El voltaje se reduce a través de paneles encadenados

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Mi Arduino está conectado a la primera placa de pruebas. A partir de ahí, encadené lo positivo y lo negativo a los otros tableros. Tengo 6 paneles conectados ahora mismo. En la primera placa veo (con un medidor) que tengo una diferencia de 4.5V, y en la siguiente placa, 3.5V y en la última, incluso obtengo 2V.

¿Por qué estoy recibiendo esto? Resolví esto parcialmente (obteniendo 3V en la última placa) conectando cada riel a cada riel en las otras placas, pero hace que mi diseño esté abarrotado.

¿Cómo depuro esto? ¿Qué lo está causando?

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Gil Megidish
fuente
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Tiene muchas placas de prueba y probablemente alguna combinación de alto consumo de energía y cables delgados.
pjc50
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Solo un pensamiento cuando está reorganizando los cables de la fuente de alimentación. Al menos con mis paneles de prueba baratos y cable de campana de cobre estañado de 0.6 mm, he encontrado que la resistencia en los rieles de suministro de energía como estos estaba dominada no por la longitud del cable sino por la cantidad de contactos de cable a placa.
Chris Johnson
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Gil conduce a un pequeño pueblo en un auto deportivo rojo. Poco después, las luces de la policía destellan en su espejo. Se detiene y el oficial se acerca. "Lo siento, ¿estaba acelerando?" Gil pregunta. "No, señor. Es ilegal conducir autos rojos en esta ciudad", dice el oficial. "¿En serio? No lo sabía", responde Gil, sorprendido. "¡¿Crees que estás por encima de la ley ?!" grita el oficial. Moraleja de la historia: el hecho de que alguien no conozca las leyes no significa que piense automáticamente que está exento de ellas. (Además, el historial de revisión de preguntas no muestra ninguna indicación de una "actitud" del OP.)
JYelton
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Bien. No estaba planeando una guerra de llamas. Pero para que todos lo sepan, mi Arduino realmente está alimentando todos estos circuitos integrados. Hay 29 circuitos integrados en mi circuito, y funciona bien. Es solo que estaba tratando de entender si hay una forma de evitar el punto único del contrato. Este circuito es un adaptador VGA, que se sincroniza a 640x480x60hz utilizando solo circuitos integrados 74xx. Ciertamente no está por encima de ninguna ley :)
Gil Megidish
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@ Gil Creo que tu pregunta es totalmente válida. Recuerdo haber experimentado con una variedad de productos electrónicos y tener preguntas similares. No creo que esto sea una guerra de llamas, solo a veces tenemos que señalar que el viejo maestro sabio es a veces un gruñón. :)
JYelton

Respuestas:

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Debe tener un único punto de contacto para la fuente de alimentación y tierra. Conecte ese punto a cada placa individualmente. Si su fuente de alimentación es el arduino, tenga en cuenta que solo puede suministrar una pequeña cantidad de corriente, por lo que es posible que desee una fuente de alimentación externa. También use el cable de calibre más pesado que pueda colocar en la placa de prueba (probablemente calibre 22) para reducir las pérdidas de cableado.

La fuente de alimentación podría seguir siendo el Arduino, pero, sinceramente, con tantos chips TTL, realmente debería utilizar una fuente de alimentación separada si es posible.

La siguiente edición de su imagen debería darle la idea. No presté suficiente atención para saber si asigné el rojo al positivo correctamente, así que ignore ese aspecto si me equivoco. El punto es que necesita un cable individual desde su fuente de alimentación a cada riel, en lugar de encadenarlos de alguna manera. Si bien será un nido de cables de rata más grande, la conexión en cadena simplemente no va a funcionar para usted, eléctricamente, debido a las pérdidas dentro del tablero.

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Sin embargo, si no puede soportar esta solución, es posible que pueda desbastar los cables entre los tableros y empujarlos dentro y fuera de los agujeros en los rieles varias veces para limpiar los contactos en el tablero. Esto le comprará algunos gastos adicionales, pero no resolverá el problema base.

Adam Davis
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Gracias por su respuesta. Hice lo que sugeriste. Ahora obtengo 4.5V para todos los rieles. No estaba teniendo problemas con mi circuito, solo estaba tratando de entender la razón por la cual el voltaje cae tan mal. Supongo que es la resistencia en las pésimas tablas de prueba. ¡De todos modos, eres genial!
Gil Megidish
@ Gil Creo que la lección aquí es que puedes pensar en cables, conductores de placa de prueba y otros conectores como resistencias de bajo valor. En cadenas seriales largas definitivamente pueden sumar para crear una caída de voltaje.
JYelton
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Usted declara que está sufriendo una caída de voltaje entre las placas de prueba. "En estrella" desde su fuente de alimentación a cada placa de prueba, asegurando un buen contacto mecánico y eléctrico. (Según lo publicado por Adam Davis y Passerby)

De acuerdo con su imagen, no tiene NINGÚN condensador electrolítico ni ningún condensador de cerámica, ahí es donde comenzaría: no ver CUALQUIER me hace estremecer y es el punto de esta publicación.

Los condensadores de filtro (los electrolíticos) están polarizados y atraviesan los rieles de la fuente de alimentación para "acondicionar" la fuente de alimentación, manteniendo el voltaje en todo el circuito relativamente constante.

La cerámica también se conecta a través de los rieles de la fuente de alimentación y uno debe conectarse a través de los pines V + y 0V de cada IC. El propósito genérico de la cerámica es derivar el "ruido" de alta (er) frecuencia a tierra, la polaridad no es un problema.

Dado que está utilizando una fuente de alimentación de 5V, un electrolítico de 220uF 16V (o dos) en cada placa sería un excelente comienzo, son lugares comunes (Radio Shack, etc.) y de bajo costo.

Las tapas de cerámica son muy económicas y valen cada centavo. Un .1uF 50V ubicado en cada CI y uno al lado de cada electrolítico hará maravillas para sujetar el ruido espurio.

JoeDeOzarks
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Gran punto Cada chip debe tener una pequeña tapa de derivación a través de sus pines de la fuente de alimentación, además de una tapa más grande en los rieles donde entra la energía. Leer el voltaje con un medidor de CC podría mostrar un voltaje bajo cuando la realidad es que probablemente haya una tonelada de ruido en la línea de alimentación al final de la cadena de margaritas.
Adam Davis
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Siento que me falta algo aquí. Puedo ver cómo los límites pueden estabilizar la CC local al mitigar los efectos de los transitorios que causan señales de CA en su CC. Pero no veo cómo ayudaría en este caso, donde el problema probable es la caída de voltaje debido a cables largos y delgados. Las mayúsculas no pueden ayudar con eso; ¿O me estoy perdiendo algo?
Bob
@Bob las tapas son una preocupación secundaria de su configuración. Como dijeron en la primera oración, OP necesita destacar su configuración de potencia.
Passerby
@Passerby, buena decisión, me perdí la primera oración porque las dos ideas distintas se desangraron. Una edición sería buena para distinguir las dos ideas: la respuesta es la primera oración, y el resto son todas (muy buenas) recomendaciones. Pero eso es una cuestión de estilo, y la respuesta es correcta y completa. ¡Gracias!
Bob
@Bob Mi publicación incluye "no ver CUALQUIER [condensadores] me da escalofríos e is_the_point_of_this_post" y es sobre el mejor formato que se me ocurrió, después de todo, ¡la sorpresa de no ver ninguna tapa me dejó fuera de mi silla! Ayúdese a editar si lo desea. :)
JoeFromOzarks
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Los paneles de pruebas tienen una variedad de problemas, que incluyen alta capacitancia, inductancia y resistencia. Según su imagen, los rieles de alimentación de la placa de prueba son dos por lado, están divididos en el medio y tiene 6 tableros, por lo que se trata de un total de 2 rieles * 2 lados * 2 divisiones * 6 tableros = 48 segmentos diferentes que se unen con algunos cable pasa corriente. Y por lo que parece, tiene un único punto de entrada de energía al final de los segmentos. Toda la resistencia de los segmentos Y el cable de puente se suman, y luego depende de cuánta corriente esté tirando.

Solución más fácil, asegúrese de que cada placa esté en paralelo. Pase un par de cables desde su fuente de alimentación a cada placa en lugar de placa a placa a placa. O dos pares, ya que tiene rieles positivos y negativos a cada lado de los tableros. O simplifique su diseño para que solo se use un conjunto de rieles (o positivo siempre en el lado izquierdo, negativo en el lado derecho).

Transeúnte
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El poder estelar y la distribución terrestre según lo publicado por Adam Davies y Passerby es solo una solución parcial que también debe:

Asegúrese de que la capacidad actual de la fuente de alimentación sea adecuada para el consumo máximo de energía de cada placa de pan en uso y, preferiblemente, permita cierto margen de sobrecarga.

Use condensadores de desacoplamiento como lo sugirió Joe de Ozarks

Use un cable de calibre sustancialmente más pesado para la distribución de energía y tierra como lo han sugerido los otros carteles.

Finalmente, si obtienes un suministro de 5v de sonido en cada una de las placas de prueba y el circuito aún no funciona, considera que todavía puede haber uno o más de los siguientes para considerar:

La distribución del reloj no es satisfactoria entre las placas debido a los efectos capacitivos e inductivos de los contactos de la placa de pruebas.

Riesgos de carrera entre las señales introducidas por los cables largos y nuevamente los contactos de la placa de pruebas.

Dependiendo de la familia lógica 74XX que ejecuta los circuitos a un voltaje muy por debajo del diseño, puede haber destruido algunas de las puertas. Este último tiende a ser más un problema con CMOS, pero no proporciona detalles sobre cuál, así que consulte la hoja de datos.

Finalmente, declara que está tratando de ejecutarlo a 640x480x60 = aproximadamente 18.4Mhz, por lo que hay una buena posibilidad de que el circuito no funcione en absoluto usando esas placas de prueba. Si es así, ejecute el circuito a una frecuencia más baja para depurar la lógica y luego suelde una versión más compacta en la placa de la tira.

ReaddyEddy
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¡Gracias por la explicación! El circuito funciona bien, hay un video aquí: facebook.com/photo.php?v=10151801133034947 Funciona bien con solo dos tapas (alrededor de circuitos integrados de alta frecuencia). Solo preguntaba por qué el bajo voltaje. Hice la distribución de energía estelar y ahora obtengo 4.5V para todos los circuitos integrados. Solo para estar seguro con estos TTL.
Gil Megidish