AVR Loesungen stoersicher machen

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Christoph Kukulies

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Ich habe einen Oszillator mit einem AVR 90S2313 realisiert.
Der AVR kontrolliert ein paar input-Leitungen (Schalterzustaende) und
zwei Solidstate Relais (Sharp).

Zweifelsfrei hat die Loesung Vorteile, insbesondere verstellbare Frequenz,
quarzgenau, gegenueber der Loesung mit einem Oszillator-/Teilerbaustein.

Nur hat die traditionelle Loesung den ungeheuren Vorteil der unbestechlichen
Stabilitaet.

Ein kleiner Glitch auf der Versorgungsspannung und die Schaltung kann
"stehenbleiben", Herzstillstand sozusagen. Wie kann man Schaltungen
mit AVRs ausfallsicher machen? (Watchdog - weiss nicht, ob das die Loesung
ist, denn ich will im Normalfall keine "Belaestigung" durch einen Watchdog
interrupt.)


--
Chris Christoph P. U. Kukulies kukulies (at) rwth-aachen.de
 
Christoph Kukulies wrote:
Ein kleiner Glitch auf der Versorgungsspannung und die Schaltung kann
"stehenbleiben", Herzstillstand sozusagen. Wie kann man Schaltungen
mit AVRs ausfallsicher machen?
Indem man den AVR "einkapselt". Damit meine ich nun keine Abschirmung
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(bringt alleine nämlich nichts). Sondern die üblichen EMV-Maßnahmen
wie z.B.:
- Reset-Pin über einen Kondensator von 1nF bis 100nF an GND,
- Verorgungsspannung mit einem 100nF und zusätzlich evt. mit
einem Tantal oder Low-ESR-Elko oder hochkapazitivem Keramik-C
abblocken,
- alle Leitungen, die nach außen führen, abblocken. Es gibt im
Wesentlichen drei Abblockmaßnahmen:
1) Für Eingänge: 1-Kiloohm-Widerstände in Serie. Hilft auch
gegen leichte Überspannungsspitzen,
2) Für Ausgänge und Versorgungen: Ferrit in Reihe (SMD-Ferrite
gibt es beispielsweise in der Bauform 0805 etc., Impedanzwerte
von 600 Ohm (bei 100MHz) sind recht brauchbar,
3) KerKos, 1nF bis 100nF, an Ein- oder Ausgängen, evt. zusätzlich
zu anderen Maßnahmen.
- Durch die Massefläche um den Controller dürfen nicht Rückströme aus
dem Leistungsteil oder anderen Schaltungsteilen fließen. Also
ggf. Controller-Massefläche als Insel ausführen und an einer einzigen
Stelle mit der restlichen Schaltungsmasse verbinden (an dieser
Stelle sollte auch die Versorgung zum Controller kommen).

Meine Erfahrung aus der Praxis: Selbst sehr störanfällige komplexe
Halbleiter lassen sich mit etwas Arbeit und Knowhow und wirklich
geringem Hardware-Aufwand um Faktor 10 und mehr gegen Störungen
sichern. Voraussetzung ist natürlich, dass man die Störquellen
definiert nachbilden kann. Interessante und einfach nachzubauende
Störschaltungen für solche Tests (und jede Menge wertvoller Infos
zu EMV für den Hausgebrauch) findet sich hier (Übersicht):
http://www.compliance-club.com/KeithArmstrongPortfolio.htm
Dabei sind für Deinen Fall vor allem die leitungsgebundene
Störfestigkeit von Interesse:
http://www.compliance-club.com/archive1/011021.htm

Übrigens, der AVR 90S2313 gehört noch zur "älteren Generation", die
neueren ATmega-Typen sollen auch in Punkto EMV deutlich besser
geworden sein - etwa Faktor 2 bis 3, siehe dazu auch hier, ein
Erfahrungsbericht:
http://groups.google.de/groups?&selm=468bfcb7.0210052316.7178528b%40posting.google.com

Probiere es doch mal mit dem ATmega8515 oder ATmega8535 aus. Die gibt
es im PLCC-44-Gehäuse, für diese Gehäuseform gibt es Sockel, die man
in ganz normale 2,54mm-Lochrasterplatten einsetzen kann und kaum
größer als der AT90S2313 sind.

Thomas.
 
Christoph Kukulies <kuku@accms33.physik.rwth-aachen.de> wrote:
: Ich habe einen Oszillator mit einem AVR 90S2313 realisiert.
: Der AVR kontrolliert ein paar input-Leitungen (Schalterzustaende) und
: zwei Solidstate Relais (Sharp).

: Zweifelsfrei hat die Loesung Vorteile, insbesondere verstellbare Frequenz,
: quarzgenau, gegenueber der Loesung mit einem Oszillator-/Teilerbaustein.

: Nur hat die traditionelle Loesung den ungeheuren Vorteil der unbestechlichen
: Stabilitaet.

: Ein kleiner Glitch auf der Versorgungsspannung und die Schaltung kann
: "stehenbleiben", Herzstillstand sozusagen. Wie kann man Schaltungen
: mit AVRs ausfallsicher machen? (Watchdog - weiss nicht, ob das die Loesung
: ist, denn ich will im Normalfall keine "Belaestigung" durch einen Watchdog
: interrupt.)


Sollange alles gut laeuft, kommt doch auch kein Watchdog Interrupt. Du muss
nur in regelmaessigen Abstaenden de WDR bBefehl ausfuehren.

Bye
--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
 
Hi,
Störungen mit den AVR's haben häufig an folgende Ursachen:
- ungünstige Leiterführung bei den Blockkondensatoren
- Fehlsignale über den Reset Pin
- Ungünstige Leiterbahnführung des Oszilatorkreises
Abhilfe:
1. Die Blockkondensatoren 10ľ Tantalperle und 100n KeramiK VS Kondensator
müssen so nah als möglich an die VCC und GND Pins verbunden werden.
Die Wege zur Versorgungsspannung dürfen nur von diesen Kondensatoren abgehen.

2. Reset pin -> 10K auf VCC aber direkt am Blockkondensator und vom Reset Pin
einen 1n Kondensator direkt an GND ( von den Blockkondensatoren).

3. Den Oszillatorkreis flächig wie eine Insel auslegen ( Fläche auf GND Potential)
Die Verbindung an GND des GND Pins legen. Die GND Fläche des Oszillators darf
nur und auschließlich über den GND Pin seine Masse erhalten.

Mit diesen Maßnahmen habe ich schon einige EMV Tests bestanden. Selbst ein
PWM gesteuerter Motor in direkter Nähe hat keine Probleme gemacht.
Viel Erfolg

wolli_r (http://www.tec-shop.de)





Thomas Rehm schrieb:

Christoph Kukulies wrote:
Ein kleiner Glitch auf der Versorgungsspannung und die Schaltung kann
"stehenbleiben", Herzstillstand sozusagen. Wie kann man Schaltungen
mit AVRs ausfallsicher machen?
Indem man den AVR "einkapselt". Damit meine ich nun keine Abschirmung
(bringt alleine nämlich nichts). Sondern die üblichen EMV-Maßnahmen
wie z.B.:
- Reset-Pin über einen Kondensator von 1nF bis 100nF an GND,
- Verorgungsspannung mit einem 100nF und zusätzlich evt. mit
einem Tantal oder Low-ESR-Elko oder hochkapazitivem Keramik-C
abblocken,
- alle Leitungen, die nach außen führen, abblocken. Es gibt im
Wesentlichen drei Abblockmaßnahmen:
1) Für Eingänge: 1-Kiloohm-Widerstände in Serie. Hilft auch
gegen leichte Überspannungsspitzen,
2) Für Ausgänge und Versorgungen: Ferrit in Reihe (SMD-Ferrite
gibt es beispielsweise in der Bauform 0805 etc., Impedanzwerte
von 600 Ohm (bei 100MHz) sind recht brauchbar,
3) KerKos, 1nF bis 100nF, an Ein- oder Ausgängen, evt. zusätzlich
zu anderen Maßnahmen.
- Durch die Massefläche um den Controller dürfen nicht Rückströme aus
dem Leistungsteil oder anderen Schaltungsteilen fließen. Also
ggf. Controller-Massefläche als Insel ausführen und an einer einzigen
Stelle mit der restlichen Schaltungsmasse verbinden (an dieser
Stelle sollte auch die Versorgung zum Controller kommen).

Meine Erfahrung aus der Praxis: Selbst sehr störanfällige komplexe
Halbleiter lassen sich mit etwas Arbeit und Knowhow und wirklich
geringem Hardware-Aufwand um Faktor 10 und mehr gegen Störungen
sichern. Voraussetzung ist natürlich, dass man die Störquellen
definiert nachbilden kann. Interessante und einfach nachzubauende
Störschaltungen für solche Tests (und jede Menge wertvoller Infos
zu EMV für den Hausgebrauch) findet sich hier (Übersicht):
http://www.compliance-club.com/KeithArmstrongPortfolio.htm
Dabei sind für Deinen Fall vor allem die leitungsgebundene
Störfestigkeit von Interesse:
http://www.compliance-club.com/archive1/011021.htm

Übrigens, der AVR 90S2313 gehört noch zur "älteren Generation", die
neueren ATmega-Typen sollen auch in Punkto EMV deutlich besser
geworden sein - etwa Faktor 2 bis 3, siehe dazu auch hier, ein
Erfahrungsbericht:
http://groups.google.de/groups?&selm=468bfcb7.0210052316.7178528b%40posting.google.com

Probiere es doch mal mit dem ATmega8515 oder ATmega8535 aus. Die gibt
es im PLCC-44-Gehäuse, für diese Gehäuseform gibt es Sockel, die man
in ganz normale 2,54mm-Lochrasterplatten einsetzen kann und kaum
größer als der AT90S2313 sind.

Thomas.
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Christoph Kukulies wrote:

mit AVRs ausfallsicher machen? (Watchdog - weiss nicht, ob das die
Loesung ist, denn ich will im Normalfall keine "Belaestigung" durch
einen Watchdog interrupt.)
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IMHO solltest Du erst alles versuchen, um die Schaltung zu entstören.
Danach solltest Du aber trotzdem den Watchdog benutzen, auch wenn Du
keine Abstürze mehr erlebst. Früher oder später passiert es
vielleicht doch.

Alternativ geht vielleicht auch ein gut erreichbarer Reset-Taster ;-)

/Jan-Hinnerk
 
Thomas Rehm wrote:

Probiere es doch mal mit dem ATmega8515 oder ATmega8535 aus. Die
gibt es im PLCC-44-Gehäuse, für diese Gehäuseform gibt es Sockel,
die man in ganz normale 2,54mm-Lochrasterplatten einsetzen kann und
kaum größer als der AT90S2313 sind.
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oder ein mega8. Könnte aber zur Zeit Lieferprobleme geben ;-(

/Jan-Hinnerk
 
Hallo Jan-Hinnerk!

Probiere es doch mal mit dem ATmega8515 oder ATmega8535 aus. Die
gibt es im PLCC-44-Gehäuse, für diese Gehäuseform gibt es Sockel,
die man in ganz normale 2,54mm-Lochrasterplatten einsetzen kann und
kaum größer als der AT90S2313 sind.

oder ein mega8. Könnte aber zur Zeit Lieferprobleme geben ;-(
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Könnte nicht nur, kann. Neuer Liefertermin von Schukat: KW11/2004! Kann
aber sein, das Conrad zum 4-fachen Preis noch welche hat...

Gruß
Thorsten
--
Kunst kommt aber von 'können',
nicht von 'kennst du schon den neuesten trick?'
Gunther in oecher.computer zum Thema "Gutes Webdesign"
 
Wolfgang Rompel wrote:
(...)
Mit diesen Maßnahmen habe ich schon einige EMV Tests bestanden.
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Mit welchem Controller?

Thomas.
 
Thomas Rehm wrote:
Probiere es doch mal mit dem ATmega8515 oder ATmega8535 aus. Die gibt
es im PLCC-44-Gehäuse, für diese Gehäuseform gibt es Sockel, die man
in ganz normale 2,54mm-Lochrasterplatten einsetzen kann und kaum
größer als der AT90S2313 sind.
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Ich dachte nur die alten AT90S8515 und AT90S8535 gab es im DIL, TQFP und
PLCC ... die neuen dagegen nur im DIL, TQFP und MLF. Ist mir da was
entgangen?


Micha
--
[...] Nach der heutigen Rechtslage - oder muss ich sagen nach der
Rechtslage von letzter Woche?

Prof. Hans-Werner Sinn auf n-tv
 
Michael Baeuerle wrote:
Ich dachte nur die alten AT90S8515 und AT90S8535 gab es im DIL, TQFP
und PLCC ... die neuen dagegen nur im DIL, TQFP und MLF. Ist mir da
was entgangen?
Weis ich nicht. ;-)
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Jedenfalls habe ich hier einen Baustein im PLCC44-Gehäuse, auf dem
"ATMEGA8535" aufgedruckt ist.

Thomas.
 
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