Windows 7 förstör (inte) min USB-enhet - LÖST!

[sodjan]

Något som blir lagom med hänsyn till strömmen som relät drar
samt Hfe på trissan plus lite marginal så att den "bottnar".
Kanske någon eller ett par kohm eller liknande. Primärt är
det för att skydda GP pinnen från att överskrida max ström.

[lond]

Jag hade nog använt mig av ett par optokopplare för att isolera USB-enheten mot omvärlden.
Den externa spänningen går nog att låna från utrustningen den är ansluten till, annars så får man ansluta en extra +12v.

/// Marcus

[xxargs]

När jag tittar på detta så tror jag inte det är problem med stora basströmmar genom trissan då den är kopplad som en emitterföljare då trissan är kopplad mellan strömmatningen och reläet och följdaktligen stiger spänningen på emittersidan (-0.7 Volt av basens spänning) samma sekund som utgången blir hög - reläet är till induktiv precis i början så det sker heller ingen strömrusning ala ladda upp kapacitanser.

här skulle nog ett motstånd på basen vara direkt prestandanedsättande då det inte går åt mer ström genom förstärkningen genom basen än vad som precis behövs för att driva reläet.

Detta är dock en lösning jag inte skulle välja - dels för att du inte får full spänning över reläet eftersom basen tar bort 0.7 av basspänningen och emitter-spänningen kan därmed aldrig bli högre spänning än basspänningen minus 0.7Volt . - och då kommer man till den andra delen, utgången används också för att driva lysdioder för indikering vilket innebär att det drar ström från processorporten för att tända lysdioderna (med mycket mer ström än vad transistorn förbrukar) och om utspänningen resulterar i 4 Volt istället för önskade 5 Volt pga. lysdiodlasten på porten och efter spänningsfallet 0.7 Volt genom trissan så kanske du har 3.3 Volt drivspänning över reläet och 1.7 Volt spänningsfall över transistorn mellan strömförsörjningen och reläet.

Många 5V-relän dras av 3.3 Volt men marginalen är då liten och har man en spänningssvikt på säg 0.25 Volt på matningen (4.75 Volt) från USB-sidan pga. annan last så kan det räcka för att reläet inte drar längre vid påslag då spänningen bara är 3.05 Volt...


---

Att kretsen går sönder beror nog inte på trissan i det här fallet, utan bero till största sannolikhet på att något händer med någon form av urladdning (tex avstörninsskyddskondensatorer i kraftaggregat på båda sidorna) när USB-anslutningen kopplas till datorn, och förmodligen är det betydligt mer spänning än 5 Volt involverad när det händer och detta kan vara avklarar med skadade kretsar på några µs just när det kopplas in mot datorn.

om det går sönder eller inte kan beror på något så enkelt som hur man vred stickproppen när den stacks in i vägguttaget, detta i sin tur beroende på hur ojämn det är i obalansen mellan avstörningskondensatorerna i nätaggregaten pga. komponentspridning och osymmetri i transformatorns lindning i kraftförsörjningarna på respektive sida...

[hanzibal]

Tack för alla svar, verkligen glad att det finns någon som jag kan fråga om dessa saker - ingen i min bekantskapskrets fattar ett jota om vad jag dillar om så det finns liksom ingen att "tjöta" med

Jag börjar dock bli rätt snurrig kring detta och har svårt att sortera ut allt. Därför undrar jag om någon av er kan tänka sig att koka ner allt bra som sagts till någon slags "recept" för hur jag skall ändra min krets för att få den skall funka - och då gärna på ett sätt som är begripligt för en programmör som mig?

Med ytterligt vänliga hälsningar, eder i tid och otid.

[Marta]

Utgår ifrån att den testats utan extern inkoppling och att det då fungerar korrekt.

Jag får en känsla av att det fokuseras på fel saker, sannolikt kommer problemet in genom sensoranslutningarna som enliget schemat går direkt till kretsen utan någon som helst skydd.

Vänd på dessa och anslut sensorerna mot jord och sätt sedan ett pull-up istället. Anslut till kretsen genom ett stort motstånd på t.ex. 100k så kan det svårligen hända något där. Det är bra med lite kapacitans på +5V i det här fallet, den hjälper till att skydda så inget kommer in genom pull-up.

Vad är det för sensorer? Är det reed-switchar/mikrobrytare som monterats just för detta och inte har kontakt med något annat så är det "bara" kabelns kapacitans mot omvärlden som kan tillföra problem.
För det är väl inte portöppnarens befintliga sensorer som det gjorts en extra anslutning till parallellt med det de redan är anslutna till? Där kan finnas vad som helst och risken är mycket stor att portöppnarens funktion kan störas.

Hur som helst är det otrevligt att plugga in en USB-enhet med långa sladdar och mycket kapacitans. USB-pluggarnas metallhöljen är väl tänkta att ladda ur sådant, men är oturen framme kan det alltid hända något. Finns det tillgång till extern ström så sätt optokopplare på ingångarna.

[Icecap]

Jag får nog hålla med Marta här. Själva kopplingen av allt är synnerligt tveksam och det som kan ha dödat något kan vara så enkelt som en jordslinga eller annat, t.ex. att ena datorn är matat med fas X och den andra med fas Y och/eller ena datorn sitter i ett skyddsjordad uttag och den andra inte osv.

Mina regler är att ingen in- eller utgång till en mikroprocessor eller liknande får lämna kretskortet utan nödvändigt skydd samt att jordslingor ska undvikas så långt det bara går.

Kopplingen med emitterföljaren är ganska dum, man förlorar ju en diodsträcka och vid 5V är det ändå 14% spänningsförlust, något som överstiger de ±10% jag räknar med som tumregel. Samma NPN-transistor ( eller bättre: en N-MOSFET, t.ex. 2N7002) och reläet mellan kollektor (/drain) och +5V hade givit samma funktion men utan ett signifikant spänningsfall, bara som exempel.

[MiaM]

Jag skulle valt optokopplare på ingångarna om jag inte vore sådär värst säker på vad de kopplas till, och i andra hand åtminstone transistorer som buffrar.


Lysdioden som indikerar att reläet drar kopplas, med sitt motstånd, med fördel direkt över reläet. Då ser man direkt om relädrivningen "sackar".

Jag håller med om att emitterföljaren inte är sådär värst bra. En lite fräck grej med en sån är dock att ifall utgången från ic-kretsen är esd-skyddad (backspänningsdioder) så behövs ingen back-emk-skyddsdiod över reläet eftersom back-emk'n tas upp av transistorns emitter och går vidare minskad med transistorns strömförstärkning in på IC-utgången, där den säkert är klen nog att inte skada IC'n. Man kan göra så men det är inte rätt


Kör optokopplare på ingångarna och gärna också för relädrivningen. Den som har råd med en garageportöppnare har också råd med en väggvårta för att driva sensorerna och reläet, typ.

Du lär vilja ha nån slags lågpassfilter och gärna schmidttriggerfunktion på ingångarna åxå, fast det går iofs delvis att fixa i mjukvara.

[hanzibal]

Utgår ifrån att den testats utan extern inkoppling och att det då fungerar korrekt.

Precis så, testerna är alltså inte verkligtrogna.

Vänd på dessa och anslut sensorerna mot jord och sätt sedan ett pull-up istället. Anslut till kretsen genom ett stort motstånd på t.ex. 100k så kan det svårligen hända något där. Det är bra med lite kapacitans på +5V i det här fallet, den hjälper till att skydda så inget kommer in genom pull-up.

Det skall jag göra.

Vad är det för sensorer?

Det är mikrobrytare och inget annat är anslutet till sensoringångarna.

Det enda som varit inkopplat då apparaten pajat är alltså en PC via USB samt "open" och "closed" sensorerna på varsin 20cm kabel avslutade med varsin mikrobrytare. Reläet har inte använts vid de två tillfällen då enheten pajat.

[hanzibal]

Jag får nog hålla med Marta här. Själva kopplingen av allt är synnerligt tveksam och det som kan ha dödat något kan vara så enkelt som en jordslinga eller annat, t.ex. att ena datorn är matat med fas X och den andra med fas Y och/eller ena datorn sitter i ett skyddsjordad uttag och den andra inte osv.

Jag tror att det är detta som hänt. Hur skyddar man sig mot detta - går det att galvainiskt isolera USB? Jag kan fixa extern matning 5V utan problem men då får denna driva hela kretsen till förmån för USB-isolering och inte för att kunna ha optokopplare på sensoringångarna där jag *vet* att man endast kopplar in helt potentialfria mikrobrytare och inget annat.

[hanzibal]

Jag skulle valt optokopplare på ingångarna om jag inte vore sådär värst säker på vad de kopplas till, och i andra hand åtminstone transistorer som buffrar.

Jag är alltså helt säker på att det endast är mikrobrytare som kopplas in på sensoringångarna.

Lysdioden som indikerar att reläet drar kopplas, med sitt motstånd, med fördel direkt över reläet. Då ser man direkt om relädrivningen "sackar".

Vad menar du med att reläet kan "sacka" - i mina tester funkat reläet alldeles utmärkt och skall alltså användas för att momentant sluta en extern krets på 24V - den skall kopplas parallellt över befintlig pulsbrytare av den typ som används för ringklocka.

Jag håller med om att emitterföljaren inte är sådär värst bra. En lite fräck grej med en sån är dock att ifall utgången från ic-kretsen är esd-skyddad (backspänningsdioder) så behövs ingen back-emk-skyddsdiod över reläet eftersom back-emk'n tas upp av transistorns emitter och går vidare minskad med transistorns strömförstärkning in på IC-utgången, där den säkert är klen nog att inte skada IC'n. Man kan göra så men det är inte rätt

Jag kan enkelt sätta ett basmotstånd samt diod på emittorn - skulle detta hjälpa?

Kör optokopplare på ingångarna och gärna också för relädrivningen. Den som har råd med en garageportöppnare har också råd med en väggvårta för att driva sensorerna och reläet, typ.

Om jag skall ha en extern strömkälla använder jag hellre den för att isolera från USB om det går, annars kan jag kör jag gärna optokopplare på både relä och sensorer.

Du lär vilja ha nån slags lågpassfilter och gärna schmidttriggerfunktion på ingångarna åxå, fast det går iofs delvis att fixa i mjukvara.

Detta löser jag med mjukvara, bör vara särskilt enkelt eftersom jag bara pollar sensorerna 20 ggr/sekund. Efter utslag kan jag alltså vänta några pollningar innan jag accepterar värdet och bör då slippa kontaktstudsar helt. Brytarna är ändlägesgivare och kommer alltså att slutas och sedan stanna där en stund som väl överskrider tiden mellan pollningar.

Jag vill gärna slippa bygga om kretsen allt för mycket - detta eftersom den redan är lödad på ett experimentkort och eftersom jag redan lagt alldeles för mycket tid på projektet.

[Icecap]

Man skyddar sig mod jordslingor på lite olika sätt.

Vill man ha det perfekt lämnar GND och VDD aldrig kretskortet! Alla in- och ut-signaler är isolerade på något vis, t.ex. optokopplare. Detta betyder såklart att externa sensorer & reläer måste ha egen matningsspänning.

Men ett relä är ju en isolering i sig, alltså bör det kunde drivas av USB-spänningen, förutsatt att reläet är monterat på kretskortet!

Sedan är det sensorerna... Är det bara ett par brytare kan det kännas ganska idiotisk att dra igång en extra nätdel just för dom och då får man ta till en kompromiss.

Ett sätt kan vara att de bryter mot GND och att det finns en pull-up på kortet. På det vis skickas VDD aldrig ut direkt ur kortet. Men även GND kan samla på sig störningar, alltså monterar man ett motstånd mellan brytarnas GND och riktig GND, detta ger att en jordslinga blir strömbegränsat. Ju högre GND-motstånd ju bättre ur störningssynpunkt men man måste ju ändå ha vettiga nivåer när brytaren växlar, alltså kan man väl ta pull-up som 10x Rgnd som exempel.

Men från brytaren går det extremt sannolikt ett kabel till kretskortet, det kabel drar på sig störningar och dom vill man inte ha in i kretskortet. Alltså lägger man in ett motstånd mellan själva IC'n och ingången med pull-up motståndet, 10k brukar bli bra. Mellan GND och IC-ingången monterar man en kondensator, är det ett brytarsignal blir 100nF bra. Man får mycket gärna parallellkoppla denna kondensator med en 5,2V zenerdiod men man måste inte alltid.

Nu kan man med en viss sannolikhet anta att ingången är rimligt skyddad mot det värsta, gör man ingen allvarliga felkopplingar ska den tåla det mesta.

[Marta]

Tror inte det skall vara nödvändigt att bryta upp jorden. Köpeprodukter gör det inte ens där det skulle vara både lätt gjort och mycket mera nödvändigt, exempelvis TV-stickor. Antennens jord går rakt igenom till USB-pluggens metallhölje. Skulle där funnits ett betydande problem borde det ha hörts mera om detta.

En annan sak att tänka på är själva reläet. Ser ut att kunna vara ett reed-relä och kontakterna på dessa har en förmåga att bli väldigt "klibbiga" om det finns den minsta kapacitans över dem. Speciellt när spänningen är så pass hög som 24V. Ett 10R motstånd i serie med kontakterna brukar lösa detta, om nu applikationen inte störs av motståndet. Kanske räcker med mindre motstånd också för att de inte skall svetsas samman.

[MiaM]

Sidospåret TV-stickor:
Sen några år är det krav på att antennuttag i centralantenn/kabeltv-anläggningar ska vara galvaniskt skiljda, då moderna platt-tv har jordad stickpropp och det blir allt vanligare med jordade eluttag vilket annars ger jordslingor såpass att det kan uppstå smärre brand i TV'n.


hanzibal: Jag menar inte att relädrivningen faktiskt "sackar", utan bara att man ser OM det skulle bli något problem med den.


Det är nog klart dyrare att isolera USB än in+utgångarna.

[TomasL]

Är det inte risk att motemken från relät går bakvägen in i kretsen iom att det sitter på emittern.

Skulle föreslå att flytta reläet kollektorn i stället, samt sätta en rc-snubber också, samt byta ut dioden mot en 1n4148 i stället, då 4004 är rätt långsamma.

[MadModder]

Ett basmotstånd är fortfarande inte helt oviktigt. Stoppa dit minst 1kOhm. 2,2 kanske är lagom...