Disturbi monofase su microcontrollore: prevenire

[konig87]

Ciao a tutti,
ho una domanda: mettiamo il caso che ho una cordina unipolare nella quale passano 220 V 60hz impianto domestico, e vicino ad esso due cavi elettrici che vanno in due ingressi di un microcontrollore, in dei piedini di input, uno PullUp l altro no.
in uno di quei cavi passano 5v (che vanno nel piedino input)
nell altro passano 0v (che va nel piedino input_pullup).

Le interferenze armoniche che nascono dalla 220 V della cordina unipolare andranno ad aggredire il cavetto con lo Zero (GND) o col 5Volt? Tengo a precisare che il microcontrollore (nel mio caso arduino mega) ha come R di PullUp interna una R di circa 50K.
La mia domanda è: rischio di avere interferenze e "falsi segnali" sul piedino con i 5v o su quello con Zero?
Al di la del fatto che potrei (devo!) mettere dei filtri passa basso con dei condensatori, mettiamoci nell ipotesi sperimentale che siamo senza filtri: quale dei due cavi "attira maggiormente" le interferenze elettriche?
Come si vede nello schema, arduino ha 2 input di cui 1 con PULL UP interna (quindi va a LOW se il suo switch è chiuso verso GND) l altro ha pull-down esterna (quindi è UP se il suo switch è chiuso). Siamo nella condizione terroristica in cui non c è alcun filtro, mi interessa sapere quale dei due attira più danni!
Grazie per la pazienza.

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[djnz]

quale dei due cavi "attira maggiormente" le interferenze elettriche?

Entrambi, e aggiungerei anche il GND e il +5V.
Il +5V della logica non lo porterei proprio in giro, mentre il GND lo possiamo collegare direttamente all'alimentatore senza attraversare la logica.
Le r-pull, up o down che siano, più sono alte più disturbi si prendono. Portare in giro
un pin con una r-pull da 50 kΩ è follia, a 5 V massimo 1 kΩ, meglio meno.
La soluzione giusta invece è come si fa con i PLC: 24 V optoisolati.

[konig87]

Scusa l ignoranza, come mai (senza scendere troppo nel dettaglio) più la R è grande e più disturbi si prendono? in linea di massima non dovrebbe "sbarrare" la strada ad eventuali correnti elevate indotte dalla Linea 220 V? esempio, mettiamo che i volt in DC siano 12 e non 5: grazie al partitore di tensione da 100K e 56K, al piedino di Arduino arriveranno circa 4,7volt. Avendo due resistenze così grosse, non dovrebbero frenare meglio il passaggio della sovracorrente dovuta alle interferenze o peggio quando si hanno spike sulla 220 che arriva fino a 270v?

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[Etemenanki]

Il concetto e' un po diverso ... piu la resistenza verso il riferimento (che sia il +5 o GND non conta) e' alta, piu il disturbo arrivera' al pin invariato (cioe' non chiuso a GND o al +5) ... al contrario, piu il valore dei pullup / pulldown e' basso, e maggiore e' la percentuale di disturbo che puo venire "scaricata", diciamo cosi, verso GND o VCC invece di arrivare al pin.

Come correttamente dicedjnz, la soluzione migliore sarebbe ingressi optoisolati, a tensione maggiore e ben filtrati ... se non e' proprio possibile, abbondare, anzi esagerare, con filtri e protezioni (resistenza in serie da una decina di ohm, condensatore verso massa da 100n (o piu, se non serve velocita' di reazione dell'ingresso), zener da 5V verso massa (perche' i disturbi possono pure superare la tolleranza in tensione del micro, in certe condizoni), resistenza di pulldown da 1K o valori simili, se possibile NON usare i pullup, alla disperata usare cavi schermati per i segnali (con la calza schermo collegata da un lato solo, al GND generale, non ai pin della logica)

Inoltre, nel tuo disegno porti un rele' a 220 V vicino ad arduino, presumo per "far vedere" al micro quando e' presente la rete o quando un'utenza di rete e' accesa, in quel caso perche' non fai semplicemente il contrario ? ... tieni il rele' lato 220, e porta altri due fili ai suoi contatti, in quel modo non ci saranno proprio cavi a 220 insieme agli altri.

[djnz]

in linea di massima non dovrebbe "sbarrare" la strada ad eventuali correnti elevate indotte dalla Linea 220 V?

In serie si, ma la r-pull va tra segnale e Vcc/GND, e questa più è bassa più è necessario un disturbo forte per generare sufficiente corrente e quindi tensione ai suoi capi.

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[konig87]

Grazie mille!
premetto che di solito per togliere i disturbi seguo lo schema di questo video
https://youtu.be/XAOKI-ifn08
(per non perdere tempo salta al minuto 4:20 ) , e finora ha funzionato benissimo. Sto scrivendo questo Post per capire meglio come funziona la storia dei disturbi e se "preferiscono" il +12 o il GND.
DOMANDA: potrei mettere la R di pull-down vicino all ingresso di Arduino, come in questo schema?
Altra DOMANDA: ho condensatori da 10n e non da 100n, vanno bene ugualmente? in tal caso la R da 33kohm a quanto dovrà ammontare?
Altra ancora: ogni volta per disegnare il cirduito sulla millefori divento matto a disegnare e poi cancellare, c è un software di disegno con i componenti circuitali ben proporzionati rispetto ai fori della millefori cosi posso smanettare sul monitor senza cancellare con la gomma sulla millefori?

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[Etemenanki]

... disegnare il cirduito sulla millefori ...

Premetto che non l'ho mai usato perche' quando uso le millefori vado sempre "a mente", nell'immaginare la disposizione e le combinazioni di componenti, ma tempo fa avevo visto questo https://millefori.altervista.org/tool/tool.html , pero' devi provarlo tu per vedere se fa quello che vuoi.

Inoltre alcuni anni fa mi sembra di aver letto proprio qui sul forum di un altro utente che aveva realizzato un programma simile, ma non servendomi non me l'ero segnato ed ora non riesco piu a ricordarmi chi era, ma forse qualche altro utente se lo ricorda meglio di me.

[elfo]

https://millefori.altervista.org/tool/tool.html

L'autore del programma e' posta10100

[djnz]

potrei mettere la R di pull-down vicino all ingresso di Arduino, come in questo schema?

Si ma è una cosa diversa, si crea un partitore che richiede di tenere la resistenza in serie molto più bassa diminuendo l'efficacia del filtro RC.

Con la r-pull all'inizio si "carica la linea" quanto serve, in modo che occorra un segnale molto forte (come il segnale utile) per generare la tensione ai suoi capi leggibile come livello HIGH.

In passato ho realizzato diversi circuiti con la r-pull dopo ma condensatori molto più grandi, anche qualche µF, ma col senno di poi ritengo sia meglio prima.

[Etemenanki]

...
L'autore del programma e' posta10100

Grazie elfo, nel frattempo sono riuscito a trovare la vecchia discussione che ricordavo (non ero ancora iscritto, ma sono parecchi anni che leggo il forum), era un vecchio post di fairyvilje nel 2012, ma vedo ora che poi non era piu proseguita.

... richiede di tenere la resistenza in serie molto più bassa diminuendo l'efficacia del filtro RC.
...

Puo avere piu senso dove e' richiesta maggiore velocita' di intervento degli ingressi, ad esempio legati ad interrupt su segnali molto veloci ... anche se cosi tocca appunto sacrificare parte dell'effetto filtro a vantaggio della velocita' di risposta all'evento, tipo ad esempio poche decine di ohm in serie e condensatore piccolo lo stesso.

Certo una soluzione cosi la userei principalmente onboard, come antirimbalzo per pulsanti, interruttori, encoder, e cosi via, non certo per collegarci metri di cavo esterno che fanno da antenna