Problema Sulla Seriale Rs422 Fatta Da Nr.2 75176.

[beppexx80]

Ciao a tutti,

ho un problema sulla seriale RS422 fatta da nr.2 75176.

Da un un bel po' di anni tutto il sistema funziona a 19200, mentre su una applicazione ho divuto alzare la velocità a 57600, e da allora si bruciano i diodi dei fotoaccoppiatori (HCPL 0610).

Cosa posso fare per sistemare il problema?

Le resistenze di pullup sul diodo del fotoaccopiatore sono da 1k e alimentati a 5V e il catodo è connesso direttamente al 75176

Grazie

[Livio Orsini]

Probabilmente hai dei "ringings" che a 19200 non compaiono ma a 57600 si.

Ci sono i resitori di terminazione?

[beppexx80]

Si ci sono le terminazioni e anche le resistenze di polarizzazione.

[Livio Orsini]

Puoi fare 2 verifiche.

1. Verificare sul datasheet del foto accoppiatore i limiti di corrente. Potrebbe succedere che a 57600 la corrente termica risultante porti a lavorare il diodo in condizioni di deterioramento, mentre a 19200 rientra ancora nei limiti.
2. Controllare le forme degli impulsi con un buon oscilloscopio, per verificare se a 57600 ci sono ringings e spikes.

[beppexx80]

Come potrei fare per calcolare la corrente termica a 57600?

ci sarebbe qualche optoisolatore che farebbe al caso mio?

[beppexx80]

Praticamente ci sono collegate circa una decina di schede RS422 e la lunghezza totale della linea è <=100mt. La linea è terminata con resistenze da 100ohm.

[Livio Orsini]

La corrente che scorre nell'opto la conosci dalla tensione applicata e dal ressitore di limitazione. Poi controlli sul datasheet che duty cycle e che tempi ammette quel valore di corrente.

Ma quelle schede sono autocostruite o sono prodotti commerciali?

[beppexx80]

"Autocostruite" da una ditta che fa schede elettroniche su ns. specifiche

[accacca]

Ciao Beppe

non riesco a trovare documentazione HCPL 0610 ho trovato HCPL 0600 isolatore fino a 10MBit

Io però non vedo un collegamento tra il solo aumento velocità e problema agli opto.

Secondo me se ci fosse qualcosa in linea ne risentirebbero prima (o anche) i driver 422.

Penso che manchi qualcosa nella tua descrizione del problema

Calcola il valore di corrente ma è un dato di progetto dovrebbe dare problemi anche a 19200 (sempre secondo me)

A 57600 il sistema ha funzionato almeno parzialmente o per un berve periodo ?

Hai provato una scheda guasta alla vecchia velocità di 19200

(Non conosco le tue competenze) non è che forse l'opto, o meglio il circuito di pilotaggio, non riesce a seguire la commutazione a 57600 e l'uscita rimane "muta"

Modificato: 21 maggio 2014 da accacca

[beppexx80]

il sistema a 57600 ha funzionato per circa 6 mesi, e ora ogni tanto qualche scheda smette di comunicare.....

Riportando il sistema a 19200, gli opto non funzionano ma i driver si, e sostituendo gli opto torna a funzionare la scheda....

[accacca]

Che makumba!

Un'ultima domanda retorica: Il Driver e il diodo dell'opto sono alimentati dagli stessi 5V ?

[Livio Orsini]

Calcola il valore di corrente ma è un dato di progetto dovrebbe dare problemi anche a 19200 (sempre secondo me)

Salendo di frequenza, inevitabilmente aumen ta anche il duty cycle degli impulsi, ecco perchè a frequenza maggiore possono succedere di questi guasti. Con un rapporto 3 di frequnza è probabie che il duty cycle sia raddoppiato, con un notevole incremento della corrente termica. Inoltre anche la sola triplicazione della frequenza porta ad un incremento della corrente termica del diodo emettitore.

Come ho scritto in precedenza un altra probabile causa legata alal frequenza potrebbe essere l'insorgenza di ringings sulle commutazioni, però questo è facilemnte verificabile con un buon oscilloscopio.

Io comunque sono del parere che queste problematiche dovrebbero essere risolte dal costruttore, specie se sono dispositivi progettati espressamente per questa applicazione.

[accacca]

Livo spiegami meglio non riesco a capire la tua descrizione. Dico come la vedo io a intuito

C'è un diodo appeso a 5V collegato all'uscita del ricevitore del driver.

A riposo l'uscita è alta e il diodo è spento Si accende ogni volta che riceve 1 bit a zero solo per il tempo di bit quindi a 57600 un 1/3 del tempo previsto per accensione a 19200.

Quanto a rompersi o si rompe per corrente ma c'è 1K a limtarla e secondo me se così fosse dovrebbe rompersi anche a 19200 inoltre il driver se non ho letto male assorbe una corrente massima con uscita bassa di 8mA quindi la rottura per corrente potrebbe provocare anche la rottura dell'uscita del driver. (Anche se in questo caso il primo che si guasta con buona probabilità salverebbe l'altro).

Purtroppo non ho il datasheet del componente incriminato ma per l'HCPL 0600 si parla di una corrente max in condizioni normali di 15mA oltre quattro volte quella prevista dalla resistenza di 1K.

Potrebbe rompersi per tensione inversa ma il datasheet indica 5V come tensione massima inversa. Lo spike sulla commutazione dell'uscita del driver a cui è collegato il diodo dovrebbe arrivare almeno a 10V per fare un danno.

Modificato: 21 maggio 2014 da accacca

[Livio Orsini]

57600 un 1/3 del tempo previsto per accensione a 19200.

No, già questo è difficile che avvenga. E' più probabile, anzi è praticamente certo, che la durata sia maggiore o minore. Poi il medesimo carattere trasmesso a 57600 dura 1/3 di quando è trasmesso a 19200. In caso di trasmissione di molti caratteri consecutivi (o ricezione, il problema non cambia) la potenza media dissipata dal diodo aumenta. Questo lo vedi nei data sheet dei LEDS dove ti danno i diagrammi della massima corrente ammessa in funzione sia della durata dell'impulso sia del periodo di ripetizione dello stesso, perchè questo determina poi la corrente termica del dispositivo.

Bisogna distinguere le 2 ipotesi: rottura per corrente (meglio per potenza dissipata), rottura per tensione.

Io ho suggerito subito di verificare quale sia l'effettiva corrente assorbita nei due casi.

Se quello che ha scritto beppe corrisponde a verità, e non vedo perchè debba scrivere dati non veritieri, non ci sono molte alternative: la tensione applicata al diodo a 57600 è maggiore di quella applicata a 19200. Questo dovrebbe dipendere esclusivamente da risonanze e/o ringings che causano extratensioni sui transitori. Una tensione di soli 20 V, ad esempio, comporterebbe una corrente di 18mA. Questo valore sarebbe magari tollerato con la ripetizione di 19200, ma non con quella a 57600. La giunzione inizia a degradarsi e rapidamente si rompe.

Se invece i picchi di tensione raggiungessero valori molto più elevati la rottura avverrebbe per tensione con effetto a valanga; una volta iniziato il degrado la capacità di sopportare differenze di potenziale diminuisce rapidamente sino alla rotturacompleta. Un effetto simile all'isolante che si perfora.

Potrebbe rompersi per tensione inversa ma il datasheet indica 5V come tensione massima inversa. Lo spike sulla commutazione dell'uscita del driver a cui è collegato il diodo dovrebbe arrivare almeno a 10V per fare un danno.

Se c'è un ringing o una risonanza puoi arrivare tranquillamente a 50V_pp con un'alimentazione di 5V.

Comunque se gli opto muoiono una ragione ci deve essere e per scoprirla la prima cosa da fare è la verifica che ho suggerito subito: controllo dei segnali tramite oscilloscopio. In assenza di queste misure si sta a discutere sul nulla.

[accacca]

ovviamente non metto in dubbio la tua descrizione ma continuo a non mettere a fuoco il tuo punto di vista.

L'opto ha tempi di commutazione e propagazione di qualche centinaio di nanosecondi a 57600 la commutazione è 1/100 della durata dell'impulso Secondo me gli impulsi sono precisi c'è tutto il tempo per accendere e spegnere siamo ben lontani dal limite del componente (sempre ipotizzando che HCPL 600 sia simile a HCPL610). e in termini di dissipazione dovrebbe andare meglio rispetto a 19200.

Accetto la possibilità di una risonanza e dei picchi di tensione ma cavoli siamo lato 5V appena oltre l'opto c'è il mondo dorato in cui vive il micro vuoi che arrivino botte simili

Qui può venire in aiuto solo Beppe con una sonda.

A me veniva un altro dubbio che potrebbe anche avere un legame con la velocità di comunicazione. Su stessi 5V dell'opto e del driver è appesa anche la resistenza di pullup che polarizza la linea 485 e se entrasse da lì. Io proverei a scollegarla su una scheda oppure a separare l' aimentazione con un diodo tra 5V e la resistenza di polarizzazione della linea.

[Livio Orsini]

ovviamente non metto in dubbio la tua descrizione ma continuo a non mettere a fuoco il tuo punto di vista.

Il problema non è nei fronti. La lentezza dei fronti potrebbe aumentare la dissipazione di un transistore in commutazione non in quella di un diodo.

Se la cosa ti interessa leggiti un po' di documentazione sui diodi emettitori di luce e sul loro impiego, altrimenti pazienza.

Poi magari rinfresca le tue conoscenze sul calcolo delle correnti termiche o efficaci. Spesso son conti che i progettisti non fanno per circuiti con correnti deboli, salvo poi trovarsi con affidabilità ridotte in modo inspiegabile.

A me veniva un altro dubbio che potrebbe anche avere un legame con la velocità di comunicazione. Su stessi 5V dell'opto e del driver è appesa anche la resistenza di pullup che polarizza la linea 485 e se entrasse da lì. Io proverei a scollegarla su una scheda oppure a separare l' aimentazione con un diodo tra 5V e la resistenza di polarizzazione della linea.

Cosa entrerebbe dall'alimentazione? Spikes of course. E si ritorna alla mia risposta iniziale ed alal richiesta di verifica dei segnali.

Comunque non c'è alternativa: o i diodi muoino per tensione o muoiono per corrente.

Tutto quello che ho detto sui diodi emettitori, vale, ad abundantiam, anche per i transitors di uscita dell'opto. Anzi a maggior ragione èda tener conto dell'eventualità della corrente termica oltre i limiti.

Tutto quello che ho scritto è solo per analizzare le possibili cause di un guasto non molto ben difinito nelle sue origini.

Forse non ho considerato qualche cosa, ma anche tu non hai aggiunto nulla in questo senso.

Però qui si sta costruendo un edificio su un terreno paludoso: non si conoscono i dati dei dispositivi, non si conosce la topologia circuitale, non si conoscono i segnali.

Modificato: 22 maggio 2014 da Livio Orsini

[accacca]

Uhm Livio noto un tono seccato (azzarderei saccente) nel tuo intervento

Sono intervenuto (e mal me ne incolse) perchè incuriosito dalle tue considerazioni e volevo caprici di più visto che io con le mie arrivo ad altre conclusioni

Credevo di poter fare una discussione tecnica non un duello in punta di fioretto dove ogni tre per due mi ricordi che tu l'avevi già detto che io devo studiare ....(ahimè)

Qualche scheda con opto l'ho realizzata anche io pensavo di poter dare il mio contributo e anche di imparare

Cercherò di evitare nuovi incroci con i tuoi interventi voglio partecipare in modo rilassato non con il pugnale tra i denti pesando le parole

rileggi il mio intervento con attenzione devi darmi atto che non ho detto che i fronti sono la causa del problema ma il senso è un altro

[beppexx80]

Da stamattina sto facendo comunicare 2 schede a 57600, e vedrò se il problema persiste o riesco a vedere se si brucia qualcosa.....

Con l'oscilloscopio da soli 10000€ Lecroy, i segnali sono perfetti... però sono in laboratorio, e in campo, dove succede il problema non posso andarci per motivi di distanza (Mosca).....

Intanto grazie a tutti e se trovo la soluzione la comunico.

Ahhh dimenticavo, sulla stessa scheda utilizzo lo stesso modello di opto per il CAN bus a 125K, e quelli non hanno mai avuto problemi finora.....e l'utilizzo del can è molto più assidua perchè comunica con un display.....

[beppexx80]

La differenza tra il can e la 422, è che le resistenze sono da 390ohm invece che da un 1k

[Livio Orsini]

Uhm Livio noto un tono seccato (azzarderei saccente) nel tuo intervento

Io invece noto un eccessivo tasso di suscettibilità da parte tua.

Non è certo mia intenzione ingaggiare alcun duello, però quando si discute di problemi tecnici non si può ripetere sempre le stesse cose, così come non è possibile rifare le teorie di base in un messaggio.

Se ti sei offeso mi dispiace, ma è un problema tuo. Non vedo ragione di scontro.

io pensavo di poter dare il mio contributo e anche di imparare

Appunto.

La differenza tra il can e la 422, è che le resistenze sono da 390ohm invece che da un 1k

Questa non è differenza da poco, riduci l'impedenza a quasi un terzo. E' vero che aumenta la corrente però aumenti anche l'immunità ai disturbi.

Può essere che sarò smentito dai fatti, ma non credo che avrai guasti sulla prova che stai facendo in laboratorio.

Io sono propenso a credere che non ci sia solo differenza di baud rate tra le 2 applicazioni.

Intanto grazie a tutti e se trovo la soluzione la comunico.

Ci spero proprio perchè la faccenda è talmente strana che mi ha incuriosito moltissimo. Qualsiasi novità e/o risultati delle prove vorrai pubblicare sarà molto gradita.

O c'è un qualche errore talmente grossolano da non essere considerato, oppure ci sono de problemi ambientali non ipotizzabili.

Però se mi dicevi subito che l'impianto era a 2000 km di distanza.....

Modificato: 22 maggio 2014 da Livio Orsini

[accacca]

Beppe

Simuli la linea con un cavo lungo

Nei test di compatibiltà elettromagnetica per apparati industriali collegati a linee di comunicazione lunghe c'è un test specifico che simula l'immissione di disturbi sulla linea per accoppiamento capacitivo. Sarebbe interessante sapere se la scheda ha superato questo test.

Livio

Trovando difficile non parlare di tensioni e correnti in questo contesto poichè mi accusi di eser monotono e ripetitivo visto che siamo in Russia possiamo parlare di Rodion Romanovič Raskol'nikov.

tu non mi dai informazioni io ho spazzolato le mie fonti alla ricerca di un'appnote o di un riferimento su correnti termiche degli opto ma non sono ancora risucito a trovare nulla dovrò rimanere con la curiosità pazienza.

[Livio Orsini]

Trovando difficile non parlare di tensioni e correnti in questo contesto poichè mi accusi di eser monotono e ripetitivo...

Forse alla base di tutto c'è un0incomprensione totale.

Che si stia discustendo di tensioni e correnti è pacifico.

Da parte mia non c'è nessuna accusa, ma solo un invito a documentarti su questioni specifiche.

Vediamo se riesco a fare chiarezza una volta per tutte.

Per prima cosa, essendo il difetto lamentato, talmente strano ed inusuale mi sono focalizato sulle cause meno frequenti ed inusuali.

tu non mi dai informazioni io ho spazzolato le mie fonti alla ricerca di un'appnote o di un riferimento su correnti termiche....

La corrente termica.

E' un parametro che può/deve essere considerato sempre quando si lavora ai limiti prestazionali od in prossimità di essi. Banalizzando e semplificando il concetto, corrisponde ad un area. Se la corrente è periodica è la media geometrica dei valori istantanei riferiti al periodo. Nel caso di sinusoide è la corrente efficace.

Perchè ho ipotizzato che questo valore crescesse con il crescere della frequenza?

Perchè in genere, in una trasmisisone seriale, il rapporto mark-space non è costante con il variare de baud rate, ma tende a diminuire od ad aumentare. Questo non è intrinseco con il tipo di segnale, ma è il risultato dei limiti della componentistica e dei parassiti di linea. Le variazioni possono essere talmente grandi da porre dei seri limiti alla frequenza di trasmissione.

Variando questo rapporto uno dei risultati è anche una piccola variazione della corrente termica del dispositivo di interfaccia. Questa variazione in genere è ininfluente ma, se il dispositivo fosse già al suo limite, potrebbe provocarne il guasto.

Se verifichi i data sheets di un emettitore, tra le varie funzioni di trasferimento ne noti 2: quella che di solito si considera come primaria, ovvero il rapporto tra corrente diretta e valore delle emeissioni luminose, e quella del limite di corrente diretta in funzione della larghezza d'impulso e del periodo di ripetizione.

Io, qualche anno fa, son riuscito ad ottenere prestazioni ottimali da degli emettitori di infrarosso proprio sfruttando questa caratteristica. Ovvero ho potuto far circolare picchi di corrente elevatissimi, rispetto al compenente impiegato, ottenendo l'emissione necesaria per l'applicazione.

La mia ipotesi, che ho subito dichiarato doveva essere verificata con misure e parametri, era che si fosse già al limite e bastasse quel poco di incremento per entrare in zona critica.

L'ipotesi è facilmente verificabile di chi ha la disponibilità del circuito. Misura la corrente o, meglio, ricava il dato pessimo dai parametri di alimentazione, resistore di limitazione e cdt sui componenti; verifica poi questo valore con i limiti dichiarati dalle specifiche del componente.

Se questo valore risulta vicino o superiore al limite, l'ipotesi va presa in seria considerazione, altrimenti si lascia cadere.

E' una verifica che dispondnedo dei dati dei componen ti si effettua in pochi minuti.

Questo è il motivo per cui l'ho suggerita.

Non è molto probabile, ma basta poco per stabilire se va scartata o approfondita.

Atenzione.

Non è che il fenomeno sia solo limitato al diodo emettitore.

Io ho puntato il dito su questo componente perchè di solito è quello più trascurato nel dimensionamento.

Però il medesimo problema si pone per fototransistore di uscita. Anzi come ho sottolineato di passaggio, per questo componente c'è anche il problema dei tempi di commutazione e della staturazione piùo meno decisa.

Un cattivo pilotaggio può farne aumentare la dissipazione e questto fenomento cresce con il crescere della frequenza di lavoro.

Beppe ha dichiarato che dalla misure il segnale risulta perfetto. Non avendo motivi di dubitare sia della sincerità che della capacità di Beppe si deve escludere questa possibilità.

Non ho capito perchè hai continuato ad insistere su questo argomento. A me sembrava talmente chiaro e semplice che dovendolo ripetere diventava noioso.

Spero che tutto quello che ho scritto sia sufficiente ad aver sgombrato il campo da tutte le incomprensioni.

Veniamo roa alle tensioni e correnti.

L'ipotesi più probabile è proprio questa. Per una "particolarità" della linea di trasmissione triplicando la frequenza, potrebbero ingenerarsi dei ringins tali da portare ad una compromissione dell'isolatore. Che questi diturbi entrino dalla linea o dall'alimentazione è ininfluente per la determinazione del guasto, lo sono invece per la determinazione del rimedio.

Se ora rileggi tutti i miei messaggi precedenti ed i tuoi messaggi iniziali vedrai che non esistono sostanziali differenze di vedute tra quello che ho ipotizzato io e la tua ipotesi.

Quello che io non ho capito è la tua "contestazione", insistente, delle possibili variazioni di duty cycle e, conseguentemente, della corrente termica.

Nei test di compatibiltà elettromagnetica per apparati industriali collegati a linee di comunicazione lunghe c'è un test specifico che simula l'immissione di disturbi sulla linea per accoppiamento capacitivo. Sarebbe interessante sapere se la scheda ha superato questo test.

Spero proprio che sian stati eseguiti i test, che tra l'altro sono previsti per la certificazione CE.

Negli ultimi anni si tende a saltare la prova strumentale fidandosi un po' troppo dei simulatori. E' vero che i simulatori odierni hanno raggiunto livelli di precisione ed affidabilità veramente notevoli, però nessuna simulazione da le certezze di una prova strumentale.

Queste prove, se si fanno le cose per bene, si eseguono sempre e comunque e non riguardano solo le linee lunghe, ma tutti i collegamenti "a filo" tra la scheda ed il mondo esterno.

Una regola empirica dice che se l'apparato funziona per 30' con tutti i collegamenti sottoposti a disturbi di 2000 Vpicco, quasi certamente non avrà problemi sul campo.

Io usavo uno strumento Shaffner, azienda che considero tra le migliori nello studio e protezione/prevenzione EMC. Questo strumento è particamente un condensatore formato dalle due metà di un tubo rettangolare lungo circa 50 cm. A questi elettrodi viene applicata una tensione avente un spettro di frequenza ben preciso, che statisticamente simula il comportamento disturbante di un ambiente industriale. Le tensioni di picco applicabili variano a gradini di 500 Vpicco sino ad un massimo di almeno 2500Vp.

Se il sitema in prova sopporta il valore massimo di disturbo con tutti i cavi sottoposti a disturbo non ci sono problemi. In caso di guasto o malfunzionamento si ricerca qaule/i colegamento/i sono sensibili e si emenda il difetto.

Io, nel caso attuale, son del parere che il problema sia strettamente legato alle condizioni ambientali; pertanto temo che le verifiche in "casa" non portino a molto. A meno di difetti circuitali talmente clamorosi da esser passati inosservati sino ad ora.

Purtroppo non son riuscito a reperire in rete le specifiche dell'opto isolatore usato quindi non posso fare nessuna verifica teorica.

Modificato: 23 maggio 2014 da Livio Orsini

[beppexx80]

In laboratorio ho un Burst generator della Schanffer.... cerco di rimettere tutto l'arnamentario in piedi e provo a bombardare.....

Per ora le resistenze le lascio come sono e poi bombardando vedo che ci sono problemi provo a metterle allo stesso valore di quelle del can

[Livio Orsini]

In laboratorio ho un Burst generator della Schanffer....

Ottimo è lo strumento che citavo in precedenza. fai passare tra le armature tutti i fili che entrano ed escono e se c'è qualche criticità salta fuori abbastanza velocemente.

Mi raccomando tienici informati perchè la faccenda è veramente intrigante.

[accacca]

Beppe

l'oscilloscopio da soli 10000€ Lecroy

in laboratorio ho un Burst generator della Schanffer

comincio ad invidiare il tuo posto di lavoro

Ma puoi svelare qualcosa di più sulla tua applicazione: industriale ? home automation ? altro...

Livio

Quello che io non ho capito è la tua "contestazione",..

Contestato ??? mai scritto o pensato di contestare qualcosa che tra parentesi nemmeno conosco