Cụ thể, đây là một mạch giao tiếp nối tiếp RS485 rất đơn giản. Mạch cụ thể được thể hiện trong hình bên dưới. Sau khi sử dụng mạch này, không cần phải sử dụng các tín hiệu riêng biệt để quản lý việc chia sẻ thời gian gửi và nhận của chip 485 nữa (rất tiện lợi phải không, tôi cũng nghĩ vậy).

Vấn đề là mạch này xuất hiện. Khi chúng tôi làm thí nghiệm môi trường ở 55 độ, hoàn toàn không có vấn đề gì. Chúng tôi vẫn gửi và nhận dữ liệu bình thường, nhưng khi đến chỗ người dùng, nó bị treo sau khi hoạt động một lúc và không có gì xảy ra nữa. Sau khi tôi kiểm tra tại chỗ (thăm dò), bạn có biết người dùng ở đâu không? Nó được đặt cạnh một động cơ tạo ra rất nhiều nhiệt (chết tiệt, quên đi, khách hàng là Thượng đế). Tôi tự mình đo nhiệt độ môi trường và nó trên 48 độ. Để tránh bụi, bo mạch của tôi và bộ điều khiển chính tạo ra nhiều nhiệt được đặt trong một hộp, và không có quạt. Điều này khiến nhiệt độ bên trong hộp lên đến hơn 70 độ (bạn định nướng thịt à?). Không thể nói môi trường lắp đặt nào không thuận tiện cho việc đo lường. Tôi cũng tuyệt vọng, rồi tôi nảy ra một ý tưởng và nói với anh chàng lập trình viên phần mềm nhúng phía sau: "Cấu hình phần mềm của anh có vấn đề gì không?". ARM sẽ giảm tần số khi quá nóng. Phải chăng anh đã cấu hình không đúng cách, gây ra sự cố khi gửi và nhận dữ liệu (vì hiện tại tôi không biết vấn đề là gì). Sau đó, anh ta bực bội nói: "Có gì đặc biệt đâu. Tôi đã xem gần hết sách hướng dẫn mà vẫn không thấy." Đầu tiên, tôi bày tỏ sự thông cảm sâu sắc với anh ta, rồi nói: "Anh bạn, tôi sẽ quay lại và giúp anh tìm hiểu xem vấn đề nằm ở đâu."

Sau khi quay lại công ty, tôi dùng máy thổi khí nóng thổi mạnh vào con chip ARM, nhưng không có gì xảy ra. May quá, con chip vẫn không chịu rời ra. Tôi thổi khí nóng vào từng bộ phận còn lại của mạch. Khi tôi thổi khí nóng vào transistor ba cực (Q4 trong hình), không thu được dữ liệu nào. Có vẻ như vấn đề nằm ở transistor ba cực, nhưng rủi ro thường không đến một mình. Sau khi tôi không thổi khí nóng vào nó nữa, khi nhiệt độ giảm xuống vẫn không có dữ liệu. Có thể nào nó đã bị hỏng? Nếu nhìn kỹ, bạn có thể thấy rằng điện trở đã bị hỏng (Chết tiệt, con đường làm phần cứng chẳng bao giờ suôn sẻ). Sau khi hàn lại điện trở, hãy giảm lưu lượng khí, tăng nhiệt độ và tiếp tục thổi khí nóng. Nếu có gì sai, hãy khóa mục tiêu và đo dạng sóng.

Đo các điểm 1, 2 và 3 được đánh dấu trong hình trên. Điện trở giới hạn dòng điện được sử dụng trong thiết kế mạch là 1KΩ và transistor ba cực là 9013. Đầu tiên, đo dạng sóng của ba điểm thử nghiệm ở nhiệt độ phòng. Dạng sóng đầu tiên là chân đầu ra của chip cách ly ADuM1201. Dạng sóng được thể hiện trong hình dưới đây. Biên độ điện áp đầu ra là 5V (bỏ qua hình nền).

Điểm thứ hai trên đồ thị là điện áp điều khiển cơ bản của transistor 9013. Đồ thị được thể hiện trong hình dưới đây. Giá trị đỉnh của điện áp đầu ra khoảng 700mV, và biên độ dao động khoảng 200mV. Tức là, khi mức điện áp là 0.7V, transistor bật, và khi mức điện áp là 0.5V, transistor tắt.

Điểm thứ ba trên dạng sóng là điện áp cực góp của bóng đèn điện tử ba cực 9013. Dạng sóng được thể hiện trong hình bên dưới, và biên độ điện áp đầu ra khoảng 5V.

Sau đó, tôi dùng tay, vốn là một chuyên gia về sấy tóc, để đo điện trở. Tôi vừa thổi vào điện trở một lúc, vừa dùng tay kia để đo dạng sóng. May mắn là không bị phồng rộp do bàn là (nếu không thì sẽ bị coi là tai nạn lao động). Tôi đo lại ba điểm đo trên. Dạng sóng của điểm đầu tiên được thể hiện trong hình dưới đây. Dạng sóng về cơ bản giống với dạng sóng trước khi gia nhiệt, vì vậy việc gia nhiệt sẽ không làm thay đổi đặc tính điện áp đầu ra của chip cách ly ADuM1201.

Tiếp tục đo điểm thứ hai. Khi nhiệt độ tiếp tục tăng đến khoảng 55 độ, dạng sóng điểm thứ hai sẽ như hình dưới đây. Biên độ dao động của điện áp trở nên nhỏ hơn khoảng 100mV, tức là mức cao giảm xuống còn 0.6V, nhưng mức thấp vẫn ở mức khoảng 0.5V. Khi nhiệt độ tiếp tục tăng, đến khi đạt 65 độ, điện áp điểm thứ hai về cơ bản vẫn giữ ở mức 0.5V, và transistor vẫn hoạt động, do đó RS485 không thể gửi dữ liệu.

Được rồi, điểm thứ ba đang hoạt động. Khi nhiệt độ tăng lên khoảng 55 độ, dạng sóng của điểm thứ ba sẽ hiển thị như hình bên dưới. Khi nhiệt độ tăng, điện áp đầu ra của điểm thứ ba vẫn ở mức thấp, và mạch RS485 đang ở trạng thái chấp nhận.

IK, có phải tôi đang bị đánh lừa không? Để tôi xem xét đặc tính của đèn điện tử ba cực này (ai bảo tôi đừng học hành chăm chỉ hồi còn đi học chứ). Cấu trúc vật lý của đèn điện tử ba cực là hai mối nối PN. Đặc tuyến điện áp Ube của nó được thể hiện trong hình dưới đây. Điện áp bật của nó khoảng 0.7V, và đặc tuyến điện áp cơ sở và phát xạ giống với đặc tuyến của điốt. Như có thể thấy từ hình ở phía dưới bên phải, khi nhiệt độ tăng, đường cong đặc tuyến Ube dịch chuyển sang phải, do đó điện áp rơi dẫn của đèn điện tử ba cực giảm, khiến chân RE điều khiển chip MAX485 luôn ở mức thấp, vì vậy dữ liệu không thể được gửi đi.

Giờ tôi đã hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ lên triode, hãy để tôi thay đổi nó. Từ phân tích ở trên, ta có thể thấy rằng điện áp ở cực gốc của triode cuối cùng bị kẹp ở mức 0.5V vì điện trở kéo lên 5V 10K và điện trở giới hạn dòng 1K chia điện áp ở cực gốc của triode xuống còn 0.5V. Sau khi thay đổi điện trở giới hạn dòng R65 thành 0R, dạng sóng được thể hiện trong hình dưới đây. Có thể thấy rằng dạng sóng điện áp dao động trong khoảng từ 0V đến 0.7V.

Sau khi thay điện trở giới hạn dòng điện bằng 0R, tiếp tục làm nóng mạch RS485. Dạng sóng được thể hiện trong hình bên dưới. Có thể thấy rằng không có sự thay đổi rõ rệt nào trong dạng sóng, và cổng nối tiếp có thể gửi dữ liệu bình thường. Tuy nhiên, vì chân đế của transistor buộc chân truyền của ADuM1201 phải xuống 0.7V, làm tăng dòng điện đầu ra của ADuM1201, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của thiết bị trong quá trình hoạt động lâu dài. Tôi không phải là người dễ dàng bỏ qua việc thay đổi triệt để (chủ yếu vì tôi sợ rằng nó sẽ gây rắc rối cho tôi trong tương lai).

Để giải quyết triệt để vấn đề này, tôi đã suy nghĩ rất kỹ (nhưng không hoàn toàn chính xác) và phát hiện ra rằng đặc tính nhiệt độ của đèn điện tử ba cực dẫn đến việc giảm điện áp ngưỡng cơ bản khi hoạt động ở nhiệt độ cao. Nếu chỉ giảm điện trở giới hạn dòng điện đầu ra của ADuM1201 sẽ làm giảm tuổi thọ thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, thì giờ đây tôi đã thay thế đèn điện tử ba cực 9013 bằng đèn MOS GMS2302. Vì đèn MOS là thiết bị điều khiển bằng điện áp, nên nó không tiêu thụ quá nhiều điện năng.

Hình dưới đây thể hiện dạng sóng điện áp cổng của ống MOS GMS2302 ở nhiệt độ phòng. Có thể thấy rằng phạm vi dạng sóng là từ 0V đến 5V.

Hình dưới đây thể hiện dạng sóng điện áp cổng khi nhiệt độ của ống MOS GMS2302 khoảng 80 độ C. Dạng sóng điện áp không thay đổi và cổng nối tiếp có thể gửi dữ liệu bình thường.

Do đó, trong thiết kế, tôi phải có tinh thần tìm tòi (lục lọi tìm tòi) để giải quyết triệt để vấn đề. Trường hợp này là một trường hợp tôi đã tự mình trải nghiệm. Tuy không lớn, nhưng nó có ý nghĩa tham khảo rất lớn. Kết luận rút ra là nó có thể hướng dẫn chúng ta trong quá trình thiết kế phần cứng trong tương lai. Nếu được sử dụng như một công tắc, tốt nhất nên chọn các bóng MOS và lựa chọn điện trở giới hạn dòng điện một cách hợp lý.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Hardware Siege Lion". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả và không đại diện cho quan điểm của Sacco Micro hay ngành công nghiệp. Bài viết chỉ được phép sao chép và chia sẻ nhằm mục đích bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn gốc và tác giả khi sao chép. Nếu phát hiện vi phạm bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa bỏ.

Số điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Số fax: +86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li

QQ: 332496225 Quản lý Qiu

Địa chỉ: Phòng 809, Tòa nhà C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Khu Longhua Mới, Thâm Quyến