Interferenze elettromagnetiche su registri a scorrimento

[Agatino]

Buongiorno a tutti.
Sto realizzando un plastico ferroviario e sto riscontrando problemi di interferenze elettromagnetiche su alcuni circuiti. Vi spiego il problema: la "logica" di controllo della stazione è gestita tramite Arduino Mega. Questo comanda tramite 16 uscite un blocco di relè allo stato solido che, quando richiesto, provvede ad alimentare le bobine degli scambi per un intervallo brevissimo in modo da spostare gli scambi sul corretto posizionamento (gli scambi funzionano a 15V AC). Lo stesso arduino pilota anche una serie di 5 registri in cascata a cui sono collegati i segnali.

I registri nello specifico sono i seguenti:

Sono montati in sequenza su una basetta millefori tramite delle stripline. Le uscite dei registri pilotano degli ULN2803A con cui alimento i led (è presente anche la resistenza per limitare la corrente ai led).

Nello specifico succede questo:
- invio ai registri le informazioni necessarie per impostare il colore dei segnali --> OK
- muovo gli scambi. Durante questa fase i segnali cambiano colore (magari si accende rosso e giallo insieme o altre combinazioni). Questo "cambiamento" permane anche dopo che la movimentazione degli scambi è terminata. Per risolvere sono costretto nuovamente a reinviare il pacchetto di dati ai registri.

Come posso fare per risolvere il problema che si crea durante la movimentazione degli scambi?

PS: ho potuto verificare che il problema si ha solo quando effettivamente alimento le bobine degli scambi. Se ad esempio scollego il trasformatore che fornisce i 15V AC, anche se i relè entrano in funzione, il problema non si manifesta.

[SerTom]

Dal titolo direi che hai centrato il problema.
E' evindente che quando attivi dei circuiti di potenza si generano delle interferenze che vanno a "disturbare" le restanti parti dei circuiti. Con i circuiti digitali, come quello in questione basta un piccolissimo "glitch" per produrre una commutazione ed un conseguente cambio di stato.
Soluzione ? Sono letteralmente "Azzi amari" ! perché bisogna andare di esperienza e di sperimentazione.
Esperienza perché occorre individuare le sorgenti di disturbo (parlavi di relè statici ... sicuro ?) e cercare di lavorare su di essi. E parallelamente cercare i punti di ingresso ... e nuovamente lavorare su di essi.
Consigli ?
Sostituire i contatti meccanici (relè) con circuiti statici (transistor & Co); occhio ai carichi induttivi (bobine) e curare attentamente le parti circuitali per il ricircolo delle correnti.
Poi, cavi corti, basse impedenze ... e filtri ... tanti filtri.
Capirai che senza i dettagli circuitali è impossibile dare consigli più mirati.
Arduino ? ...
Auguri
Bye Ser.Tom

[Agatino]

Ciao SerTom. Grazie per la risposta.

I relè che utilizzo sono a stato solido (fotoaccoppiatore + transistor) e sono quelli messi in foto.

61OPEWbIx7L._SX342_.jpg (20.51 KiB) Osservato 6873 volte

riguardo ai collegamenti siamo all'incirca su 70cm di cavo al massimo che vanno dai rele alle bobine degli scambi.

rimangono solo le bobine degli scambi ma su quello non posso farci niente. non le posso rimuovere.
stasera volevo provare a vedere se risolvo / riduco il problema evitando di accendere e spegnere i relè che comandano le bobine. Gli scambi all'interno hanno già una parte meccanica che consente, una volta attivata la bobina e spostato lo scambio, di disalimentare la bobina anche se questa continua a ricevere tensione.

Quello che faccio ora è questo:

- verifico quali delle 16 bobine devono essere attivate.
- attivo in sequenza i relè delle bobine da attivare con un intervallo di 30 millisecondi tra una attivazione e l'altra (e durante questa fase ho il problemino)
- disattivo tutti i relè.
- ivio nuovamente ai registri le informazioni riguardanti lo stato dei segnali

La modifiche che vorrei provare è questa:

- verifico quali delle 16 bobine devono essere attivate.
- attivo contemporaneamente tutti i relè relativi alle bobine da attivare.
- lascio i relè attivi fino al prossimo cambio (tanto sarà lo scambio che disattiverà l'alimentazione della bobina una volta che viene effettuato lo spostamento degli aghi)

Speriamo che riesca quantomeno a ridurre il problema.
Alla fine il tutto l'ho risolto reinviando i dati ai registri al termine della movimentazione degli scambi. Ho chiesto aiuto solo per vedere se era possibile rimuovere il "fastidio" durante la movimentazione.

[IsidoroKZ]

Ci sono dei condensatori sulle alimentazioni degli shift register? Proverei anche a mettere un RC serie in parallelo ai rele` che comandano gli scambi.

[SerTom]

Se una foto può dire molto ... tecnicamente, spesso, non dice niente !
Dei "relè" utilizzati, a parte che sono rettangolari e neri ... non si sa molto altro.
Dallo spessore si può ragionevolmente pensare che siano effettivamente "statici". Ma cosa c'è dentro ?
Un Transistor bipolare (forse) un Triac (probabile) un MOS (da non escludere) o un Fototransistor (pur sempre possibile) ma non escluderei neppure un Reed (tecnicamente possibile) ... quindi ?

Un problema di interferenza elettromagnetica si può risolvere in molti modi; come hai fatto tu, ovvero mettendoci una pezza ... (ma il problema rimane) oppure analizzando la causa e risolvendola alla radice.
Più "veloce" la prima; più professionale la seconda. La mia preferita !
Ma è una strada difficile e servono prove ... ma sopratutto informazioni precise.

Bye Ser.Tom

[Agatino]

Buonasera a tutti.
Finalmente sono riuscito a procurarvi informazioni maggiori.

Allora la scheda relè monta relè allo stato solido OMRON G3MB-202P

Dai datascheet sembra montare all'interno un Triac Motorola M0C2A-60

Per quanto riguarda le bobine che vengono pilotate dai relè, oltre a queste non vi sono circuiterie aggiuntive

c'è solo la parte meccanica che escude automaticamente una delle due bobine al termine della movimentazione dello scambio

[SerTom]

Il G3MB-202P di Omron è effettivamente un relè statico con tanto di Zero crossing e di rete di Snubber integrata.
Direi: tutto il possibile per NON generare disturbi.

Poi mi domando cosa sia quell'oggetto verde accanto al relè ...
Ma ce n'è uno per ogni relè o uno solo ... e quindi potrebbe servire per altro ?

Invece, cosa intendi per "...c'è solo la parte meccanica che esclude automaticamente una delle due bobine al termine ..." ? E sopratutto cosa diavolo c'è in quella schedina a lato di quelle che sembrano essere le 2 bobine ?
Non è che ci sia un contatto elettrico che (brutalmente) apre il circuito induttivo ?

Bye Ser.Tom

[Agatino]

Ciao SerTom

Allora riguardo alla scheda relè, il componente "verde" è presente vicino ad ogni relè. Se riesco ad smontare la scheda ti faccio sapere anche come è collegato e soprattutto cerco di identificarne la tipologia.

Riguardo agli scambi, in pratica la scheda serve solo per collegare le bobine ai cavi di alimentazione e ad una sorta di deviatore comandato dallo scambio stesso (cerchio in rosso). In pratica questa tipologia di scambi hanno la particolarità che una volta alimentata una bobina (ad esempio la A), il nottolino metallico tra le bobine sposta il bilanciere con annessa la barra di acciaio armonico. Questa oltre che spostare fisicamente gli aghi dello scambio, interviene su quel micro deviatore in modo da scollegare l'alimentazione alla bobina A e abilitare il contatto per l'alimentazione della bobina B

[EcoTan]

tutto il possibile per NON generare disturbi

Visto che c'è un trasformatore apposta per le bobine degli scambi, dei relè elettromeccanici avrebbero il vantaggio di mantenere separati i circuiti.

[SerTom]

... ad una sorta di deviatore comandato dallo scambio stesso ... in modo da scollegare l'alimentazione alla bobina A e abilitare il contatto per l'alimentazione della bobina B....

Buonanotte !
E' inutile preoccuparci dei relè statici quando a valle c'è un contatto che brutalmente apre un circuito induttivo.

A questo punto accorrerebbe approfondire questa parte e ragionare su come intervenire.
Bye Ser.Tom