على وجه التحديد، هي دائرة منفذ تسلسلي RS485 بسيطة للغاية. الدائرة موضحة في الشكل أدناه. بعد استخدام هذه الدائرة، لن تكون هناك حاجة لاستخدام إشارات منفصلة لإدارة مشاركة وقت الإرسال والاستقبال لشريحة 485 (أليس هذا مريحًا للغاية؟ أعتقد ذلك أيضًا).

المشكلة هي ظهور هذه الدائرة. عندما أجرينا التجربة البيئية عند 55 درجة، لم تكن هناك أي مشكلة على الإطلاق. كان من المفترض أن نرسل ونستقبل البيانات، ولكن عندما وصلنا إلى مكان المستخدم، توقفت الدائرة عن العمل بعد فترة، ولم يحدث أي شيء. بعد معاينتي للموقع (الخطوة بخطوة)، هل تعلم أين المستخدم؟ لقد وُضعت الدائرة بجوار محرك يُولّد حرارة عالية (يا إلهي، دعك من هذا، العميل هو الأهم). قمتُ شخصيًا بقياس درجة الحرارة المحيطة، وكانت أعلى من 48 درجة. لمنع الغبار، وُضعت لوحتي ووحدة التحكم الرئيسية التي تُولّد حرارة عالية في صندوق، ولم يكن هناك مروحة. تسبب هذا في وصول درجة الحرارة داخل الصندوق إلى أكثر من 70 درجة (هل ستُقيم حفلة شواء؟). لا توجد طريقة لتحديد بيئة التركيب غير المناسبة للقياس. كنتُ يائسًا أيضًا، ثم خطرت لي فكرة وقلتُ لمطور البرمجيات المدمجة الذي خلفي: هل هناك خطأ ما في إعدادات برنامجك؟ معالج ARM يُقلل التردد عندما ترتفع درجة حرارته كثيرًا. هل لم تقم بضبط الإعدادات بشكل صحيح، مما تسبب في مشاكل في الإرسال والاستقبال (لأنني لا أعرف المشكلة حاليًا)؟ ثم قال الرجل متذمرًا: "لا شيء مميز. كدتُ أقرأ الدليل بتفصيل ولم أجده." عبّرتُ له أولًا عن تعاطفي الشديد، ثم قلت: "يا أخي، سأعود وأساعدك في التفكير في سبب المشكلة."

بعد عودتي إلى الشركة، نفختُ بقوة على معالج ARM بمسدس حراري، لكن دون جدوى. لحسن الحظ، لم أستطع إزالة المقاومة المتغيرة. نفختُ على باقي الدائرة خطوة بخطوة. عندما نفختُ على الصمام الثلاثي (Q4 في الصورة)، لم أحصل على أي بيانات. بدا أن المشكلة في الصمام الثلاثي، لكن المصائب لا تأتي فرادى. بعد أن توقفتُ عن النفخ، لم أحصل على أي بيانات عند انخفاض درجة الحرارة. هل يُعقل أن يكون الصمام الثلاثي قد احترق؟ إذا دققت النظر، ستلاحظ أن المقاومة قد انفصلت (يا إلهي، لا شيء يسير بسلاسة في عالم الإلكترونيات). بعد لحام المقاومة، خفّض كمية الهواء، زد الحرارة، واستمر في النفخ. إذا حدث خطأ ما، ثبّت الجهاز وقم بقياس شكل الموجة.

قم بقياس النقاط 1 و2 و3 الموضحة في الشكل أعلاه على التوالي. مقاومة تحديد التيار المستخدمة في تصميم الدائرة هي 1 كيلو أوم، والثلاثي المستخدم هو 9013. أولًا، قم بقياس أشكال الموجات لثلاث نقاط اختبار عند درجة حرارة الغرفة. شكل الموجة الأول هو خرج شريحة العزل ADuM1201. يظهر شكل الموجة في الشكل أدناه. سعة جهد الخرج 5 فولت (تجاهل الشكل الموجود في الخلفية).

يمثل شكل الموجة الثاني جهد التحكم الأساسي للثلاثي 9013. يظهر شكل الموجة كما هو موضح في الشكل أدناه. تبلغ القيمة القصوى لجهد الخرج حوالي 700 مللي فولت، ويبلغ نطاق التذبذب حوالي 200 مللي فولت. أي أنه عندما يكون المستوى 0.7 فولت، يكون الثلاثي في ​​حالة تشغيل، وعندما يكون المستوى 0.5 فولت، يكون الثلاثي في ​​حالة إيقاف.

يمثل شكل الموجة عند النقطة الثالثة جهد قطب المجمع لأنبوب التريود 9013. يظهر شكل الموجة كما هو موضح في الشكل أدناه، ويبلغ سعة جهد الخرج حوالي 5 فولت.

ثم استخدمت يدي، الخبيرة في تجفيف الشعر، لتجفيفه. نفخت عليه لفترة، واضطررت لقياس شكل الموجة بيدي الأخرى. لحسن الحظ، لم تُسبب المكواة أي بثور (وإلا لاعتبرت إصابة عمل). أعدت قياس النقاط الثلاث المذكورة. يظهر شكل الموجة عند النقطة الأولى في الشكل أدناه. شكل الموجة مطابق تقريبًا لشكلها قبل التسخين، لذا لن يُغير التسخين خصائص جهد الخرج لشريحة العزل ADuM1201.

ثم استمر في قياس النقطة الثانية. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى حوالي 55 درجة مئوية، يصبح شكل موجة النقطة الثانية كما هو موضح في الشكل أدناه. يصبح نطاق تذبذب الجهد أقل من 100 مللي فولت تقريبًا، أي أن المستوى العالي ينخفض ​​إلى 0.6 فولت، بينما يبقى المستوى المنخفض عند حوالي 0.5 فولت. مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة، وعندما تصل إلى 65 درجة مئوية، يبقى جهد النقطة الثانية ثابتًا عند 0.5 فولت، ويبقى الترانزستور في حالة تشغيل، وبالتالي لا يمكن لـ RS485 إرسال البيانات.

حسنًا، النقطة الثالثة متصلة بالإنترنت. عند رفع درجة الحرارة إلى حوالي 55 درجة، يكون شكل موجة النقطة الثالثة كما هو موضح في الشكل أدناه. مع ارتفاع درجة الحرارة، يبقى جهد خرج النقطة الثالثة منخفضًا، وتكون دائرة RS485 في حالة الاستقبال.

أليس هذا خداعًا لي؟ دعني ألقي نظرة على خصائص هذا الصمام الثلاثي (الذي طلب مني ألا أجتهد في الدراسة عندما كنت في المدرسة). يتكون التركيب الفيزيائي للصمام الثلاثي من وصلتين PN. خصائص جهد Ube الخاصة به موضحة في الشكل أدناه. يبلغ جهد التشغيل حوالي 0.7 فولت، وخصائص جهد القاعدة والانبعاث هي نفسها خصائص الصمام الثنائي. كما هو موضح في الشكل أسفل اليمين، مع ارتفاع درجة الحرارة، ينزاح منحنى خصائص Ube إلى اليمين بشكل عام، مما يؤدي إلى انخفاض جهد التوصيل للصمام الثلاثي، وبالتالي يبقى طرف RE الذي يتحكم في شريحة MAX485 عند مستوى منخفض دائمًا، فلا يمكن إرسال البيانات.

الآن وقد عرفتُ تأثير درجة الحرارة على الصمام الثلاثي، دعني أُجري التغيير. من التحليل السابق، نلاحظ أن جهد قاعدة الصمام الثلاثي يُثبَّت عند 0.5 فولت، وذلك لأن مقاومة السحب 5 فولت بقيمة 10 كيلو أوم ومقاومة تحديد التيار بقيمة 1 كيلو أوم تُقسِّمان جهد قاعدة الصمام الثلاثي إلى 0.5 فولت. بعد تغيير مقاومة تحديد التيار R65 إلى 0 أوم، يصبح شكل الموجة كما هو موضح في الشكل أدناه. يُلاحظ أن شكل موجة الجهد يتذبذب بين 0 فولت و0.7 فولت.

بعد استبدال المقاومة المحددة للتيار بأخرى قيمتها 0 أوم، استمر تسخين دائرة RS485. يظهر شكل الموجة كما هو موضح في الشكل أدناه. من الواضح أنه لا يوجد تغيير ملحوظ في شكل الموجة، ويمكن لمنفذ التسلسل إرسال البيانات بشكل طبيعي. مع ذلك، ولأن قاعدة الترانزستور تخفض جهد طرف الإرسال في ADuM1201 إلى 0.7 فولت، مما يزيد من تيار الخرج، فسيكون لذلك تأثير سلبي كبير على عمر الجهاز أثناء التشغيل طويل الأمد. ليس من عادتي عدم إجراء تعديلات شاملة (وذلك أساسًا لأنني أخشى أن يسبب لي ذلك مشاكل في المستقبل).

لحل هذه المشكلة نهائيًا، فكرت مليًا (على سبيل التظاهر) واكتشفت أن خصائص درجة حرارة الصمام الثلاثي تؤدي إلى انخفاض جهد عتبة القاعدة عند التشغيل في درجات حرارة عالية. ولأن تقليل مقاومة تحديد تيار الخرج لـ ADuM1201 سيؤدي إلى تقليل عمر الجهاز والتأثير على جودة المنتج، فقد استبدلت الصمام الثلاثي 9013 بأنبوب MOS من نوع GMS2302. ولأن أنبوب MOS جهاز يتم التحكم فيه بالجهد، فإنه لا يستهلك الكثير من الطاقة.

يوضح الشكل أدناه شكل موجة جهد البوابة لأنبوب MOS GMS2302 عند درجة حرارة الغرفة. ويتضح أن نطاق الموجة يتراوح بين 0 و5 فولت.

يظهر شكل موجة جهد البوابة عندما تكون درجة حرارة أنبوب MOS GMS2302 حوالي 80 درجة مئوية في الشكل أدناه. لا يتغير شكل موجة الجهد، ويمكن لمنفذ التسلسل إرسال البيانات بشكل طبيعي.

لذا، في التصميم، يجب أن أتحلى بروح البحث والتقصي (الغوص في التفاصيل الدقيقة) لحل المشكلة حلاً جذرياً. هذه حالة مررت بها شخصياً، ورغم صغر حجمها، إلا أنها ذات أهمية مرجعية بالغة. والخلاصة هي أنها يمكن أن ترشدنا في عملية تصميم الأجهزة مستقبلاً. إذا استُخدمت كمفتاح، فمن الأفضل اختيار أنابيب MOS واختيار مقاومات تحديد التيار بشكل مناسب.

تنويه: هذه المقالة مقتبسة من "Hardware Siege Lion". وهي تعبر فقط عن وجهة نظر الكاتب الشخصية، ولا تمثل آراء شركة Sacco Micro أو قطاع الصناعة. يُسمح بإعادة نشرها ومشاركتها فقط، وذلك دعمًا لحماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي واسم الكاتب عند إعادة النشر. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.

رقم هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي

ف ف: 332496225 مدير تشيو

العنوان: الغرفة 809، المبنى ج، مبنى زانتاو للتكنولوجيا، رقم 1079 شارع مينزي، منطقة لونغهوا الجديدة، شنتشن