Sdoppiare alimentazione per circuito potenza e digitale

[bios85]

Salve a tutti, come da oggetto, devo realizzare un circuito di potenza per pilotare un motore DC brushed e un circuito digitale (con microcontrollore) per il controllo il tutto alimentato da una batteria a 24 V. Ho già realizzato un prototipo e ho avuto un sacco di problemi derivati dal motore, come picchi di tensione e disturbi vari che mi mandavano in blocco il micro, per queste ragioni volevo disaccoppiare le alimentazioni della parte di potenza e della parte digitale introducendo dei fotoaccoppiatori per il pilotaggio!
Ora secondo voi come potrei fare il disaccoppiamento delle alimentazioni partendo come fonte primaria dalla stessa batteria? Potrebbe funzionare un alimentatore switching con trasformatore per la parte digitale e direttamente la batteria ed la parte di potenza?
Come fareste voi?

[MarcoD]

Forse non è necessario arrivare all'isolamento galvanico.
Forse basta studiare i percorsi delle connessioni di massa. Non fare percorrere le connessioni della massa digitale dalle correnti di potenza, per non creare cadute di tensione.
Quali sono le tensioni di alimentazione di potenza e della parte logica e gli assorbimenti ?
Forse filtrare le uscite/ingressi digitali con condensatori ceramici da 1nF fra segnale e massa.
Mettere 1uF cercamico ai capi dei morsetti del motore?
Si potrebbe derivare la tensione della parte digitale da quella di potenza con un regolatore serie tipo 7805 o LM317.

[bios85]

Grazie dei consigli.. comunque, le alimentazioni sono:
Parte potenza 24 V e 25÷30 Ampere gestita da un ponte ad H con degli integrati infineon btn8982;
La parte digitale è alimentata a 5 volt;
Nella versione precedente ho inserito i condensatori sul motore, una rete snubber, e diodi di protezione tvs, ma nonostante questo continuavo ad avere problemi e ogni tanto il micro si danneggiava...
Derivare la tensione per la logica con un regolatore lineare sarebbe ottimo, ma da 24 volt a 5volt il 7805 diventa una stufa!
Per questo io pensavo allo switching con trasformatore.... Ma io non ho esperienza su questo particolare e non saprei quale è la strada giusta da intraprendere....

[gammaci]

Switching isolato per i 5 e opto in I/O - a meno di problemi di layout - giri di massa etc - dovresti risolvere.

Sembra strano che

ogni tanto il micro si danneggiava

Danneggiava in che senso? Sprogrammato o proprio morto del tutto?

[bios85]

Allora con il clock esterno non funzionava, si resetta a sempre, con il clock interno funzionava ma ogni tanto si resettava e se il motore si sforzava un po' di più alcune volte il micro si danneggiava definitivamente. Probabilmente per qualche disturbo serio sull'alimentazione!

[MarcoD]

Derivare la tensione per la logica con un regolatore lineare sarebbe ottimo, ma da 24 volt a 5volt il 7805 diventa una stufa!

Mettere un resistore in serie all'ingresso del 7805 per creare una caduta di tensione a 14V. Per esempio (24 V - 14V)/0,5A = 20 ohm 10*0,5= 5 W dissipazione
Molto meglio ma più costoso un DC-DC converter isolato 24 V >> 5V 3W. Anni fa conoscevo TRACO Power serie THP 3-2411, ma forse ora si trova di meglio a prezzi più bassi.

Cerca di indagare la causa e l'ammontare dei disturbi.

Se il disturbo fosse provocato da accoppiamento di mutua induttanza, con l'isolamento non lo togli.

Ora qualche domanda per comprendere meglio il problema:

Il microcontrollore con cosa altro è connesso?
Lunghezza(induttanza) cablaggi
Hai un oscilloscopio?
Quanti esemplari devi costruire?
Sei tesista, hobbista o professionista?
Budget di costo del progetto e costo unitario elettronica?

[bios85]

I disturbi che abbiamo potuto osservare erano principalmente picchi di tensione sia sul positivo che sul negativo, che poi con la rete snubber abbiamo cercato di ridurre al minimo ma, come dicevo, ogni tanto il micro si riavvia e a volta si distrugge! Comunque per chiarezza il primo prototipo è PCB 4 layer di dimensioni 5cm X 5cm con il perimetro arrotondato, la parte di potenza è formata da un driver per ponte h con MOSFET esterni della allegro microsystem, poi un microcontrollore atmega, sensori di temperatura, connessione I2C con il pacco batterie litio e buzzer per emissione di allarmi! Come cablaggi c'erano la connessione del motore lunga circa 10 centimetri e la connessione con il pacco batteria di circa 30 cm!
No non sono un tesista, mi sono laureato due anni fa in elettronica, ma non mi ritengo un professionista nel senso che, per me tutto è esperienza avendo iniziato appunto da poco, quindi per diventare un professionista c'è ne vuole ancora.....
Per questo nuovo prototipo abbiamo deciso di dividere fisicamente la scheda di potenza con la scheda logica di controllo, e di conseguenza volevo disaccoppiare anche le alimentazioni, ma essendo la fonte primaria una batteria, l'unico modo che ho pensato per disaccoppiare è quello di aggiungere un alimentatore a commutazione isolato per la parte logica e pilotare la parte di potenza con degli optoisolatori... Ma, come dicevo, non sono sicuro se questa è la strada giusta perché non conosco altre alternative valide che risolvano con certezza il problema!
Per i costi e la quantità, ancora è un prototipo, ma comunque deve essere una scheda da proporre eventualmente sul mercato, quindi con costi accettabili... Inoltre, la parte di potenza vorremmo poterla riutilizzare eventualmente per altri progetti...
Grazie ancora per i consigli

[gammaci]

Sembra tutto ben pensato - posso ipotizzare un problema di layout - senza vedere come è fatto il PCB ovvio che niente si può dire.
Nei regolatori brushed per modellismo con correnti attorno ai 150A tensioni fino a 52V e alimentazione da LiPo non sono impiegate tecniche speciali per l'alimentazione del micro (se non un buck non isolato per i 5 della logica e opto sull'input di pilotaggio).
Mi sembra un problema di masse o di disaccoppiamenti sulla Vcc, niente più, che l' At resetti nei buchi è anche normale, ma che si bruci addirittura ...

[bios85]

Probabile un problema di layout comunque potresti indicarmi uno schema o un esc per brushed con queste correnti?
La cosa che non capisco è che senso ha usare degli optoisolatori se poi i circuiti hanno massa in comune e alimentazione non isolata?

[gammaci]

La massa è elettricamente in comune solo in regime statico, in regime dinamico potrebbe non esserlo più a seconda del layout, della lunghezza dei fili e di come essi sono interconnessi rispetto a positivo e masse.

Schemi ne trovi, basta googlare per brushed motor esc schematic