Acionamento de Contator

[bruno]

Bom dia pessoal.
Estou com um problema a resolver. Estou utilizando um microcontrolador pic para acionamento de um motor eletrico. Para isso uso um contator que esta sendo acionado por um rele. Este rele esta sendo acionado por ul uln2003. o problema é que tem vezes que o sistema quando atraca ou desatraca ele reseta o microcontrolador. Como posso resolver isso. Coloquei um diodo em paralelo com a bobina do rele e nao resolveu.
Desde ja agradeco.

[Pask]

Meu amigo, esse é um comportamento típico dos PIC's quando acionando cargas fortemente indutivas como o seu contator aí.
O problema é que a fcem gerada no acionamento/desacionamento do contator, provoca uma sobretensão transitória que gera uma queda de tensão rápida no circuito onde ele estiver, o que provoca o reset do PIC, causando este transtorno.
Uma dica para "tentar" amenizar o problema, é colocar bem próximo do pino de MCLR do PIC um capacitor eletrolítico de 100uF ou mais. Também desabilite no CONFIG do PIC a opção BROWNOUT e coloque NOBROWNOUT, pois esta opção ativada, detecta pequenas quedas de tensão na alimentação do PIC, fazendo-o ressetar.
Procure usar também um varistor de acordo com a tensão de trabalho da bobina do contator, ligado em paralelo com a bobina, para ceifar os picos rápidos de tensão que possam surgir neste ponto.
Veja também se a tensão que alimenta a bobina do contator está correta, pois se estiver um pouco acima do normal, a fcem será ainda maior. Por exemplo:
Bobina do contator especificada para 220V.
Tensão real medida na bobina: 235V. (isto não pode!)

Espero ter ajudado.

[bruno]

Amigo, Fiz o que vc me recomendou mas nao teve efeito. sera q seria o caso de colocar um optoacoplador 4n25 algo assim?

[RobL]

Se o que o Pask colocou não resolveu, tente o seguinte:

1- Colocar um capacitor de 100nFx400V poliester em paralelo com a bobina do contator, além do MOV recomendado pelo Pask. Deveria ter um resistor em série com esse cap, mas para experiência deixe sem. Se resolver, troque este capacitor por um filtro adequado.

2- Aumentar o desacoplamento nos terminais de alimentação do PIC.
Adicionar um capacitor de 100nF x 50V em paralelo com um capacitor de 10nF x 50V. Solde-os sobre os terminais, com lides bem curtos. Não use um capacitor com a soma dos dois. Na verdade o ideal são 3 caps sendo mais um de 1nFx50V (capacitores cerâmicos).

3- Colocar um capacitor X2 em paralelo com a linha de entrada de 100nF x 250Vca.

4- Aqui um ítem mais provável ainda, colocar zener de 4V7 ou 5V1 e um diodo 1N4148 invertido (esse diodo é mais rápido que o zener para sinais negativos) e capacitor de 10nF x 50V nas portas como entrada (junto aos pinos do pic) que trazem sinal de fora ou com longo caminho (trilho ou fio). Problema com latchup, muito comum pelas portas. Normalmente somente o capacitor resolve. Pode tentar primeiro somente o 1N4148 invertido.

5- Se nada disso der certo, seu plano de terra e sua referência no seu circuito impresso estão inadequadas. Espero que não esteja testando isto em um protoboard.

6- Antes de começar a fazer tudo isto, coloque uma lâmpada fluorescente convencional de 40 W a poucos centímetros de sua placa e ligue-a várias vezes. Se ressetar, seu plano de terra e suas referências não estão em estrela (distribuição com um único ponto comum).

7- Colocar um Bead (ferrite) em série com a entrada o PIC bem junto ao terminal Vdd.

8- Teste somente: coloque uma folha de alumínio de cozinha sob sua placa (bem próximo dela) e ligue e esse alumínio à sua referência. Claro isole tudo. Se ficou estável, seu plano de terra está mal.

[fabio_]

Bruno,

voce já resolveu o problema? Se sim, qual foi a solução?

tem um tópico no forum PIC com o título "ruídos" que trava do mesmo assunto, fiz umas observações pois estou enfrentando mais ou menos o mesmo problema.
consegui detectar que o problema são ruídos de EMI conduzidos pela alimentação do circuito, então, acredito que tenho 2 soluções:

1 - os varistores MOV conforme já indicado pelo PASK em paralelo com as bobinas dos contatores. Eles funcionaram melhor do que os filtros RC e reduziram o ruído a ponto de não afetar mais o funcionamento do PIC. Porém eu teria que colocar ele em todos os contatores e serão mais de 30 no meu caso.

2 - um filtro de EMI na entrada da minha placa, porém não tenho conhecimento para dimensioná-lo e até agora ninguem se disponibilizou em ajudar.

falow.

[Pask]

Tente usar também, se possível, foto-acopladores para isolar estágios problemáticos do PIC, afinal, a luz não conduz pulsos de sobretensão induzidos no circuito!

[fabio_]

Pask,

Acredito que ajudaria mas não resolveria o problema.
Basta voce colocar o osciloscópio nas linhas de alimentação após os reguladores (no meu caso 5V que alimenta o PIC, etc e 12V que alimenta os reles e os operacionais) enquanto os contatores não são alimentados está tudo perfeito, mas basta acionar um contator que já dá para ver o ruído.

Imagina voce vendo a alimentação 5V contínua e retinha no osciloscópio. Então, quando os contatores são acionados, ou melhor, desenergizados, esta linha retinha do osciloscópio começa a piscar à medida em que voce comanda os contatores, energizando e desenergizando. A única explicação que me convenceu até agora é que o ruído provoca uma queda de tensão de nanosegundos.

Isso ficou mais explícito quando coloquei um capacitor de 100uF no pino MCLR do PIC junto com o resistor de pull-up de 10K. Aí é que ele resetava mesmo pois o tempo necessário para carregar o capacitor fazia com que o PIC demorasse para ser reiniciado. Da até para ver a curva de carga do capacitor quando o osciloscópio está ligado no MCLR.

valeu.

[Pask]

Pois é, Fábio. Eu já vivenciei uma situação exatamente igual à sua. A diferença é que não se tratava de contatores mas, sim, de um grande transformador com vários taps. Quando esses taps eram chaveados, o bendito PIC ressetava mesmo! Eu consegui "amenizar" o problema, colocando exatamente um capacitor de 100uF do pino de MCLR do PIC para a massa e ligando este pino diretamente ao +Vcc da fonte; mas, eu melhorei a coisa apenas em 50%.
Os PIC's são muito sensíveis às cargas indutivas e não tem jeito. Se você der uma lida com atenção em qualquer datasheet de um membro da família PIC, você verá que em alguma página o fabricante vai falar desse problema.
Vou tentar lhe ajudar. Vou entrar em contato com o suporte técnico da Microchip nos Estados Unidos através do Support Customer Service que eles têm no site e pedir um auxílio. Quem sabe eles têm a solução ?!
Me aguarde...

[fabio_]

Obrigado pela ajuda Pask.

Nunca cheguei a ler o datasheet dos PICs com atenção, como voce disse. Normalmente só leio para tirar dúvidas de algum recurso que estou usando no momento. Mas vou procurar esta informação agora.

Pensando na sua resposta sobre a sensibilidade dos PICs à cargas indutivas surgiu uma dúvida:
Os microcontroladores de outros fabricantes, como freescale, etc, também apresentam esta sensibilidade à cargas indutivas?

Gosto de trabalhar com os PICs pela sua versatibilidade, facilidade para tirar dúvidas e encontrar informações em fóruns como este, e, como os utilizo ha algum tempo estou acostumado com sua programação e já aprendi alguns macetes que ajudam muito e reduzem o tempo na exeução de novos projetos. Mas estou aberto à outras idéias, principalmente se agregarem robustes aos meus projetos, e consequentemente, melhor performance para meus clientes.

Mais uma vez obrigado e vou esperar pela sua resposta.

[Pask]

Com certeza Fábio, todos os micros sofrem com este problema por uma razão muito simples: o ligar e desligar de cargas indutivas causa um pico de corrente com duração de alguns milésimos de segundos nos circuitos onde elas se encontram. Esse pico de corrente, faz baixar a tensão momentaneamente no circuito. Então, se você tiver uma fonte de 5V para alimentar um PIC, essa tensão cairá inevitavelmente por alguns milissegundos e isto vai provocar o reset do PIC.
Tente o seguinte:

* Desative o BROWNOUT DETECT nas word configs do PIC;
* Use um capacitor bem grande na fonte que alimenta o PIC. Por exemplo, 2200uF ou mesmo 4700uF antes do regulador ou diodo zener e 220uF após o regulador ou zener e veja o que acontece.
* Desacople todos os pinos de entrada à massa com capacitores cerâmicos de 10 a 100 kpF ligados um em cada pino.
* Ligue o negativo do circuito ou placa num terra eficiente. Se for possível, enterre uma barra de cobre de 2 metros no chão para fazer um bom aterramento e conecte essa barra ao negativo do seu circuito.

A resposta da Microchip ainda não veio. Vamos aguardar...
Valeu.

[fabio_]

Pask,

1 - Coloquei um capacitor de 10000uF antes do regulador e o resultado foi o mesmo. Eu havia pensado nisso, achando que o capacitor serviria como uma mini bateria durante o pico. O interessante é que, quando eu retiro a alimentação da placa o PIC demora uns 3 segundos para desligar, dá para ver por um display hexadecimal que é alimentado pelo PIC, assim o capacitor funcionou como esperado. Porém, isso não evita o pico de tensão que estamos discutindo. Voce consegue explicar por que? eu não tive explicação para isto.

2 - Experimentei o BROWNOUT habilitado e desabilitado e o resultado foi o mesmo.

3 - Vou experimentar desacoplar os pinos de entrada com o cap. multicamada de 100nF, embora já fiz isso no MCLR e não resolveu. Nesta aplicação só tenho 3 ou 4 pinos como entrada apesar de estar usando o PIC16F877A.

4 - Testar com o terra não vai ser difícil pois já tenho uma aste aterrada aqui por causa linha telefônica. Só assim consegui resolver o problema das queimas dos modens nos tempos de chuva. O problema é que onde este circuito será instalado eu não terei como fazer isso.

só vou poder fazer estes testes na segunda pois estarei muito atarefado amanhã. Assim que fizer os teste eu coloco os resultados aqui.

valeu.

[otavio luiz]

Se puder posta o esquema elétrico pra gente dar uma olhada, de repente aparece uma solução, falar somente sem ver é muito dificil.

[Pask]

Bem meu amigo. Neste caso, a sua situação é calamitosa mesmo...rsrsrs !!!
Como resolver? Só vendo o esquema do seu circuito. Quem sabe...!

[Pask]

Amigo, postei a pergunta no site da Microchip mas ainda não obtive resposta deles. Agora, só segunda-feira...

Tem mais um detalhe: para que os PIC's entrem em modo de gravação, uma tensão mais elevada é aplicada ao seu pino de MCLR. Quando isto acontece, o PIC é ressetado momentaneamente para ser regravado em seguida.
Se o seu circuito estiver gerando um pulso muito alto de tensão, este pulso poderá estar chegado ao pino MCLR e fazendo o PIC ressetar, pois este pino tem a função de executar esse reset no PIC.
Então, tente o seguinte: coloque um diodo zener de 5V1 do pino de MCLR para a massa e, em paralelo com o zener, um pequeno capacitor cerâmico de 33 ou 47pF e veja no que dá.
Com esse diodo, caso o pulso apareça no pino de MCLR, ele será ceifado pelo zener quando ultrapassar 5V e o reset não deverá acontecer, pois só ocorre quando a tensão nesse pino ultrapassa uns 12 ou 13 volts ou quando ele é ligado à massa momentaneamente.
Tenta e depois me conta no que deu.

Bom final de semana!

[jorgeluiz]

Tambem ja sofri com esse problemas. O que de fato resolveu para mim, foi usar oscilador bem baixo. Menos de 50kHz. Veja se pode baixar o clock, ate parar com o reset.