MCU Koruma

[Serk@n]

İyi çalışmalar diliyorum.

MCU Koruma için tavsiyelerinize ihtiyacım var.

Devrelerimde genelde 5V çıkış için AMS1117 kullanıyorum.

5V güç kaynağından sonra mikrodenetleyiciyi korumak için hangi elemanları kullanabiliriz?

Normal bir sigorta sanırım yavaş kalır. Sigorta atasıya kadar mcu zarar görebilir. Sigorta yerine direnç tipi bobin veya 0 ohm düşük watajlı bir direnç konursa daha hızlı tepki verebilir mi?

TVS diyot diye bir eleman var. Yüksek voltajda kısa devre oluyormuş. Fakat ms. içinde kendisine seri bağlı bir sigorta atmazsa yanarak açık devreye dönüşüyormuş.

Veya düşük değerli bir ön dirençle 5.1V zener takılsa olabilir mi?

[ahmet_zxc]

bu durum tamamen sizin yazacağınız senaryoya göre değişir.

açık havada çatıda çalışacak devrede yıldırım koruması gerekir, ama bina içerisinde çalışan devrede gereksiz bir hareket.

yanlış bağlama problemi varsa ona göre giriş tasarlanır, 47 ohm veya altı watt lı direnç kullanmak çoğu zaman iyidir. RS485 gibi birbirine paralel bağlı sistemlerde kullanırım, kii devrelerden biri bozulup kısa devre olursa sistem komple çökmesin..

kısaca dışardan ne tür bir bozucu gelebilir sorusu önemli !

[Serk@n]

AMS1117'ye anlık dengesiz bir voltaj gelir de bozulursa entegre bozulmasın. İhtiyacım bu.

[mg1980]

Önemli bir soru..zaman zaman benim de kafamı kurcalıyor.AMS1117,7805 vb. de sonuçta kul yapısı ve bir ömrü var.İmalat hatası sebebiyle veya her hangi bir sebeple her hangi bir aşamada aniden bozulabilir..

[Serk@n]

Devreleri üretenler aslında biraz da arıza çıksın da oradan da para kazanalım mantığıyla belki hareket ediyorlar.

Meselâ Mercedes araba firması yedek parça satamamaktan çok muzdarip olmuştu.

Belki de haklılar bilemiyorum.

Ama biz kendimiz kullanacağımız bir devrede bunun önlemini almak isteriz. 

İnternette maalesef bir çok devreyi inceledim ama MCU.yu koruma için bir eleman konulduğunu göremedim.

[ahmet_zxc]

AMS1117'ye anlık dengesiz bir voltaj gelir de bozulursa entegre bozulmasın. İhtiyacım bu.

varistör bu iş için üretilmiş devre elemanıdır.
devre girişine paralal olarak besleme voltajınızda bir varistör işinizi çözecektir.
metal oksit varistörler 5v ile 500v arası bulunuyor.

emin değilim ama zener de kullanılabilir.

[elektro77]

Mcu sadece besleme hattından bozulmaz ki!
Elimde tuş hattından gelen statik elektik yüzünden sadece o tuşa ait pinin bozulduğu birçok mcu var ve devre tasarımları da korumalı olduğu halde. Öngörülen gerilimin üzerine mutlaka çıkılıyor ve bozulmalar oluyor. Ama bu güne kadar edindiğim tamir tecrübelerime göre iyi tasarlanmış bir devrede, mcu lar en az arıza yapan devre elemanları oldu. Bir elektronik devrede en fazla arıza yapan yer %80 oranla her zaman besleme olmuştur. Bu arızalar Mcu tarafına pek geçmemiştir. Ama bunun tasarımla ilgili bazı önemli ve teorik kuralları var tabi ki.
Bu kurallar ise aşağıdaki şekilde sıralanabilir;
7805 veya ams1117-5 den sonra mutlaka paralel 5.1volt zener kullanın. 3.3 ise zeneri ona 3.3 volt kullanın. Tamirini yaptığım bir çok devrede mevcut bir yapı. Tvs diyotuda aynı gerilim degerlerinde seçip kullanabilirsin.
TOPRAK cihazın dış metal metal kasasına bağlanır. Bu elektrik kaçağına karşı bir önlem içindir.
Fakat bu dış metal kasa, faraday kafesi gibi kullanılmak istenirse devrenin GND si ile kasa arasına 1nF~22nF gibi bir yüksek voltaj kapasitörü, şekildeki gibi bağlanır.
Ek olarak:
Yüksek frekans ile çalışan bir tasarım yapacaksanız GND Tabakanızın çok yaygın olmasında fayda vardır ve mümkün olduğunca via delik içi geçişlerinizi gürültüye neden olabilecek frekanslarınızın yakın çevresine atmanız gerekmektedir ki kirliliğe neden olabilecek gürültünüzü minimum seviyeye indirerek emmelidir Bunu Bir eleğe benzetebilirsiniz ince bulgurlar elek deliklerinden geçerken diğer kalan içerisindeki büyük pislikler ve taşlar elekten geçemiyor pcb GND mantığı ve bol via mantığını buna nazaran kafanızda yer edebilirsiniz.

PCB üzerindeki toprak yüzeyi arttırmak için elemanlar ve bağlantıları mümkün olduğunca iyi düzenlenmelidir.

İki katmanlı PCB'lerde toprak yüzeyin yapılacağı yerlerde via (geçiş deliği) kullanılarak diğer tabakaya geçilmelidir. Via iki katmanı birbirine bağlayan iletken deliktir. Üst ve alt katmanlardaki grid hatları bir yüzeyde yatayken diğer yüzeyde dikey olmalıdır.

Via'lar aralarında en az 0,5 inch olacak şekilde yerleştirilmelidir. Bu via'lar en az 0,4mm kalınlıktaki yollarla birbirine bağlanmalıdır. Bu bir Faraday kafesi sağlayarak 5 Ghz 'e kadar olan frekansları içermeyi sağlar.

Çok katlı PCB'lerde tavsiye edilen yerleştirme şekli her katın gruplar halinde yerleştirilmesi ve bir alt kat ile üst kat yolları arasında 90 derece fark yapılmasıdır.

İki katlı devrelerde güç yolları ile toprak yolları birbirine komşu yapılmalı veya bir yüze güç yolları yapıldıysa alt yüzde toprak yolları yapılarak döngü bölgesi azaltılmalıdır.

Her yüksek hızlı IC'nin altına toprak döşenmelidir.

Via'ları kullanarak her katta toprakları birleştirmek daha düşük RF empedansının eldesine yardım edecektir.

Aynı ağa ait toprak yüzeyleri birbirine düşük empedanslı elemanlarla bağlanmalıdır.

Yüksek frekanslı dijital devreler ve alçak seviyeli analog devrelerden dönen topraklar birbirine karıştırılmamalıdır. Analog, dijital ve güç sinyallerinin birbirlerinin devresine girmesi önlenmelidir.

Toprak ana yollarını dalga boyunun 1/20'sinden kısa tutmak radyasyon yayılımının az olmasını ve düşük empedans sağlar.

Tek noktadan topraklama sadece düşük seviyeli ve düşük frekanslı devrelerde kullanılmalıdır.(1 MHz'den küçük)

Multi-point topraklama yüksek frekanslı devrelerde düşük empedans sağlamak için kullanılmalıdır.(1 MHz'den büyük)

Single point topraklama yöntemi alçak frekanslar için iyidir.Fakat yüksek frekanslarda yüksek empedansa neden olur.Multipoint topraklaması yüksek frekanslar için iyidir. Hybrid topraklama yöntemi ise düşük frekanslar için single point gibi , yüksek frekanslar için multipoint gibi davranır.

Toprak hattı tüm konnektörlerin olduğu yerlerin çevresine yerleştirilmelidir.Böylece zamanla değişen akımların yerel toprakları altüst etmesini engellemiş oluruz.

Tüm toprak genişlik-uzunluk oranı 1/10 'den büyük olmalıdır.

Data hatları mümkün olduğunca kısa tutulmalı ve bir toprak hattı bunlara komşu yapılmalıdır. En düşük değerlikli bit en çok kullanıldığından toprak hattı buna yakın olmalıdır.

Toprak döngülerinden kaçınılmalıdır.Radyasyon yayım kaynağı olabilir.Döngüye küçük bir boşluk koymak DC devrelerde işe yarayabilir.Ama yüksek frekanslı devrelerde boşluk kapasitesi anten etkisi yapar.

Toprak hattı mümkün olduğunca güç katı ve diğer elemanların altına yayılmalıdır.

Güç kaynağı daima devrenin güç giriş noktasına yakın yerleştirilmeli ve güç hatları kısa tutulmalıdır.

Hacimli kapasitelere daima bir veya iki yüksek frekanslı kapasite paralel bağlanmalıdır.

Hacim kapasitesi dekuplaj kapasitesinden en az 10 kat büyük olmalıdır.

Yüksek frekans düşük endüktanslı seramik kapasiteler işlemciyi kuplajlamak için kullanılmalıdır.15 MHz'e kadar olan devrelerde 0,1 uf , 15 MHz üstündeki devrelerde 0,01 uf dekuplaj kapasitesi kullanılır.İşlemcinn güç bacağına mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.

Hızlı düşüş ve çıkış yapan yüksek anahtarlama akımlarını taşıyan yollar diğer paralel yollardan en az 3 mm uzak tutulmalı veya aralarda koruma maksatlı toprak yollar geçirilmelidir.

Daima güç sinyali ve toprak hattı birbirine yakın ve paralel yapılmalı veya çok katlı PCB'lerde bir kattan güç sinyali giderken diğer üst katmanda toprak gitmeli.

Vcc (Clean power) yolu asal filtrelenmemiş batarya gücü, ateşleme, yüksek akım veya hızlı anahtarlama sinyali taşıyan yollara paralel yapılmamalıdır.

Devrenin ihtiyacı olduğu kadar güç ve en düşük frekans kullanılmalıdır. Fazlası kullanılmamalıdır.

PCB üzerindeki tüm yollar mümkün olduğunca kısa ve geniş tutulmalıdır. Tüm yollar PCB'nin köşegen uzunluğundan daha kısa tutulmalı ve uzunluk genişlik oranı 1/10 olmalıdır.

[Serk@n]

Emeğinize sağlık teşekkürler.