utilisés pour arduino que j'ai envoyé juste avant) et même problème mais en moins prononcé :

rly2.jpg


J'ai fais aussi 2 autres tests :

- Brancher le 12V sur ma carte et enlever la liaison 12V-->5V de la carte afin d'utiliser le 5V du port usb du PC comme alimentation pour les composants de la carte : problème identique

- Utiliser une arduino uno, même configuration, branché sur le pc en usb et le 12V cette fois raccordé uniquement sur la platine déportée : aucun problème ça fonctionne, mais je n'ai pas regardé à l'oscillo

[slizz]

Je viens de faire un test qui va peut-être permettre de trouver ce qui cloche :


Arduino nano relié au PC par USB, sur la nano je viens y mettre un relais exactement comme ça :

Donc le relais est piloté par la nano et est alimenté (5V et GND) par la nano


Le bloc secteur qui permet d'avoir du 12V à partir du secteur est relié en direct c'est à dire masse de l'alim sur la masse des relais (interne de l'accu), et + de l'alim sur le petit relais, un autre fil par du relais (le contact) jusqu'au + du relais interne de l'accu.


Je viens mettre un oscillo au niveau du relais (pour choper le 12V) et un autre encore au niveau du relais mais sur le 5V, bien sûr j'ai mis les masses au bon endroit (car pas la même)


Commutation du relais OFF puis ON puis OFF

résultat : les mêmes oscillations / perturbation sur les 2 lignes, mais cette fois le uC ne reboot pas


Donc même perturbation mais pas de reboot, quel est la différence ? Pour une fois les masses ne sont pas les mêmes

La théorie selon laquelle les relais dans l'accu ne sont pas protégés me semble plausible du coup

[gienas]

Bonjour à tous

… Arduino nano relié au PC par USB …
…

Ton schéma montre un UNO. Certes, cela ne change pas grand chose, mais qu’en est-il au juste?

… Arduino nano relié au PC par USB … Donc le relais est piloté par la nano et est alimenté (5V et GND) par la nano …

Sûrement pas. Tu as mis une interface dont on n’a pas le schéma. Une bobine directement en sortie de micro, dans diode de roue libre, serait mortel.

… Le bloc secteur qui permet d'avoir du 12V à partir du secteur est relié en direct c'est à dire masse de l'alim sur la masse des relais (interne de l'accu), et + de l'alim sur le petit relais, un autre fil par du relais (le contact) jusqu'au + du relais interne de l'accu.

Je viens mettre un oscillo au niveau du relais (pour choper le 12V) et un autre encore au niveau du relais mais sur le 5V, bien sûr j'ai mis les masses au bon endroit (car pas les mêmes) … résultat : les mêmes oscillations / perturbation sur les 2 lignes, mais cette fois le uC ne reboot pas …

Un "discours" sans son schéma n’a pas de sens pour nous et nous ne savons pas au juste comment c’est branché.

Tu parles de masses différentes. Puisque tu sors par des contacts de relais, c’est bien sûr possible de ne pas relier les masses, mais il devient impossible impossible d’observer les deux signaux simultanément car leurs masses doivent être communes.

… Arduino nano relié au PC par USB … Donc même perturbation mais pas de reboot, quel est la différence ? Pour une fois les masses ne sont pas les mêmes
…

La démarche que tu es n train d’entreprendre va dans le sens suggéré en #25 mais tes "explications" bien trop imprécises ne permettent pas encore de comprendre.

Faute de savoir si les masses 5V et 12V sont communes ou pas, laisserait supposer, si elles sont isolées, que c’est le 12V qui génère le parasite, mais là encore, sans savoir quelles sont les protections ni s’il y en a, pas de conseil précis à proposer.

Merci de choisir un vocabulaire correct.