Uno de los grandes inconvenientes de los
microcontroladores PIC, es la sensibilidad a los ruidos eléctricos.
Cuando
diseñamos un circuito con PIC, este probablemente funcione correctamente en un
simulador como PROTEUS o en el Protoboard, pero cuando nuestro circuito, deba
accionar o activar cargas de potencia y recibir señales del mundo real,
entonces comenzaran los problemas con los ruidos eléctricos.
Debemos aclarar que los ruidos eléctricos, no
afectan a todos los circuitos por igual. Si el circuito con PIC solo genera
señales de control, los ruidos eléctricos pueden ser eliminados fácilmente, con
la ayuda de simples condensadores cerámicos y en algunos casos, con algunas
bobinas.
Cuando nuestro circuito involucra el accionado
de etapas de potencia, con relés, contactores, triacs, FET, etc, los cuales a
su vez alimentan motores y otras cargas de alto consumo de corriente, el
funcionamiento del PIC se puede ver seriamente afectado, debido a los ruidos
eléctricos.
Para resolver el problema con los ruidos
eléctricos, debemos actuar de forma pro activa, es decir tener en cuenta todos
los detalles de nuestro circuito, antes de construirlo en forma definitiva.
Para ello debemos tener en cuenta, de que el microcontrolador es un circuito digital y que debe tratarse
como tal. Suena muy obvio, pero a veces esto no se toma muy en cuenta, por
parte del diseñador.
A continuación, damos las primeras indicaciones para darle
estabilidad a un circuito digital.
1- Utilizar el famoso condensador de Bypass, (0.1uF)
entre los pines de alimentación (VCC y GND) del microcontrolador (lo mas cerca
posible) y de todos los demás circuitos integrados del circuito (si los tiene).
2- No dejar pines sin conexión. Llevarlos a GND, habiendo programado esos pines como
salida y otorgándoles un valor de 0 (se pueden conectar directamente).
3- Utilizar los condensadores de aterrizado
del cristal (si se utiliza). Usualmente estos son de valores, entre los 15 y 22
pf (consulte la datasheet de su microcontrolador).
4- Si su diseño lo permite, utilice el Reset
por Hardware (Resistencia y condensador). Este es más efectivo y estable, que
el Reset por software.
5- Si el microcontrolador debe leer botones,
pulsadores y/o interruptores. Conecte un condensador de 0.1uF entre el pin de
entrada y tierra (GND), para eliminar el
efecto “antena”, que producen los pines de entrada, del microcontrolador.
Evitar los ruidos eléctricos es todo un dolor de cabeza,
pero para circuitos sencillos con microcontroladores y que se alimenten con
baterías, las anteriores recomendaciones serán suficientes, para un correcto
funcionamiento del circuito.
Para circuitos más complejos, debemos tener en
cuenta otra serie de recomendaciones, como las siguientes:
6- Si el circuito maneja etapas de potencia,
lo mejor es, utilizar una fuente independiente para el microcontrolador.
7- Utilice conexiones a tierra separadas, para
el microcontrolador y la etapa de
potencia (GND Digital) y (GND Análoga).
8- Utilice el optoacoplador, para aislar el o
los terminales de salida hacia la etapa de potencia. Esto evita que se induzcan
ruidos hacia el microcontrolador.
10- Diseñe el circuito impreso, con una buena
área para GND (plano de masa), con conexiones
cortas entre componentes y líneas de tierra que partan de un solo punto.
Si alguna vez destapó un monitor de PC de tubo de rayos
catódicos, habrá notado la cantidad de conexiones a tierra que posee y que
parten desde diferentes ubicaciones. Precisamente, es para eliminar los ruidos eléctricos
e interferencias.
Pero todas estas indicaciones, no servirían
sino contamos con una buena fuente de alimentación. Esta debe ser lo menos
ruidosa posible (sin ripple) y en la que debemos tener algunas consideraciones.
En la entrada de la fuente tenemos a C1 de
2200uF, el cual filtra el voltaje DC proveniente de la rectificación del
voltaje AC. Luego encontramos un filtro pasabajos RC, formado por R1 (2.2
Ohmios) y C2 de 220uF.
Este filtro RC esta sintonizado a una frecuencia de 32hz ...328hz todas las frecuencias por encima de esta, serán eliminadas, con lo cual
queda el circuito protegido contra ruidos de artefactos de uso común, como:
Licuadoras, taladros, lámparas etc.
El regulador de voltaje 7805 es el componente
activo de la fuente de alimentación, el diodo D1 (1N4001) protege al circuito
contra inversiones de corriente, provocadas por cargas inductivas.
El diodo D2
(1N4148) provee 0.5 Vdc adicionales, en
caso de que una caída súbita de voltaje, pueda hacer descender el voltaje de alimentación
del microcontrolador, al punto de hacerlo reiniciar.
29 Comentarios
Muchas gracias por tus consejos.
ResponderEliminarEstoy teniendo un problema que creo que viene producido por los ruidos del circuito. Concretamente tengo una circuito de control con un pic16f877a y un circuito de potencia formado por reles que activan contactores y estos accionan cargas inductivas, motores de corriente alterna, trifasicos, y cuando se activan los relés, el micro se queda bloqueado y comienza a calentarse hasta quemarse. Esto solo pasa cuando tengo los reles en el circuito, si los quito y pongo leds a modo de simulación, todo va perfecto.
Probaré todos los consejos que has comentado y haber si se arregla el problema.
Si se te ocurre, la solución o algun consejo te lo agradecería enormemente.
17 de abril de 2016, 13:18
Si se recalienta con los RELES y no con los LED me da a pensar en dos opciones de problemas; Uno Ruido que podrías probar con APAGACHISPAS; Dos si conectas las bobinas del Relay directo al micro pueden generar un consumo excesivo y eso es lo que te hace recalentar el Micro; si este es el Caso, Te recomiendo que actives los Reles mediante Transistores; Ya que disminuyen el consumo segun el BETA del Transistor o sea su Ganancia Si tiene una Ganancia Beta de 500, la corriente que tomaría del micro es la del Relay dividido 500 veces y eso evitaría el recalentamiento del micro.
EliminarUsar ULN2003 para manejar los relés.
EliminarEste comentario ha sido eliminado por el autor.
ResponderEliminarEl filtro RC pasivo de la fuente tiene una frecuencia de corte 328.833 Hertz y no de 32 Hz.
ResponderEliminarMuy buena su explicación, felicitaciones.
Hola Gherson Florez.El filtro pasabajos fue calculado con el programa Electronics Assistant V4.31 dando como resultado 32,883hz pero en las calculadoras en linea da como resultado 328.883hz ... parece que ese programa tiene un error. Respecto al comentario que has eliminado; el filtro no esta al revés pues lo forma R1 y C2 y no C1 y R1. Saludos.
ResponderEliminarhola a veces el pic funcionan los botones y otras no q puedo hacer
ResponderEliminarHola a todos.
ResponderEliminarYo tengo un problema con un sistema de control basado en el PIC18F2550, está compuesto por un LCD el cual me manda el menú para el funconamiento, tengo sólo una salida a un relevador RAS-1210, el cual alimenta a un contactor, todo funciona bien hasta que el contactor funciona, en ese momento en el LCD aparecen carácteres que nada que ver con el funcionamiento. El contactor maneja un motor trifásico, pero el motor no es el problema, ya que si desconecto el contactor y lo manipulo manualmente, no se me presenta problema alguno. Espero alguien me pueda ayudar. Saludos
muchas gracias por la fuente! fue la solucion al problema de reinicio que se producian por los reles.
ResponderEliminarMe alegra mucho que te sirva la información. Gracias por comentar.
Eliminarmuy buena tu información, GRACIAS. Actualmente estoy diseñando una tarjeta de control para una lavadora industrial... y estaba buscando como proteger al micro de ruido y consejos sobre que debe llevar para realizar una buena la tarjeta.
ResponderEliminarTe deseo mucho éxito con tu proyecto. Saludos.
EliminarHola si tengo una entrada de voltaje de 12 o 24 sirve el circuito o tengo q cambiar valores de capacitores ??
ResponderEliminarHola, solo debes poner capacitores con voltajes superiores al de la tensión de entrada, pero no se recomienda que sea superior a 12v. El valor de la capacidad es el mismo.
EliminarHola, excelente articulo, estoy aplicando lo aprendido, tengo una duda con el filtro pasa bajos, la resistencia dice 2.2 Ohmios, te refieres a 2.2k ??
ResponderEliminarSaludos
Hola, la resistencia del circuito es de 2.2 ohm. 2.2k es 2.200 ohm. Saludos
EliminarMuy amable, no había visto esa medida antes, pero ahora veo que existen. hemos buscado ya un rato en la web respecto a este tema, y este uno de los mas completos. gracias por la pronta respuesta.
EliminarSaludos, la resistencia 2R2 de cuantos watt seria? gracias
EliminarDepende del consumo (corriente) de tu circuito.
Eliminarhola, gracias por la informacion aunque no he logrado solucionar mi problema de ruido en el conversor adc, estoy haciendo un osciloscopio usb de bajo costo con el pif 18f2550 y maximo ancho de banda de 20khz, probe colocando los condensadores de los cristales y lo pines que no uso como salidas conectadas a tierra y nada, sigue un poco de ruido en la graficacion de la señal, si la veo con un osciloscopio convencional no se ve ruidosa, estoy usando precision de 8 bits asi que no deberia variar tanto. estoy por rendirme con el adc de estos pic. tengo Vref+ a 5v desde el puerto usb de una pc, aunque tengo dudas sobre eso que dice todo el mundo de aislar las tierras analogicas y digitales, deberia tener dos fuentes? una para digital o otra para alimentar los acondicionadores de la señal analogica? agradezco cualquier ayuda
ResponderEliminarHola, es mejor que utilices el Vref+ con la misma fuente de alimentación del PIC. También puede ser un problema con la impedancia de entrada al ADC o un error de cuantificación. Intenta usar un Vref+ más bajo (2.5v) para aumentar la resolución del ADC. Saludo.
EliminarHola tengo un receptor de Bluetooth y con entrada usb, el problema es el siguiente cuando funciona el usb tiene un imperceptible ruido y no pasa lo mismo con el Bluetooth se escucha la música pero se escucha un pitido de fondo muy agudo al receptor lo estoy alimentando con un 7805 entran 8 v y salen 5v me servirá la última fuente para mi problema?
ResponderEliminarImpresionante información. Lo.más completo de la web desde todos los puntos de vista. Muy claro, muy técnico y sobre todo muy sencillo. Mil gracias por subirlo a la red. La información es espectacular. Un gran abrazo y agradecimiento desde Catamarca, Argentina. Iván.
ResponderEliminarMuchas gracias por tus palabras Iván. ¡Saludos a Catamarca Argentina!.
Eliminarmuy bueno
ResponderEliminarPara una fuente de 12vdc me sirve como está o debo modificar, gracias por la.información, excelente
ResponderEliminarAclaró, para que en ves de 9 voltios sean 12
EliminarBuenas, esta buena la informacion. Tengo duda de como filtrar los ruidos cuando con un pic activamos un rele por medio de un optoacoplador y con la misma fuente. Sinceramente existe mucho ruido, y el sensor lm36 empieza a leer otros valores. Gracias, saludos
ResponderEliminargracias por la información tan valiosa amigo estoy por diseñar una tarjeta para controlar el encendido de quemadores industriales y tus recomendaciones son de muy buena ayuda ya que debo encender transformadores ignitores y acticar electrovalvulas. gracias...
ResponderEliminar¿Tienes alguna duda sobre este articulo? hazlo saber con un comentario. Eso nos ayuda a crecer y mejorar.