A tensão é reduzida em tábuas de pão encadeadas

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Meu Arduino está conectado à primeira placa de ensaio. A partir daí, acorrentei o positivo e o negativo às outras diretorias. Eu tenho 6 tábuas de pão conectadas agora. No primeiro quadro, vejo (com um medidor) que tenho diferença de 4,5V, e no próximo, 3,5V e no último, recebo até 2V.

Por que estou recebendo isso? Eu resolvi isso parcialmente (colocando 3V na última placa) conectando todos os trilhos a todos os trilhos nas outras placas, mas isso deixa meu design desorganizado.

Como depuro isso? O que está causando isso?

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Gil Megidish
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Você tem muitas tábuas de pão e provavelmente uma combinação de alto consumo de energia e fios finos.
Pjc50 16/10/2013
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Apenas um pensamento ao reorganizar os fios da fonte de alimentação. Pelo menos com minhas tábuas de pão baratas e o fio de sino de cobre estanhado de 0,6 mm, descobri que a resistência em trilhos de fonte de alimentação como essa era dominada não pelo comprimento do fio, mas pelo número de contatos fio a placa de ensaio.
22413 Chris Johnson
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Gil dirige para uma pequena cidade em um carro esportivo vermelho. Logo depois, as luzes da polícia brilham em seu espelho. Ele encosta e o policial se aproxima. "Me desculpe, eu estava correndo?" Gil pergunta. "Não, senhor. É contra a lei dirigir carros vermelhos nesta cidade", diz o policial. "Sério? Eu não sabia disso", Gil responde surpreso. "VOCÊ PENSA QUE ESTÁ ACIMA DA LEI ?!" o oficial grita. Moral da história: só porque alguém não conhece as leis não significa que elas pensam automaticamente que estão isentas. (Além disso, os shows questão de revisão de história qualquer indicação de uma "atitude" do OP.)
JYelton
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Bem. Eu não estava planejando uma guerra de chamas. Mas, para que todos saibam, meu Arduino está realmente alimentando todos esses CIs. Existem 29 ICs no meu circuito, e funciona bem. Só que eu estava tentando entender se existe uma maneira de contornar o ponto único do contrato. Este circuito é um adaptador VGA, sincronizado em 640x480x60hz usando apenas ICs 74xx. Certamente não acima de qualquer lei :)
Gil Megidish
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@ Gil Eu acho que sua pergunta é totalmente válida. Lembro-me de experimentar vários tipos de eletrônicos e ter perguntas semelhantes. Eu não acho que isso seja uma guerra de chamas, apenas algumas vezes temos que apontar que o sábio velho mestre às vezes é um mau humor. :)
JYelton

Respostas:

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Você deve ter um único ponto de contato para a energia e o aterramento da fonte de alimentação. Ligue esse ponto a cada placa individualmente. Se sua fonte de alimentação for o arduino, lembre-se de que ela pode fornecer apenas uma pequena quantidade de corrente; portanto, você pode querer uma fonte de alimentação externa. Use também o fio de bitola mais pesada que você possa colocar na placa de ensaio (provavelmente a bitola 22) para reduzir as perdas de fiação.

A fonte de alimentação ainda pode ser o Arduino - mas, honestamente, com muitos chips TTL, você realmente deve usar uma fonte de alimentação separada, se possível.

A seguinte edição da sua foto deve lhe dar a ideia. Não prestei atenção suficiente para saber se mapeei o vermelho para positivo corretamente, então ignore esse aspecto se estiver errado. O ponto é que você precisa de um fio individual da fonte de energia para cada trilho, em vez de encadear os fios de qualquer maneira. Embora seja um ninho de fiação maior para ratos, o encadeamento não funcionará para você, eletricamente, devido às perdas dentro da tábua de pão.

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Porém, se você não aguentar essa solução, poderá desbaste os fios entre as placas e enfie-os dentro e fora dos orifícios nos trilhos algumas vezes para limpar os contatos na placa. Isso lhe dará uma sobrecarga adicional, mas não resolverá o problema básico.

Adam Davis
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Obrigado pela sua resposta. Eu fiz o que você sugeriu. Agora, recebo 4,5V em todos os trilhos. Eu não estava tendo problemas com o meu circuito, estava apenas tentando entender o motivo pelo qual a tensão cai tanto. Presumo que seja a resistência nas tábuas de pão ruins. Enfim, você é demais!
Gil Megidish
@ Gil Eu acho que a lição aqui é que você pode pensar em fios, condutores de placa de ensaio e outros conectores como resistores de baixo valor. Em cadeias seriais longas, elas podem ser adicionadas definitivamente para criar uma queda de tensão.
JYelton
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Você afirma que está sofrendo queda de tensão entre as tábuas de pão. "Estrela" da fonte de alimentação a cada placa de ensaio, garantindo um bom contato mecânico e elétrico. (Publicado por Adam Davis e Passerby)

De acordo com a sua foto, você não possui QUALQUER capacitor eletrolítico ou capacitor de cerâmica, é aí que eu começaria - não ver QUALQUER me faz estremecer e é o ponto deste post.

Os capacitores de filtro (os eletrolíticos) são polarizados e atravessam os trilhos da fonte de alimentação para "condicionar" a fonte de alimentação, mantendo a tensão em todo o circuito relativamente constante.

A cerâmica também se conecta através dos trilhos da fonte de alimentação e um deve ser conectado através dos pinos V + e 0V de cada IC. O objetivo genérico da cerâmica é desviar o "ruído" de alta (er) frequência para o solo, a polaridade não é um problema.

Como você está usando uma fonte de alimentação de 5V, um eletrolítico de 220uF 16V (ou dois) em cada placa de ensaio seria um excelente começo, eles são comuns (Radio Shack, etc.) e baratos.

As tampas de cerâmica são muito baratas e valem cada centavo. Um .1uF 50V localizado em cada CI e um próximo a cada eletrolítico farão maravilhas para conter ruídos espúrios.

JoeFromOzarks
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Ótimo ponto. Cada chip deve ter uma pequena tampa de derivação nos pinos da fonte de alimentação, além de uma tampa maior nos trilhos onde a energia entra. A leitura da voltagem com um medidor de CC pode realmente mostrar uma voltagem baixa quando a realidade é que provavelmente há uma tonelada de ruído na linha de energia até o final da série.
Adam Davis
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Sinto que estou perdendo alguma coisa aqui. Eu posso ver como as tampas podem estabilizar a CD local, mitigando os efeitos dos transientes que causam sinais CA no seu CD. Mas não vejo como isso ajudaria neste caso, onde o provável problema é a queda de tensão devido a fios finos e longos. Caps não podem ajudar com isso; Ou eu estou esquecendo de alguma coisa?
Bob
@Bob the caps é uma preocupação secundária de sua configuração. Como disseram na primeira frase, o OP precisa iniciar sua configuração de energia.
quer
@ Passerby, boa ligação, eu perdi a primeira frase porque as duas idéias distintas sangraram juntas. Uma edição seria agradável para distinguir as duas idéias: a resposta é a primeira frase e o restante são todas (muito boas) recomendações. Mas isso é uma coisa de estilo, e a resposta está correta e completa. Obrigado!
Bob
@Bob Minha postagem inclui "não ver QUALQUER [capacitor] me faz estremecer e é o ponto_de_este_post" e é sobre a melhor formatação que eu poderia ter, afinal, o choque de não ver nenhum boné me derrubou da cadeira! Sirva-se de uma edição, se desejar. :)
JoeFromOzarks
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As tábuas de pão têm uma variedade de problemas, incluindo alta capacitância, indutância e resistência. Na sua foto, os trilhos de força da placa de ensaio são dois por lado, divididos no meio e você tem 6 pranchas, de modo que são 2 trilhos * 2 lados * 2 divisões * 6 pranchas = 48 segmentos diferentes que você une fio de ligação em ponte. E, pelo que parece, você tem um único ponto de entrada de energia no final dos segmentos. Toda a resistência dos segmentos E do fio de ligação em ponte se soma e depende da quantidade de corrente que você está puxando.

Solução mais fácil, verifique se cada placa está em paralelo. Execute um par de fios da fonte de alimentação em cada placa, em vez de placa a placa a placa. Ou dois pares, já que você tem trilhos positivos e negativos em cada lado das placas. Ou simplifique seu layout para que apenas um conjunto de trilhos seja usado (ou positivo sempre no lado esquerdo, negativo no lado direito).

Transeunte
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A distribuição de potência estelar e terrestre, publicada por Adam Davies e Passerby, é apenas uma solução parcial; você também deve:

Verifique se a capacidade atual da fonte de alimentação é adequada para o pico de consumo de energia de cada placa de pão em uso e, de preferência, permita alguma margem de sobrecarga.

Use capacitores de desacoplamento, conforme sugerido por Joe de Ozarks

Use fio de bitola substancialmente mais pesado para distribuição de energia e terra, conforme os outros pôsteres sugeriram.

Finalmente, se você receber uma fonte de som de 5V em cada uma das tábuas de pão e o circuito ainda não funcionar, considere que ainda pode haver um ou mais dos seguintes itens a serem considerados:

A distribuição do relógio não é satisfatória entre as placas devido aos efeitos capacitivos e indutivos dos contatos da placa de ensaio.

Riscos de corrida entre os sinais introduzidos pelas derivações longas e novamente os contatos da placa de ensaio.

Dependendo da família lógica 74XX, a operação dos circuitos bem abaixo da tensão de projeto pode ter destruído alguns dos portões. O último tende a ser mais um problema com o CMOS, mas você não fornece detalhes sobre qual deles deve consultar a folha de dados.

Finalmente, você declara que está tentando executá-lo em 640x480x60 = aproximadamente 18,4Mhz, então há uma boa chance do circuito não funcionar de maneira alguma usando essas tábuas de pão. Nesse caso, execute o circuito em uma frequência mais baixa para depurar a lógica e depois solde uma versão mais compacta na placa de tira.

ReaddyEddy
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Obrigada pelo esclarecimento! O circuito funciona bem, há um vídeo aqui: facebook.com/photo.php?v=10151801133034947 Ele funciona bem com apenas duas tampas (em torno de ICs de alta frequência). Eu estava apenas perguntando por que a baixa tensão. Eu fiz a distribuição de energia em estrela e agora obtendo 4,5V para todos os CIs. Apenas para estar do lado seguro com estes TTL.
Gil Megidish