Метеостанция переехала на две макетки: снизу датчики, сверху панель индикации с часами. Собрал я её быстро, а глюки прилетели сразу: стоило шторке-сервоприводу дёрнуться, как дисплей на верхней макетке мигал, а часы сбивались. Код был чистый, блок питания честный на 2 А, и только мультиметр между «землёй» верхней макетки и минусом источника показал 0,3 В разницы в момент рывка. Мост земли у меня шёл цепочкой из трёх перемычек — «земля через землю через землю» — и на пике тока эта цепочка честно съедала три десятых вольта.
Две макетки — уже не макетка, а стенд, и собирается он в другом порядке: сначала мост GND, потом мост +5V, и только затем сигнальные провода. В этом уроке — куда втыкать мосты, сколько держит пара Dupont (до 1 А, дальше — вторая пара параллельно), где на дальней макетке живёт электролит 100 мкФ и как за две минуты увидеть падение потенциала на мосте делителем и Serial-печатью. Про сам общий GND и его грабли я уже разбирал подробно — здесь только стендовая специфика.
Порядок сборки: земля первой
Мост GND идёт первым по трём причинам. Первая: земля — обратный путь любого тока в стенде, и без моста ток ищет обходные дороги через сигнальные провода и экраны — отсюда плавающие показания и мусор на шинах I2C. Вторая: земля — опорный ноль всех уровней; пока моста нет, «ноль» верхней макетки гуляет относительно нижней, и АЦП с дисплеем видят каждый свою землю. Третья: мост, поставленный после сборки, почти всегда втыкают не туда — в сигнальный ряд рядом с ногой датчика, и получаем короткое замыкание через детали.
Сам мост — это пара Dupont 10-20 см: та же, что и для сигналов, держит до ~1 А, и это совпадает с пределом шины макетки. Правило сечения простое: мост не тоньше, чем провода, которые питают плату — подробности в уроке про сечение провода и ток. Цвет — как в разборе полярности шин: красный только +5V, чёрный только GND. Если через мост нужно больше ампера — не толкаем в одну пару два ампера, а втыкаем вторую пару параллельно. Электролит 100 мкФ ставится у входа шины ДАЛЬНЕЙ макетки: мост — самая узкая горловина стенда, и именно за ним живёт вся периферия. Питание стенда целиком удобно держать на модуле питания макетки — он даёт и 5 В, и 3,3 В без посредников.
// Вольтметр двух точек стенда: A0 - ближняя макетка, A1 - дальняя.// Делители 10кОм/10кОм от +5V до GND в каждой точке (реальное железо:// движок симулятора делители не эмулирует - скетч гонять на плате).// 512 = 5,00 В; разница точек 20 единиц = 0,1 В падения на мосте.const int PIN_ADC_A = A0;const int PIN_ADC_B = A1; unsigned long tPrint = 0; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("512 = 5,00 V; raznica > 20 edinic - most tyanet");} void loop() { if (millis() - tPrint >= 250) { tPrint = millis(); int va = analogRead(PIN_ADC_A); int vb = analogRead(PIN_ADC_B); Serial.print("blizhnyaya "); Serial.print(va); Serial.print(" | dalnyaya "); Serial.print(vb); Serial.print(" | raznica "); Serial.println(va - vb); }}Читать вывод просто: на холостом ходе разница нулевая или единичная — без тока падение не видать, поэтому перед замером втыкай нагрузку: сервопривод, мотор, линейку светодиодов. Разница до 10 единиц (0,05 В) — мост честный. Двадцать-шестьдесят единиц — 0,1-0,3 В на плохом мосте: ищи окисел в лунках, длинный тонкий провод или цепочку «земля через землю». Больше шестидесяти — перекидывай мост, не лечи.
Замер я делаю под пиковым, а не средним током: сервопривод в рывке съедает 600-700 мА, и именно в эти миллисекунды плохой мост показывает характер. Если Serial молчит после перевозки стенда — проверь мост GND между макетками: у USB и внешнего источника земля общая, а между двумя макетками её часто забывают протянуть вообще.
| Промах | Симптом | Лечение |
|---|---|---|
| Мост GND втыкается после сборки сигналов | мусор на I2C, плавающие показания | пересборка: GND-мост первым, потом всё остальное |
| «Земля через землю через землю» — цепочка из трёх перемычек | 0,1-0,3 В разницы под пиком, глюки дисплея | один короткий мост GND от шины к шине |
| Мост из тонкого Dupont 30 см на токе 700 мА | 0,1-0,15 В падения, периферия нервничает | короче и толще; на 1 А — вторая пара параллельно |
| Электролит только на ближней макетке | дальняя глючит первой при рывке нагрузки | 100 мкФ у входа шины дальней макетки |
| Мосты воткнуты в сигнальный ряд | короткое замыкание через ноги деталей | мосты только в шины + и −, прозвонка перед включением |
- 1. С чего начинается сборка стенда из двух макеток?
- 2. На плохом мосте под пиком 700 мА падает 0,3 В. Чем это грозит дальней макетке?
- 3. Сколько тока держит пара Dupont 20 см как мост питания?
- 4. Где стоит электролит 100 мкФ на стенде из двух макеток?
- мост GND ставится первым и идёт от шины к шине одним коротким проводом
- пара Dupont держит до 1 А: больше — вторая пара параллельно, а не потолще в одну
- электролит 100 мкФ — у входа шины дальней макетки, сразу за мостом
- падение на мосте меряем под нагрузкой: разница делителя 20-60 единиц = 0,1-0,3 В
Частые вопросы по теме урока
- С чего начинается сборка стенда из двух макеток?
- Мост GND идёт первым: земля — обратный путь тока и опорный ноль всех уровней. Без него сигналы между макетками плывут, а мост, воткнутый второпях после сборки, чаще всего попадает в сигнальный ряд. с моста GND между шинами земли
- На плохом мосте под пиком 700 мА падает 0,3 В. Чем это грозит дальней макетке?
- Порог беды для 5-вольтовых плат — около 4,5 В на шине. Падение 0,1-0,3 В на плохом мосте как раз уводит питание в зону глюков: дисплеи мигают, датчики отваливаются, часы сбиваются. глюками и сбросами: питание уходит ниже зоны комфорта чипов
- Сколько тока держит пара Dupont 20 см как мост питания?
- Пара Dupont держит до ~1 А — это совпадает с пределом шины макетки. Больший ток греет контакты: втыкай вторую пару параллельно или бери провода толще по сечению. около 1 А, дальше — вторая пара параллельно
- Где стоит электролит 100 мкФ на стенде из двух макеток?
- Мост — самая узкая горловина стенда, и именно за ней живёт периферия дальней макетки: электролит у входа её шины гасит просадку в момент, когда ток ещё идёт через мост. на дальней макетке, у входа её шины