149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
1

Сгорающие STM32 и 17 светодиодных лент

27.03.2022, 21:57. Показов 1262. Ответов 26
Метки нет (Все метки)

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
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
27.03.2022, 21:57
Ответы с готовыми решениями:

полевик для светодиодных лент
Вообще больше интересует сколько могут выдержать IR в корпусе TO-220 без радиатора. смотрел в...

Установка светодиодных лент в корпус
Товарищи, вчера приобрел светодиодную ленту deepcool rgb 100 plus и подключил к мат. плате aorus...

Залипают реле для БП светодиодных лент
Здравствуйте, иногда есть задача в домашней автоматизации подключать светодиодные ленты, запитанные...

Преобразователь 3хААА на 12v для светодиодных лент
Приветствую, камрады! Возникла задачка - сделать очень дёшево (да ещё и компактно) сабж, который...

26
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
27.03.2022, 22:09 2
Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
сейчас ко мне едет гальваническая развязка для USB
Поставьте гальваническую развязку МК от силовых цепей. С правильной разводкой, а не формально.

Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
почему оно горит?
Возможно, импульсы по питанию приходят при изменении нагрузки у лент.
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
27.03.2022, 22:22  [ТС] 3
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Поставьте гальваническую развязку МК от силовых цепей
Имеется ввиду питание от USB? Потому что с блоками питания МК, по идее, и так не связан. БП подключены к лентам и к микросхемам-инверторам, а контроллер через микросхемы-инверторы к дата-пинам лент. Заказал я вот это: https://aliexpress.ru/item/329... 4aa6LcDrk5 Если это дичь, то, пожалуйста, посоветуйте, что взять правильно.

Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Возможно, импульсы по питанию приходят при изменении нагрузки у лент.
Т.е. даже резисторов и этих микросхем не хватает, чтобы заглушить всё это?
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
27.03.2022, 23:12 4
VBDUnit,
Выходы МК на светодиоды. Фотодиоды на управление лентами.
Это оптопара, гальваническая развязка (один из видов).
Между МК и лентами не должно быть никаких проводников.

Это предположение, самое простое. Проверьте.
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
28.03.2022, 00:00  [ТС] 5
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Выходы МК на светодиоды. Фотодиоды на управление лентами.
Это оптопара, гальваническая развязка (один из видов).
Между МК и лентами не должно быть никаких проводников.
Ок, понял. Вопрос - что лучше взять? Ширина импульса при передаче данных 400 нс, фронт лучше держать в пределах 30 нс. Как я понимаю, далеко не всякая оптопара такое даст. Вы не могли бы посоветовать, где/как найти подходящую для такой задачи оптопару/другую развязку?
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
28.03.2022, 09:01 6
Adum250n, например. Для просто цифрового сигнала. Задержка сигнала 13-15 нс. Фронты 2.5 нс.
Посмотрите, как демонстрационная плата разведена.

Оптика лишь один из вариантов изоляции.

Для spi отдельные микросхемы изоляторов есть.
Смотрите на analog.com (недоступен в России).
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
28.03.2022, 10:37  [ТС] 7
Adum250n
Посмотрел, вроде подходит по характеристикам, но в продаже не нашел.
Оптика лишь один из вариантов изоляции.
Подойдет ли мне ADUM7440CRQZ?

Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Для spi отдельные микросхемы изоляторов есть.
А можно использовать их для случая с адресными лентами? Там же вроде далеко не SPI, а нечто очень примитивное.
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
28.03.2022, 11:16 8
У этой задержка раза в 3-4 больше. Но, может, это не принципиально и всё заработает.

SPI это такты и данные. В принципе, это не то же, что используется в лентах? Пробуйте на том, что можно легко достать.

Цены нынче ппц.

Изолятор usb поможет, если проблема в разнице уровней между землями ПК и питания лент.
0
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
28.03.2022, 11:52  [ТС] 9
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
У этой задержка раза в 3-4 больше. Но, может, это не принципиально и всё заработает.
Хотелось бы уточнить, что означает "время задержки распространения"? Это именно задержка? Т.е. сигнал +- такой же, просто по времени отложен, или оно мне фронты растягивать будет и/или ширину импульсов, потому что, например, включение быстрее выключения?
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
SPI это такты и данные. В принципе, это не то же, что используется в лентах? Пробуйте на том, что можно легко достать.
Там только данные по 1 пину, тактов нет. Протокол такой:
Сгорающие STM32 и 17 светодиодных лент

Я всё округлил до 0.4 - 0.8 мкс, чтобы было проще, но суть не меняется.

Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Изолятор usb поможет, если проблема в разнице уровней между землями ПК и питания лент.
Я только не совсем понимаю, почему у него нет внешнего питания. С данными понятно, тут можно разными способами сделать. Но откуда он энергию берет на выходе? Он что, берет +5В с USB, генерит частоту, пихает в трансформатор, потом обратно?

Не по теме:

Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Цены нынче ппц.
Да, но надежда, на то, что, может быть, они потом хоть чуток снизятся, ещё не умерла окончательно :) Хотя то, что люди стали чаще употреблять слово "достал" вместо "купил" как бы намекает, что высокие цены - еще не предел проблем.

0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
28.03.2022, 12:03 10
Задержка, видимо, именно задержка. Фронты там отдельно прописаны.
Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
Там только данные по 1 пину
Тогда SPI изолятор не особо нужен.

Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
Я только не совсем понимаю, почему у него нет внешнего питания
На плате показан изолятор 0505. Это как бы трансформатор. Из 5В в 5В постоянного тока, с изоляцией и стабилизацией.

Не по теме:

:)

1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
28.03.2022, 18:30  [ТС] 11
Минуточку. Я тут осознал один нюанс. У контроллера несколько земель (4 штуки). Когда я последний раз делал всё через микросхемы, я их (микросхем) землю соединил с одной землёй контроллера, а с нулём блоков питания соединил другую землю контроллера. Плюс ещё есть та земля, которая у контроллера через USB соединена с нулём компа. Поскольку физически это 4 земли на плате, которые соединены с 4 ногами-землями чипа (т.е. я задействовал 3 из 4), то точка их соединения находится внутри чипа. Таким образом получилось, что разность нулей компа и блоков питания уравновешивалась через чип. Я померил разность потенциалов нуля блоков питания и нуля компа (USB) осциллографом (в момент измерения они не соединены вообще никак). И разность потенциалов такова:
Сгорающие STM32 и 17 светодиодных лент

Т.е. вот эта вот дичь уравновешивалась через тонюсенькую дорожку(и) внутри чипа. Я может чего-то не понимаю, но, вроде как, для техпроцесса, по которому сделан чип, 26 вольт это примерно для макроскопической схемы 26 киловольт. Ну примерно, со всеми вытекающими и испаряющимися последствиями.

Если эта гипотеза верна, то следует просто сделать так, чтобы уравновешивание нулей между компом и контроллером шло вне платы, и, уж тем более, вне чипа. Например так: земля контроллера и так соединена с нулем блоков питания в одной точке. Я беру, и в USB проводе, соединяющем комп с БП, убираю нулевой провод. Т.е. там только +5В и два сигнальных. А ноль USB из компа я отдельно толстым проводом соединяю с нулями тех же БП. Получается, нули объединены в одной точке, которая лежит ВНЕ контроллера и ВНЕ чипа. А потом уже ИЗ этой точки идёт ответвление в контроллер.

Я понимаю, что лучше гальваническая развязка, и, как только она приедет, поставлю её, но мне хочется узнать, насколько моя гипотеза может быть реальной.
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
28.03.2022, 18:38 12
Ну это же азы...
Все выводы цифровой земли МК соединяются меж собой снаружи, на плате. Если аналоговая часть не особо мудрёно используется, к ним же и аналоговую землю прицепить. Свободных выводов питания оставлять не стоит, ни цифровых, ни аналоговых.

Из кабеля USB провода убирать нельзя. Ещё и USB сожжёте в компе.
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
28.03.2022, 18:50  [ТС] 13
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
Ну это же азы...
Все выводы цифровой земли МК соединяются меж собой снаружи, на плате. Если аналоговая часть не особо мудрёно используется, к ним же и аналоговую землю прицепить. Свободных выводов питания оставлять не стоит, ни цифровых, ни аналоговых.
Из кабеля USB провода убирать нельзя. Ещё и USB сожжёте в компе.
Так, понял. Хорошо, а про свободные выводы питания - т.е. мне все 4 земли надо на контроллере завести на 1 точку?

PS. Все дохлые контроллеры при подключении по USB начинают самопрожарку (видео в приложении). Я подозреваю, что оно, в принципе, ремонтопригодно, т.е. сдохло что-нибудь по питанию + сам чип.
Миниатюры
Сгорающие STM32 и 17 светодиодных лент  
Вложения
Тип файла: mp4 mov_03_28_20_38_26_64[1].mp4 (1.33 Мб, 10 просмотров)
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
28.03.2022, 19:03 14
Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
а про свободные выводы питания
Не землю, а питание. VDD и прочие, их там тоже несколько. И не как попало, а по app notes'ам и datasheet'ам.

Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
т.е. мне все 4 земли надо на контроллере завести на 1 точку?
7 правил проектирования печатных плат читайте внимательно всё. И, в частности, тут уже про землю.
1
Модератор
Эксперт по электронике
8657 / 6463 / 871
Регистрация: 14.02.2011
Сообщений: 22,572
28.03.2022, 21:40 15
судя по фотографии, там вылетает стабилизатор на 3.3В, типа такого ADP3303ARZ-3.3
но чаше всего при пробое сего девайса проходит напрямую 5В и выжигает процессор
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
29.03.2022, 15:55  [ТС] 16
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
7 правил проектирования печатных плат читайте внимательно всё. И, в частности, тут уже про землю.
Спасибо, хорошая штука, узнал много нового. У меня вопрос - на блоках питания стоят пачки конденсаторов (суммарно 16000 мкф 6,3 В); от блоков питания до лент идут провода длиной где-то 1 м (медь 2,5 мм2). Нужно ли мне ещё дополнительно ставить конденсаторы непосредственно на сами ленты, или это избыточно?

Цитата Сообщение от ValeryS Посмотреть сообщение
судя по фотографии, там вылетает стабилизатор на 3.3В, типа такого ADP3303ARZ-3.3
но чаше всего при пробое сего девайса проходит напрямую 5В и выжигает процессор
Есть подозрение что это он, но в таком случае ремонт платы почти что нерентабелен Может хоть ST-Link хоть выжил.
0
Модератор
Эксперт по электронике
8657 / 6463 / 871
Регистрация: 14.02.2011
Сообщений: 22,572
29.03.2022, 21:05 17
Цитата Сообщение от VBDUnit Посмотреть сообщение
но в таком случае ремонт платы почти что нерентабелен
не сказал бы что не рентабельным, камень стоит все таки дешевле чем плата, и не факт что он вылетел. Выпаяй стабилизатор и прозвони цепи 3.3 в и землю, если сопротивление большое выше чем десяти Ом, то процессор скорее всего живой
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
30.03.2022, 13:24  [ТС] 18
не сказал бы что не рентабельным, камень стоит все таки дешевле чем плата, и не факт что он вылетел. Выпаяй стабилизатор и прозвони цепи 3.3 в и землю, если сопротивление большое выше чем десяти Ом, то процессор скорее всего живой
Т.е. то что я земли уравновешивал через чип - это не гарантирует его смерть?
0
Эксперт .NET
8222 / 5331 / 1266
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 16,200
Записей в блоге: 14
30.03.2022, 18:06 19
VBDUnit, неисполнение рекомендаций по разводке плат, если вы явно не уверены в том, что делаете, гарантирует проблемы.
1
149 / 13 / 8
Регистрация: 02.02.2014
Сообщений: 275
31.03.2022, 11:37  [ТС] 20
Цитата Сообщение от Rius Посмотреть сообщение
VBDUnit, неисполнение рекомендаций по разводке плат, если вы явно не уверены в том, что делаете, гарантирует проблемы.
У меня там, где инверторы стоят, платы нет (да это плохо, планирую переделать в виде платы), там зверь с миллиардом проводов, но суть вещей, которые описываются в статье, я уяснил

Я тут просветил насквозь плату с контроллером, и понял, что ноль там выполнен сплошной заливкой по всей плате, и соединяет все 4 пина на плате, пины контроллера и нули USB между собой. Следовательно, моя гипотеза об уравнивании нулей через кишки контроллера неверна, и сгорело всё по другой причине.

Добавлено через 5 минут
Снова возникает вопрос - почему с инверторами всё сгорело в хлам за несколько секунд, а без них - сгорало долго?
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
31.03.2022, 11:37
Помогаю со студенческими работами здесь

Параллельное управление большим числом светодиодных лент
Всем привет! Столкнулся с такой задачей: нужно одновременно независимо управлять 18 светодиодными...

Как подключить нескольких светодиодных лент на WS2812b одновременно?
Приветствую всех! Нужно, что бы один ардуино одновременно и одинакого управлял шестью...

Охлаждение для светодиодных ламп и прожекторных светодиодных сборок
Светодиодные сборки для прожекторов и ламп освещения монтируются на алюминиевых плашках -...

Выбор светодиодных ламп
Народ, посоветуйте, что сейчас лучшее из недорогого на рынке светодиодных ламп? Планирую ставить...

Работа светодиодных индикаторов
Здравствуйте. Я снова к вам за помощью. Мне нужно подключить светодиодный индикатор.Вот такой:...

Диммер для светодиодных ламп
Всем привет! Хотел в свою комнату поставить светодиодные лампочки и диммер для них, и как...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2022, CyberForum.ru