Discussion :

[mormic]

Bonjour le Forum
J'ai réalisé une maquette avec Arduino UNO qui reçoit des commandes via un nRF24L01 pour activer des volets roulants par le biais de deux relais .
Cela fonctionne parfaitement.
Puis, pour finaliser le montage, j'ai réalisé un PCB avec un ATMEGA328P (DIL28) et le même programme: tout fonctionne normalement (deux volets sont équipés de ce montage).
Alors j'ai voulu parfaire le circuit en réalisant un nouveau PCB avec un ATMEGA328PB (TQFP32) et toujours le même programme: la descente du volet se passe bien mais lorsque le volet est en bas, après un ordre de remontée, le relais correspondant colle bien mais s'arrête immédiatement. Comme si un parasite venait perturber le système. J'ai vérifier par un essai le montage sans connecter les volets et là cela fonctionne correctement.
Ma question: y a t'il des précautions particulières en terme d'antiparasitage dans le cas d'ATMEGA328PB.

Cordialement
Michel

[Jay M]

il y a une doc sur les différences entre un ATMEGA328P et ATMEGA328PB

https://www.pololu.com/file/0J1464/A...te_AT15007.pdf

Normalement c'est compatible côté pins et logiciel (éventuellement vérifier l'horloge) mais il y a une différence importante, le courant max sur Vcc et GND a été ramené de 200 mA à 100 mA.
==> faudrait vérifier vos besoins et ce que vous tirez sur vos pins

[Delias]

Bonsoir

L'expérience sur ce forum montre que c'est souvent le découplage des alims, voir du circuit d'horloge qui est défaillant. Sans montrer le PCB ça va être difficile de dire plus.

Delias

[mormic]

Merci pour l'intérêt que vous portez à ma question.

le courant max sur Vcc et GND a été ramené de 200 mA à 100 mA.

Le courant utilisé par les ports ne dépasse pas les 20mA. De plus le fait que cela fonctionne bien sans connecter les volets derrière les relais montre, je pense, que le pb n'est pas là.
Je vous joins le schéma du circuit ainsi que le plan de la carte.
Schéma_RECEPTEUR_VOLET_ATMEGA328PB.pdf
Carte_RECEPTEUR_VOLET-6.pdf

Merci de votre aide
Michel

[Jay M]

Le courant utilisé par les ports ne dépasse pas les 20mA. De plus le fait que cela fonctionne bien sans connecter les volets derrière les relais montre, je pense, que le pb n'est pas là.

si vous avez 5 pins en action vous allez tirer plus de 100mA et c'est un souci. Le fait que ça fonctionne sans connecter serait aussi une indication, vous ne tirez pas le courant dans ce cas...

[mormic]

je vous renvoie le plan de la carte correspondant au scméma car celui précédemment envoyé n'est pas celui utilisé. J'avais essayé de ne pas mettre de régulateur 3,3 V mais cela n'avait pas d'avantages.
Carte_RECEPTEUR_VOLET5.pdf

[mormic]

Le fait que ça fonctionne sans connecter serait aussi une indication, vous ne tirez pas le courant dans ce cas...

Je ne comprends pas cette réponse car que la connexion derrière le relais soit faite ou non, cela n'a aucune incidence sur le courant de commande des relais.

si vous avez 5 pins en action vous allez tirer plus de 100mA et c'est un souci.

J'ai du mal a comprendre comment vous calculez le courant. Mis à part la DEL qui doit au maxi consommer 10mA, les deux transistors reliés au micro par 12KOhms ne doivent pas grignoter grand chose. Quant au nRF24L01, je n'ai pas calculé.

[Jay M]

ah OK, je pensais que les relais n'étaient pas branchés du tout (la pin était en l'air simplement)

pour les 5 pins, c'était juste en prenant votre indication à 20mA. en gros sur l'ensemble des ports que ce soit en réception ou émission de courant ne peut pas dépasser 100mA. Si ce n'est pas le cas, alors ce n'est pas le souci

[Delias]

Bonjour

Apprendre les bases pour faire un PCB, et après seulement venir demander pourquoi cela ne marche pas.

Isolation 230V / très basse tension insuffisante -> un exemple d'explication: Elektor Magazine
En cas d'accident, ton assurance se retournera contre toi !

Les pistes très basse tension de commande des relais qui tournent autour de la partie 230V, c'est mort.
En simplifié, il doit y avoir une bande sans cuivre qui sépare la partie 230V de la partie très basse tension qui part d'un bord, passe sous le transfo et les relais et rejoint le bord à un autre emplacement. La largeur est au minimum selon les explications dans les 3 vidéos du lien ci-dessus. Le 230V ne peut pas être une ile au milieu de la très basse tension (et inversement).

Il n'y a pas les condensateurs C5 et C6 du schéma à proximité de l'ATMega. (Par contre il y a un quartz avec ses condensateurs )
Le chemin du courant des bobines des relais passe dans la petite piste sous l'ATMega. Vu que la résistance de cette piste est très probablement du même ordre de grandeur que la résistance interne de l'ATMega entre les différentes broches GND, une partie du courant des relais passe dans la puce. Pas bon.

Les pistes en largeur variable ce n'est pas bon. Je sais que c'est une option disponible chez beaucoup de logiciels, mais c'est une cata en terme de CEM.

Le régulateur 3V3 est inutile. De plus cela peut poser problème avec certains ISP (alimenté en 3.3V, ils ne vont pas aimer que la communication avec l'ATMega soit en 5V).

J’espère que ce n'est pas prévu de monter ce PCB dans un boite murale (comme pour un interrupteur ou une prise encastrée). Car avec la chaleur dégagée c'est l'incendie à moyenne échéance.

Et pour finir C4 ne fait pas son travail là où il est placé, il doit être placé entre C1 et le régulateur. (sur la variante sans le régulateur 3.3V, sur la variante avec le régulateur C3 fait le travail).

Delias

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Je n'ai rien à ajouter à ce qu'a écrit Delias (merci pour les vidéos ) mais je peux comprendre qu'on ne connaisse pas tous les directives basse tension, qui renvoient aux normes, et pourtant dès qu'on a le secteur sur le PCB ces règles de sécurité doivent s'appliquer.

Router un circuit imprimé peut paraître simple de prime abord mais en réalité c'est incroyablement complexe ci-tôt qu'on regarde les détails. @mormic, tu ne peux faire que du simple face ?

[mormic]

OK merci pour tous ces conseils.
Je retourne à mon apprentissage et à mes études.
En attendant, je vais acheter des modules tout fait, cela sera plus sûr.

[Delias]

Bonsoir

Un exemple de routage pour ce circuit.
Fait en vitesse, je ne suis pas certain que toutes les connexions soient correctes. Ni de la grosseurs des composants (transfo, relais).

Il n'est pas parfait, mais devrait déjà donner de bon résultats
A prendre en exemple le positionnement de l'alimentation et le découplage du microcontrôleur.



Delias

[Vincent PETIT]

Quand on route un PCB, il faut une stratégie ; le zonage en est une.
On identifie dans son schéma des fonctions dans lesquelles les composants doivent rester groupés. Par exemple on peut avoir une partie Alimentation (source de variation de tension), une partie Numérique (source de bruit), une partie Analogique (sensible), une partie Commande/Puissance qui interagie avec l'extérieur (source de bruit, problème de CEM, ...), une partie Radio (possiblement sensible à la chaleur (dérive))

Et là on se pose des questions simples ; Est ce une bonne idée de mettre en sandwich la partie Analogique avec l'Alimentation et la partie Numérique ? Si la partie Puissance chauffe est ce que la partie Radio doit être à côté ? Etc... Ce sont des exemples bien sur mais cela sous entend de bien maîtriser son schéma au préalable.

Ci dessous la stratégie de Delias et la zone d'isolation qui permet de satisfaire à la norme mais aussi permet de garder à distance tous les couplages parasites dans les contacts de relais.




Il y a plein d'autres stratégies dans la réalité (plan de masse, routage en croisé selon les couches pour éviter le crosstalk, les lignes de garde (passive ou active), l'attribution des signaux en fonction des couches, le placement des composants pour ne pas ramener des effets capacitifs, les pistes à impédance contrôler, les vias, les aspects thermiques et les fentes dans les PCB, les boucles de masse, ...)

[mormic]

Merci pour ces conseils enrichissants. Je vais maintenant appliquer ce concept et tacher de faire entrer tout cela dans ma carte de 58 x 58 mm maxi.
Cordialement
Michel

[Delias]

Bonjour

J'ai été un peu avare de commentaires sur mon routage.
En fait il y a des blocs fonctionnels qui doivent, dans la mesure du possible, rester le plus compact possible et parfois dans un ordre défini.
- L'alimentation, pont de diode, gros condo, petit condo, régulateur, petit condo. Là l'ordre est plus important que les distances, seule les deux petit condo et le régulateur doivent être proches.
- Le microcontrôleur avec ses deux condensateur de découplage. De même que le quartz si présent.
- Chaque relais avec la diode de roue libre. Idéalement la diode est avant la bobine du relais Dans mon exemple le relais du haut est mieux que celui du bas.

Un groupe est définit entre un perturbateur (dans ce cas: régulateur, microcontrôleur, relais) et son élément d'atténuation (condo, condo, diode).

Bonne suite

Delias

[mormic]

Merci Delias et Vincent pour ce mini cours.
Je viens de redessiner ma première carte version ATMEGA328P en essayant de respecter les blocs. RECEPTEUR_VOLET_7.pdf
Je le soumets à votre critique.
Je passerai à la version ATMEGA328PB ensuite.

Pour la petite histoire, mes volets roulants étaient équipés de cartes Somfy qui ont claqué les unes après les autres. Il est vrai que enfermées dans un boîtier mural, elles chauffaient allègrement.
J'ai déjà installé 3 circuits (de ma mauvaise conception, je l'avoue) dans des boîtiers que j'ai pris soin de ventiler. Le transfo prélevé des anciennes cartes Somfy chauffe légèrement. Mais je ne pense pas qu'il y a risque d'incendie.

Merci beaucoup de votre aide.
Michel

[Vincent PETIT]

Bonjour,
C'est nettement mieux. Après comme tu es en simple face malheureusement tu ne pourra pas aller beaucoup plus loin.

Il faut essayer.

As tu accès à une terre là où sera placé le montage ? Je demande juste au cas où tu aurais encore de problème CEM, pour te proposer une ligne de garde.

[Auteur]

Une question sur le schéma de Delias :

on voit un pont pour le (+) qui va servir à alimenter les relais à la sortie du pont de diode (en rouge sur le schéma). Et juste dessous passe les deux pistes de la sortie du transformateur, courant alternatif. Cela ne va pas perturber le signal (+), créer des légères fluctuation sur l'alimentation ? J'aurais créé une piste qui fait le tour de la carte pour éviter ce pont. Ou orienté différemment le pont de diode.


[edit] Et les fusibles ? [/edit]

[Delias]

Bonjour

J'aurais une petite remarque sur les deux angles droits qui pourraient facilement être évités:
- La phase sous le transfo, horizontal - diagonale à 45° et à nouveau horizontal
- Le +5V dans l'angle en haut à droite.

Pour Auteur, c'est sans problème car ce sont des circuits à faible impédance. De plus croiser comme cela à 90° est ce qu'il y a de mieux, pas de couplage inductif et couplage capacitif minimal. Avoir la piste du + qui remonte entre les deux pistes de l'alternatif en sortie du transfo comme sur la nouvelle version de mormic est bien pire (mais pour ce circuit cela ne pose également pas de problème). [Edit] En fait les fuites magnétiques du transfo sont prépondérantes par rapport aux couplages entres les pistes. Comme c'est du 50Hz sinus (ou presque) l'effet sera minime.[/Edit]

Les fusible, un petit 5x20mm de 200mA sur l'alimentation du transfo serait effectivement pas mal.

Pour l'échauffement il y a une norme à respecter (x milliwatt par emplacement). Dans la réalisation d'un système domotique par Elektor, ils en avaient parlé, et juste le microcontrôleur c'était déjà limite (obliger de ne pas l'exploiter au maximum de sa fréquence). Là avec les deux régulateurs tu es déjà au dessus de ce qu'Elektor avait respecté à l'époque. Il faudrait que je retrouve les articles (c'était une série).

Bonne suite

Sylvain

[Vincent PETIT]

Bonjour,

[...]Cela ne va pas perturber le signal (+), créer des légères fluctuation sur l'alimentation ?[...]

C'est bien de l'avoir remarqué ! Comme dit Delias, le routage en croisé ; une piste horizontale avec au dessus (ou en dessous) une piste verticale permet de luter contre le couplage capacitif (variation rapide de tension) entre les pistes. Le problème des pistes en parallèles, qu'elles soient cote à cote ou bien l'une au dessus de l'autre, c'est qu'elles recréaient les armatures des condensateurs.

En électronique radiofréquence on exploite cet effet de couplage capacitif lorsqu'on dessine des coupleurs directionnels.



Cet effet capacitif est augmenté par les fréquences et aussi les impédances en jeu. Ci dessous j'ai créé un couplage capacitif sur une breadboard et je capte encore le signal du GBF (fil rouge et trace jaune du scope) à 7cm (fil bleu et trace verte sur le scope.) Mais si j'avais mis un circuit faible impédance au niveau de la sonde, juste une résistance mais parcouru par un courant significatif alors cette perturbation que je capte aurait été complétement négligeable et sans effet.




Pour le couplage inductif (variation rapide du courant) c'est un peu différent car ça va impacter toutes les boucles ; donc les mailles au sens des lois de Kirchhoff. Toutes mailles en électronique forment une boucle, qu'on voit en s'imaginant les courants circuler et plus cette surface de boucle est grande et plus les couplages inductifs vont les affecter. Les antennes loop mettent en oeuvre ce principe pour capter les champs magnétique et donc ils peuvent aussi capter les couplages inductifs en champ proche (le couplage inductif a une dominante magnétique en champ proche). Vous avez aussi tous vu ce genre de sonde de champ proche https://fr.rs-online.com/web/p/sonde...scopes/1236451

J'aurais créé une piste qui fait le tour de la carte pour éviter ce pont

ça aurait augmenté la surface de boucle

Exemple ; A gauche une boucle qui sera sensible aux couplages inductifs ou même au couplage champ à boucle venant d'un appareil extérieur et à droite un routage qui réduit la surface de boucle. J'ai rapproché Vout du régulateur de sa référence GND et il faudrait le faire avec toutes les pistes.





Mais faire de la CEM avec un PCB 1 couche