Secara spesifik, ini adalah rangkaian port serial RS485 yang sangat sederhana. Rangkaian spesifiknya ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Setelah menggunakan rangkaian ini, tidak perlu lagi menggunakan sinyal terpisah untuk mengatur pembagian waktu pengiriman dan penerimaan chip 485 (bukankah ini sangat praktis? Saya juga berpikir begitu).

Masalahnya adalah sirkuit ini muncul. Saat kami melakukan percobaan lingkungan pada suhu 55 derajat, tidak ada masalah sama sekali. Kami seharusnya mengirim dan menerima data, tetapi ketika kami sampai di tempat pengguna, perangkat tersebut macet setelah bekerja beberapa saat, dan tidak terjadi apa-apa. Setelah inspeksi di lokasi (peninjauan langsung), tahukah Anda di mana pengguna berada? Perangkat tersebut ditempatkan di sebelah mesin yang menghasilkan banyak panas (sialan, lupakan saja, pelanggan adalah Tuhan). Saya sendiri mengukur suhu sekitar dan ternyata di atas 48 derajat. Untuk mencegah debu, papan saya dan kontrol utama yang menghasilkan banyak panas ditempatkan di dalam kotak, dan tidak ada kipas. Hal ini menyebabkan suhu di dalam kotak mencapai lebih dari 70 derajat (apakah Anda akan mengadakan barbekyu?). Tidak ada cara untuk mengatakan lingkungan instalasi mana yang tidak nyaman untuk pengukuran. Saya juga putus asa, dan kemudian saya mendapat ide dan berkata kepada ahli perangkat lunak tertanam di belakang saya, apakah ada yang salah dengan konfigurasi perangkat lunak Anda? ARM akan mengurangi frekuensi ketika terlalu panas. Apakah Anda tidak mengkonfigurasinya dengan benar, sehingga menyebabkan masalah dalam pengiriman dan penerimaan (karena saya tidak tahu masalahnya saat ini). Kemudian pria itu berkata dengan kesal, "Ini bukan masalah besar. Saya hampir membaca seluruh manual dan tidak menemukannya." Pertama-tama saya menyampaikan simpati saya yang mendalam kepadanya dan kemudian berkata, "Saudaraku, saya akan kembali dan membantu Anda memikirkan apa yang salah."

Setelah kembali ke perusahaan, saya meniup ARM dengan keras menggunakan heat gun, tetapi tidak terjadi apa-apa. Sialnya, potensiometer tidak bisa dilepas. Saya meniup sisa rangkaian langkah demi langkah. Ketika saya meniup trioda (Q4 pada gambar), tidak ada data yang diperoleh. Tampaknya masalahnya ada pada trioda, tetapi kesialan tidak pernah datang sendirian. Setelah saya tidak meniupnya, tidak ada data ketika suhu turun. Mungkinkah itu yang rusak? Jika Anda perhatikan dengan seksama, Anda dapat melihat bahwa resistor telah rusak (Sial, tidak ada yang namanya perjalanan mulus di dunia perangkat keras). Setelah menyolder resistor, kurangi volume udara, tingkatkan panas, dan terus tiup. Jika ada yang salah, kunci target dan ukur bentuk gelombangnya.

Ukur titik 1, 2, dan 3 yang ditandai pada gambar di atas. Resistor pembatas arus yang digunakan dalam desain rangkaian adalah 1K dan trioda adalah 9013. Pertama, ukur bentuk gelombang dari tiga titik uji pada suhu ruangan. Bentuk gelombang pertama adalah pin keluaran dari chip isolasi ADuM1201. Bentuk gelombangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Amplitudo tegangan keluaran adalah 5V (abaikan gambar di latar belakang).

Bentuk gelombang titik kedua adalah tegangan kontrol basis trioda 9013. Bentuk gelombangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Nilai puncak tegangan keluaran sekitar 700mV, dan rentang fluktuasinya sekitar 200mV. Artinya, ketika levelnya 0.7V, trioda menyala, dan ketika levelnya 0.5V, trioda mati.

Bentuk gelombang titik ketiga adalah tegangan elektroda kolektor dari tabung trioda 9013. Bentuk gelombangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, dan amplitudo tegangan keluarannya sekitar 5V.

Kemudian saya menggunakan tangan saya, yang ahli dalam mengeringkan rambut, untuk mengukur tegangan. Saya meniupnya sebentar, dan saya harus mengukur bentuk gelombang dengan tangan saya yang lain. Untungnya, tidak ada lecet yang disebabkan oleh setrika (jika tidak, itu akan dianggap sebagai cedera kerja). Saya mengukur ulang ketiga titik pengukuran di atas. Bentuk gelombang titik pertama ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Bentuk gelombang pada dasarnya sama dengan bentuk gelombang sebelum pemanasan, jadi pemanasan tidak akan mengubah karakteristik tegangan keluaran chip isolasi ADuM1201.

Kemudian lanjutkan pengukuran titik kedua. Ketika suhu terus dipanaskan hingga sekitar 55 derajat, bentuk gelombang titik kedua seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Rentang fluktuasi tegangan menjadi lebih kecil dari sekitar 100mV, yaitu, level tinggi berkurang menjadi 0.6V, tetapi level rendah masih sekitar 0.5V. Saat suhu terus naik, ketika suhu mencapai 65 derajat, tegangan titik kedua pada dasarnya tetap di 0.5V, dan transistor tetap aktif, sehingga RS485 tidak dapat mengirim data.

Oke, titik ketiga sudah online. Ketika suhu dipanaskan hingga sekitar 55 derajat, bentuk gelombang titik ketiga seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Seiring peningkatan suhu, tegangan keluaran titik ketiga tetap rendah, dan rangkaian RS485 berada dalam keadaan menerima.

IK, bukankah ini menipu saya? Mari saya lihat karakteristik trioda ini (yang meminta saya untuk tidak belajar keras saat masih sekolah). Struktur fisik trioda adalah dua sambungan PN. Karakteristik tegangan Ube-nya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tegangan nyalanya sekitar 0.7V, dan karakteristik tegangan basis dan emisi sama dengan karakteristik dioda. Seperti yang terlihat pada gambar di kanan bawah, seiring peningkatan suhu, kurva karakteristik Ube bergeser ke kanan secara keseluruhan, sehingga penurunan tegangan konduksi trioda berkurang, menyebabkan pin RE yang mengontrol chip MAX485 selalu berada pada level rendah, sehingga data tidak dapat dikirim.

Sekarang setelah saya mengetahui pengaruh suhu pada trioda, izinkan saya mengubahnya. Dari analisis di atas, kita dapat mengetahui bahwa basis trioda pada akhirnya dibatasi pada 0.5V karena resistor pull-up 5V sebesar 10K dan resistor pembatas arus sebesar 1K membagi basis trioda menjadi 0.5V. Setelah mengubah resistor pembatas arus R65 menjadi 0R, bentuk gelombangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dapat dilihat bahwa bentuk gelombang tegangan berfluktuasi antara 0V dan 0.7V.

Setelah mengganti resistor pembatas arus menjadi 0R, lanjutkan pemanasan rangkaian RS485. Bentuk gelombangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Terlihat bahwa tidak ada perubahan yang jelas pada bentuk gelombang, dan port serial dapat mengirim data secara normal. Namun, karena basis transistor memaksa pin transmisi ADuM1201 turun ke 0.7V, yang meningkatkan arus keluaran ADuM1201, hal ini akan berdampak serius pada umur perangkat selama pengoperasian jangka panjang. Bukan kebiasaan saya untuk tidak mengubahnya secara menyeluruh (terutama karena saya takut hal itu akan menimbulkan masalah bagi saya di masa mendatang).

Untuk menyelesaikan masalah ini sepenuhnya (sekali dan untuk selamanya), saya berpikir keras (pura-pura) dan menemukan bahwa karakteristik suhu trioda menyebabkan penurunan tegangan ambang basis pada operasi suhu tinggi. Jika hanya mengurangi resistansi pembatas arus keluaran ADuM1201 akan mengurangi umur perangkat dan memengaruhi kualitas produk, saya sekarang mengganti trioda 9013 dengan tabung MOS GMS2302. Karena tabung MOS adalah perangkat yang dikontrol tegangan, ia tidak mengkonsumsi terlalu banyak daya.

Bentuk gelombang tegangan gerbang dari tabung MOS GMS2302 pada suhu ruangan ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dapat dilihat bahwa rentang bentuk gelombang adalah 0V hingga 5V.

Bentuk gelombang tegangan gerbang ketika suhu tabung MOS GMS2302 sekitar 80°C ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Bentuk gelombang tegangan tidak berubah dan port serial dapat mengirim data secara normal.

Oleh karena itu, dalam perancangan, saya harus memiliki semangat bertanya (bersembunyi di dalam lubang) untuk menyelesaikan masalah sepenuhnya. Kasus ini adalah kasus yang pernah saya alami sendiri. Meskipun tidak besar, kasus ini memiliki signifikansi referensi yang besar. Kesimpulan yang dapat ditarik adalah bahwa hal ini dapat membimbing kita dalam proses perancangan perangkat keras di masa mendatang. Jika digunakan sebagai sakelar, sebaiknya pilih tabung MOS dan pilih resistor pembatas arus yang tepat.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Hardware Siege Lion". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan serta mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber dan penulis asli untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen