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14/10/2015 #1


Entendiendo entradas optoacopladas.
Hola a todos.

Estoy un poco perdido y no entiendo que es lo que pasa en un circuito.

He realizado una especie de "automata" con un atmega328p. Tiene unas 14 entradas y solo 1 salida. Para la entrada, como va a trabajar en una zona de 12 voltios he puesto un optoacoplador. La salida es a relé, a base de transistor.

El dicho aparato va a sustituir una serie de reles que según la configuración de los contactos de entrada, desactivarán dicha salida o no.

En un principio, estaba conectado mas o menos asi:



Como veis, tengo varios relés que no voy a sustituir. Alimentaba todo con la misma fuente, pero al activar/desactivar los relés las entradas del micro se activan al azar. Pensé que era un rebote malo de los relés, aunque le tengo puesto el diodo. Así que pense en usar fuentes independientes. El automata funcionaría con 12Voltios a los contactos, y como su salida es a relé, pensé que estaría totalmente aislada de la otra línea de 12 voltios de los reles. Pero para sorpresa mia, sigue haciendo lo mismo:



He pensado que puede ser problema de la entrada optoacoplada del automata. El esquema que tengo usado es el siguiente:



R1 es la resistencia limitadora, que fija la corriente del led del optoacoplador a 12v, 10mA, ley de Ohm, 1k2.
R2 sirve para limitar la corriente que pasa a través del transistor, y que he puesto de 10K, aunque en realidad, puede ser mas grande, ya que el micro no absorve corriente (o es despreciable) y solo interesa la tensión.

Las masas, son la misma en ambos casos, de hay pensaba que el fallo viene por ahi, sobretodo con los reles. GND-12 es la masa de 12voltios, y GND-MICRO es la masa de 5 voltios, que provienen de un 7805. Pero al separar las alimentaciones solo tengo contactos puros.

La primera duda que me surge es como puede un rebote meterse dentro del automata.

La segunda duda, cuando entienda la primera, es como mejorar la entrada optoacoplada. He visto varios circuitos, con diodos, resistencias y condesadores que luego me gustaria me ayudarais a entender.
14/10/2015 #2

Avatar de torres.electronico

hola, esa configuracion es PullUp, osea, cuando no hay señal de disparo en el opto NPN, la entrada de tu dispositivo se encuentra continuamente en estado alto. Si se dispara el opto, recien ahi tenes un estado bajo... tendrias que asociar otro transistor mas para revertir la logica
14/10/2015 #3


Hola a todos , un meo de resolver sin la nesecidad de lo auxilio de mas un transistor inbersor es conectar la pata 8 del optoacuplador a lo +B y la salida hasta lo micro pasa a sener la pata 7 mas lo resistor de 10KOmios para la tierra (Pull-Donw) .
Att,
Daniel Lopes.
14/10/2015 #4


No utilizo la logica normal, mediante programa interpreto q cuando tengo un 0 en realidad tengo un uno

Daniel Lopes dijo: Ver Mensaje
Hola a todos , un meo de resolver sin la nesecidad de lo auxilio de mas un transistor inbersor es conectar la pata 8 del optoacuplador a lo +B y la salida hasta lo micro pasa a sener la pata 7 mas lo resistor de 10KOmios para la tierra (Pull-Donw) .
Att,
Daniel Lopes.
No lo entiendo, como dices de conectar?
14/10/2015 #5

Avatar de chclau

La resistencia de 10K es un valor muy alto, yo probaria una de 1K si tenes problemas.

Que en estado estatico el micro no absorva corriente no quita que la entrada en cuestion es una carga capacitiva. Cuando la salida pasa de cero a uno una resistencia grande implica una carga lenta del capacitor de entrada en el pin del micro.

Las masas es mejor separarlas, pero para decirte como deberia entender mejor todo el circuito, asi como no se entiende de que rebote estas hablando que le entra al micro, rebote de quien, y en que circunstancias.

En definitiva, sin un circuito completo no se te puede ayudar.
14/10/2015 #6

Avatar de Scooter

No hace falta pullup. Ya hay uno dentro del micro que se puede activar por software.
15/10/2015 #7


Voy a intentar explicar brevemente el sistema, intentaré no enrollarme demasiado.

La máquina a controlar en sí es un grupo hidraulico que se encarga de abrir y cerrar los alabes de una turbina de agua. Se compone de un cilindro, motor-bomba y dos electroválvulas. El cilindro es de simple efecto, así que para abrir se pone en marcha la bomba, y para cerrar lo que hay que hacer es abrir las válvulas que estan siempre cerradas. Hay dos porque una es la que permite bajar a una velocidad lenta y la otra hace que el sistema baje deprisa cuando haya un problema.

He aquí un pequeño diagrama eléctrico del sistema:


Como veis, la parte de control la manejo con 12 voltios y tres reles. Un pulsador para subir, otro bajar, uno de parada y un maestro, ahora después explicaré el uso del maestro. Las electrovalvulas son de 110v y el contactor que activa el motor trifásico también.

El maestro es un relé armable manualmente, de esos antiguos que se abren con una bobina, de 110VDC, pero para cerrarlos hay que girar una palanca. El contacto de este maestro, hace que si se abre dejé de funcionar el sistema y se apague.

Pues bien, este maestro, tenía conectados una serie de reles auxiliares, de señalización, etc. Estos relés eran activados por una serie de contactos de sensores de protección: máxima y minima velocidad, falta de agua, etc.

Son estos contactos los que yo he conectado a mi placa, a modo de automata. Dicho automata es un microcontrolador con las entradas a los pines optoacopladas tal y como indique al principio. La única salida que dispone la placa es un relé que activa dicho maestro
cuando uno de los contactos se cierra (o se abre, depende del sensor).

La placa se alimenta a 12 voltios e incluye una fuente pequeña de alimentación a base de un 7805, para la alimentación del micro:



Dispone de las entradas optoacopladas que puse anteriormente y una salida con un relé de 5V, montado de la siguiente forma:



Al principio, para alimentar el automata y los contactos de los sensores utilizaba los 12 voltios del esquema eléctrico de los relés que he puesto a principio. Cabe decir que el automata cumple su cometido perfectamente. Pero al activar el sistema hidraulico, vienen los problemas. Por las entradas optoacopladas, cada vez que juego con los relés (totalmente al azar, una veces al arrancar, o al subir, o al bajar, ...) me entran falsas señales y claro, dispara el maestro.

Sé que cuando un relé deja de estar alimentado, se produce una f.e.m inversa que induce una tensión en la bobina y puede hacer daño al circuito. Por eso, y para evitarlo, se les pone un diodo invertido que "soluciona" el problema. Mis relés lo tienen.

Aún así, tenía el problema de falsas señales. Así que opte por no alimentar al automata ni a los sensores con los 12 voltios de los relés, si no que estan con otra fuente independiente. Y aun así sigue estando el mismo problema: sólo funciona, pero cuando intento manejar el sistema hidraulico empiezan a haber señales falsas.

Ahora bien, y repito, mi duda, ¿puede un relé inducir corrientes en otro circuito? que no tienen nada en común, excepto la entrada de 220voltios que alimentan las dos fuentes.

En cuanto a la entrada optoacoplada es el circuito más simple. Viendo diseños de otras placas y estudiando circuitos (incluso los que hay en este foro), he visto que nada de una sola y simple resistencia en el lado del diodo led, si no que son algo más complejos, que es mi futura duda y pediré asesoramiento.

En el lado del microcontrolador, no me importa si la señal esta invertida. Obviamente, cuando entra corriente por el led del optoacoplador, el transistor se satura y tengo 0v en la entrada del micro. Pero mediante software, interpreto lo contrario: cuando tengo 5voltios es un cero, y cuando tengo 0v es un 1. Así me ahorro el tener que poner un inversor en el diseño de la placa.

Ufff! me enrollé sin querer!!.
15/10/2015 #8

Avatar de Scooter

Necesitas otra fuente para las entradas. Si optoacoplas y luego alimentas de la misma fuente no haces nada
Necesitas una fuente de calidad. El 7805 no es santo de mi devoción para cosas delicadas...
Un largo etcétera.

Busca en el foro, es un tema muy muy recurrente.
15/10/2015 #9


Consultándolo con la almohada, pensé en lo que me acabas de comentar. Así que una de las pruebas que he hecho esta tarde ha sido alimentar la placa con otra fuente, totalmente ajena, y dejar las entradas con la fuente de 12V. Conclusión: sigue ocurriendo lo mismo.

Ahora bien, he probado una cosa: corto los 110V, con lo que puedo trabajar con los relés pero no puedo activar el motor ni las electroválvulas, y cosa curiosa, el sistema funciona.

He revisado todo el cableado, por si acaso tengo algun cable que me una los 12 y los 110 voltios y no he encontrado nada. El siguiente paso ha sido desconectar los contactos de los relés a 110 y entonces el sistema falla igualmente.

¿Puede una tensión elevada de continua (110V), provocar algún tipo de ruido electrico, en otra línea de poca tensión (12V) simplemente porque un contacto se abra o cierre? ¿Y si la respuesta es SI, ¿cómo puede evitarse?

En cuanto a los del 7805, miraré que otras alternativas hay. Aunque creo que mas que el regulador que le ponga, el "ki" de la cuestión es que 12V le meta. Tengo un problema similar con otra placa (lector de pt100) que funciona a la mil maravillas siempre y cuando la fuente sea la adecuada. Y no creo que la fuente de un zapatofono movil sea la mas adecuada y es la única que me funciona bien, nada de conmutadas y cosas así.
15/10/2015 #10

Avatar de Scooter

Es totalmente lógico que funcione sin carga. El problema seguramente está en la fuente. Si no hay ruido no entra.
Ahora la pregunta es por donde entra. Lo primero de todo es poner una fuente de calidad y no un cutre7805
Un lm323 parece lo mismo pero no es lo mismo, filtra notablemente mejor.
Colocar varistores l-n l-pe y n-pe etc etc. Lo de siempre y rezar por que salga el problema.
15/10/2015 #11

Avatar de chclau

La apertura y cierre de contactos de reles puede estar acompañada por la formacion de arcos que generan interferencia electromagnetica.

Una cosa que se puede probar para reducir esa fuente de ruido es colocar un circuito RC - "snubber" - en paralelo con el contacto del rele.
16/10/2015 #12


Para scooter:

Creo que sí, tengo problemas, tanto en la fuente, como en la entrada. El lm323 me es más díficil de conseguir, no tanto un lm317, te merece una mejor opinión. ¿alguna otra opción?

Para chclau:

No conocía los filtros snubber hasta hace unos días que en otro foro, se lo sugirieron a un chaval y he estado mirando como funcionan. La duda es como calcular los valores de los componentes.



Casi todos los valores que he encontrado en ejemplos y demás están calculados para la línea de 200VAC de casa. Claro, esta línea es de 110VDC:
  • El valor de la resistencia tengo entendido que hay que calcularla, según se descarge el condensador, dependiendo de la corriente de lacarga, en un orden de 10 veces superior. Ahora no sé que puede consumir la electroválvula, pero pongamos de 100mA, x10, 1A, si la tensión es de 110VDC, ley de Ohm, 1ohm y la potencia 10W. ¿Me equivoco?
  • El valor del condensador no tengo ni idea de como calcularlo.
  • Otro tema es la disposición de ambos elementos. El Condensador al positivo y la resistencia a la carga o al, revés, ¿es importante o no?

P.D. Esta tarde voy a hacer una prueba, quitaré las fuentes de alimentación y alimentaré con baterias, tanto el automata como los relés. Así sabré si me entra algo por la alimentación
16/10/2015 #13

Avatar de Scooter

Mejor el LM323 por mi experiencia. Tampoco es.milagroso, pero mejora.

En mi experiencia las redes snubber en los contactos de relés sólo me han traído problemas; se perforaban los condensadores y se quedaba cerrado el circuito a través de la red snubber.

A mi lo que mejor me ha ido son los varistores. Eso si que da una diferencia significativa.

Compras una carretilla y vas poniendo por doquier.
16/10/2015 #14


Perdona mi ignorancia pero donde pones los varistores...
16/10/2015 #15

Avatar de Dr. Zoidberg

Scooter dijo: Ver Mensaje
Compras una carretilla y vas poniendo por doquier.

No parece un metodo muy cientifico....
16/10/2015 #16
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Scooter se refiere a emplearlos en paralelo con el contacto del relee para evitar que se generen tensiones demasiado altas sobre los mismos, con esto se aumenta la vida útil del relee y se limitan las emisiones EMI

Los varistores los puedes colocar, además del ejemplo, en cualquier alimentación de tensión que podría recibir o generar una sobre-tensión, también se pueden emplear en entradas de señales.


_____________________________________

Dr. Zoidberg dijo: Ver Mensaje

No parece un metodo muy cientifico....
¿ Hubo cambio de look ?
16/10/2015 #17

Avatar de Scooter

No será científico, pero es lo más eficaz que he probado a años luz de todo lo demás.
16/10/2015 #18


Creo que el problema puede venir de un rebote en el contacto del rele que activa el optoacoplador.
Prueba colocar en paralelo con el contacto del rele un condensador de unos 100 nF
17/10/2015 #19

Avatar de chclau

Scooter dijo: Ver Mensaje
Mejor el LM323 por mi experiencia. Tampoco es.milagroso, pero mejora.

En mi experiencia las redes snubber en los contactos de relés sólo me han traído problemas; se perforaban los condensadores y se quedaba cerrado el circuito a través de la red snubber.

A mi lo que mejor me ha ido son los varistores. Eso si que da una diferencia significativa.

Compras una carretilla y vas poniendo por doquier.
Es cierto, concuerdo, los varistores son mejores. A mi tambien me ha pasado que se perforen capacitores y es un papelon, porque en esos casos tranquilamente se puede quemar la resistencia del snubber. Mira, me paso hace mucho y me hiciste acordar de eso... se ve que por el trauma lo tenia borrado.

---------- Actualizado después de 2 minutos ----------

Dr. Zoidberg dijo: Ver Mensaje

No parece un metodo muy cientifico....
Somos pocos los cientificos por aca, la mayoria, tecnicos e ingenieros.

Se podria hacer un analisis cientifico de interferencias electromagneticas con herramientas de SW y computadoras que, a ojo de buen cubero, superan los 100K Obamas. Y eso sin tomar en cuenta el tiempo y los costos necesarios para modelar el sistema.

Despues de varios meses y varios cientos de miles de dolares, aun no habriamos terminado y Scooter se nos quedaria mirando y riendose desde su lugar de vacaciones, habiendo terminado cinco meses antes que nosotros y a un costo mil veces menor.
17/10/2015 #20

Avatar de Scooter

Para seguir un método científico hay que tener datos científicos y el único que tengo es "a veces no funciona" así que a partir de esa información averiguar la fuente del problema es complejo.
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