Сгорающие STM32 и 17 светодиодных лент

Привет всем!

Пытаюсь в управление 17 адресными светодиодными лентами с STM32 F072b discovery (отладочная плата). У каждой ленты 3 контакта - ноль, +5В, и дата-пин. Данные идут с компа по USB CDC и далее их контроллер раскидывает по лентам. Ленты питаются от трёх блоков питания по 5В/40А каждый. Суммарно ленты жрут до 400 Вт. Нули блоков питания, контроллера и лент соединены. Таким образом, контроллер питается от компьютера по USB, а ленты - от блоков питания. Дата пины лент изначально соединялись с пинами контроллера через резисторы, далее схема усложнилась.

Проблема в том, что плата горит где-то через день два.

Сначала дата-пины были подключены через резисторы 220 Ом. Плата при сильных перепадах света отключалась от компа. Через некоторое время плата отбросила ласты. Я предположил, что это вызвано тем, что ленты в какой-то произвольный момент начали жрать энергию из дата-пинов. Резисторы заменил на 470 Ом, каждый блок питания на выход поставил по 6 электролитических конденсаторов параллельно 6,3 в 2200 мкф + К73-17В, чтобы точно избавиться от возможных помех. Контроллер почти перестал самопроизвольно отключаться, но снова сгорел. Тогда я соединил дата-пины лент с контроллером через 3 микросхемы К561ЛН1. В каждой стоит по 6 инверторов + каждая микросхема имеет внешнее питание. Внешнее питания микросхем соединил с блоком питания. По задумке, даже если лента захочет получить энергию через дата-пин, она будет с этим делать через микросхему, которая, в свою очередь, будет получать энергию от БП, а не от контроллера. Поскольку с выхода микросхемы сигнал инвертированный, чуток подправил код прошивки, чтобы оно выдавало инвертированный сигнал. Контроллер сгорел за 10 секунд. Заказал ещё 3 платы.

Как можно видеть, я очень настойчивый и тупой, но мне всё таки начинает надоедать жечь платы, и я хочу понять, что блин, происходит. Почему они горят? Я же уже всеми возможными путями изолировал ленты от того, чтобы они получали энергию с контроллера, сейчас ко мне едет гальваническая развязка для USB, есть ещё мысль через диоды, которые мне посоветовали, сделать дублирование питания контроллера с блока питания.

Что нужно сделать, чтобы выяснить, почему оно горит? Неужели он может из USB вытащить столько тока, чтобы спалить себя? И зачем/почему он это делает? Как мне правильно провести диагностику этой проблемы?

0

Ещё вопрос- внешний корпус (или как это назвать) usb гнезда у контроллера соединён с нулем (GND). В то же время на компе этот внешний корпус соединен с корпусом (т.е. с заземлением). Получается, что при соединении компа с контроллером я соединеняю нули USB, нули контроллера, нули лент, нули блоков питания, заземление блоков питания и заземление компа между собой. Это нормально вообще?

0

Сообщение от VBDUnit внешний корпус (или как это назвать) usb гнезда

Shield.

Сообщение от VBDUnit у контроллера соединён с нулем (GND)

Сообщение от VBDUnit Это нормально вообще?

Не нормально. Хотя может и работать.

Сообщение от USB-IF пишет 6.8 USB Grounding The shield must be terminated to the connector plug for completed assemblies. The shield and chassis are bonded together. The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with accepted industry practices and regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

Пояндексите про USB Shield Grounding.

0

Я могу в

Сообщение от Rius Не нормально. Хотя может и работать. Сообщение от USB-IF пишет 6.8 USB Grounding The shield must be terminated to the connector plug for completed assemblies. The shield and chassis are bonded together. The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with accepted industry practices and regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI. Пояндексите про USB Shield Grounding.

Ужас. Какова вероятность что смерть/баги/отключения были из-за этого? Могу ли я разомкнуть shield'ы usb разъемов компа и контроллера (в проводе, например)? Гальваническая развязка ещё не приехала.

0

Маловероятно.
Размыкать не стоит. Заземлите через параллельно соединённые 4700 пФ / 250В и 1 МОм.

0

Сообщение от Rius Маловероятно. Размыкать не стоит. Заземлите через параллельно соединённые 4700 пФ / 250В и 1 МОм.

Собрал вот такую дичь:


Проблему оно не решает ( ), но хоть страхует.

Смысл такой: как только на реле пропадает 220В, оно физически размыкает USB. Соответственно, чтобы USB работал, нужно, чтобы на реле было подано 220В. Корпуса USB разъемов соединил через резистор с конденсатором, четыре контакта USB - через реле. В теории оно, наверное, должно генерить очень много помех и наводок, но на практике флешки-вебкамеры через это нормально работают, значит вроде как можно. Есть мысль ещё поставить конденсатор 6,3В 2200мкФ между плюсом и нулём USB на выходе реле, но я не уверен, что так можно.

Эта штука, вместе с блоками питания, завязаны на одну-единственную вилку. Соответственно, при обесточнивании блоков питания, обесточивается и реле, и, тем самым, контроллер "выдёргивается" из USB. Как раз, чтобы запретить ситуацию, когда питания на БП нет, а контроллер работает.


Собственно, сейчас я подключил отдельно 1 ленту, питающуюся от БП, к тестовому Arduino. На дата-проводе ленты стоит резистор 470 Ом + к ардуино я подключил последовательно через второй такой же резистор. Ноль ардуины, понятное дело, соединил с нулём БП. На удивление, не смотря на почти 1 кОм, это работало. Замерил падение напряжение на 2 резисторе - 0,5 мВ. Если я ничего не путаю, то получается, что ток на одном пине - 235 мА. Получается, что 17 лент параллельно могли тянуть до 4 ампер через пины. Собственно, тогда логично, почему оно дохло.

НО!

Я также замерил ток пина ардуины при подключении через микросхему-инвертор, и здесь он был равен нулю. Тогда почему при работе через них оно тоже сдохло, причем быстро?

0

Он вообще может сгорать от того, что я как-то там неправильно пины настроил программно? Не то пишу в DMA, или там, не те пины для лент использую? Или программно его убить сложно?

Добавлено через 34 минуты

Сообщение от VBDUnit Собственно, сейчас я подключил отдельно 1 ленту, питающуюся от БП, к тестовому Arduino. На дата-проводе ленты стоит резистор 470 Ом + к ардуино я подключил последовательно через второй такой же резистор. Ноль ардуины, понятное дело, соединил с нулём БП. На удивление, не смотря на почти 1 кОм, это работало. Замерил падение напряжение на 2 резисторе - 0,5 мВ. Если я ничего не путаю, то получается, что ток на одном пине - 235 мА. Получается, что 17 лент параллельно могли тянуть до 4 ампер через пины. Собственно, тогда логично, почему оно дохло.

А, понял. Похоже мне пора спать :|

0

Четвёртый контроллер попробовал подключить, всё работает норм, но как только включил на полную яркость - отключился от компа и больше не хочет работать. При подключении по USB ни один светодиод не моргает, как у предыдущих сгоревших, однако, при подключении на нем ничего не греется. Т.е., походу, неисправность не аппаратная, а программная. Не пускается ни через STLink, ни через UserUSB.

Может быть такое: здесь не одна, а две проблемы. Первая: при отключении питания БП, ленты сжигают контроллер - решается с помощью реле. Вторая: при большой яркости ленты дают очень большие помехи на контроллер, это выносит ему мозг, и он, в лучшем случае, отключается временно, в худшем - навсегда, как случилось с четвертым.

Кстати, возможно, подключение через реле усугубило вторую проблему, т.к. реле, наверно, хорошо ловит разные помехи и пихает это всё в USB.

Как я понимаю, гальваническая развязка USB не решит первую проблему, т.к. она спокойно сможет дать контроллеру ток, достаточный, чтобы он себя сжёг. Вторую проблему - возможно, решит. Гальваническая развязка лент с контроллером - тоже под вопросом, т.к. микросхемы-инверторы делали ток нулевым, но он всё равно сгорел.

0