Mars 3.1e

EXPERIMENTAL STM32G070KBT6.

Экспериментальная 32-битная версия, унаследовавшая идеологию Mars 2.1e, но на базе STM32 с расширенными возможностями по периферии и интерфейсам.

• Микроконтроллер STM32G070KBT6: больше таймеров, периферии, возможностей по обработке сигналов и организации протоколов связи.
• Базовая схемотехника полностью аналогична AVR-версии, что упрощает миграцию с 8-битной платформы.
• Сохранена идея двух 12-вольтовых кнопок через гальваническую развязку, совместимость по схеме подключения с Mars 2.1e.
• Рассматривается как кандидат на дальнейшую «главную» платформу проекта «Марс» после завершения испытаний.

 

ПРИЛЕТЕЛА ПТИЦА ОБЛОМИНГО

 

Зелеными кружками отмечены места стыковки AC-контактов. Они должны быть поближе друг к дружке, но в текущей версии платы AC контакты расположены на полигоне низковольтной логики.

1) Приехали блоки питания - и как-то сразу стало ясно, что на прототипах новых плат Марс он развернут задом наперед. Зеленым обозначено, где должны проходить линии 220V AC. Обидненько. Думал, все - тю-тю.... Даже на подпайках не получится спаять. Однако, оказалось, что все исправимо одной дырочкой, которая отмечена на скриншоте ниже единичкой и пазиком 2. Получается, что между пазиком и отверстием, рассчитанным на силовую линию, рукой подать... Можно даже кончиком пальчика замкнуть или языком. А можно просто подогнуть ножку и припаять, как будто так и было.

Цифрой 1 отмечено место сверловки, где торчит пин GND A1205S-2WR3, а область, помеченная цифрой 2 - прорезь, куда попал один из пинов 220V AC-AC понижайки HLK-2M12.

 

2) В итоге БП встал идеально. Сойдет для отладки, но радоваться рано, потому что идея воздушной изоляции оказалась такой себе, потому что китайцы  не умеют или не хотят делать тонкие прорези, и поэтому подрезали полезные контактные зоны на площадках переходных отверстий, и плюс еще обнаружились ошибки в схеме подключения кнопок. Не то, чтобы смертельные - просто косячные. Все равно, должны работать - просто не так, как задумывалось изначально. Теперь уж не заню, стоит ли паять это изделие, или лучше пдодождать платы следующей ревизии, проект которой уже готов. Наверно, стоит сделать и протестировать, а потом тупо перепаять детали с этой на новую. Обидно, малость, что опять не удалось. Но это, я считаю, часть работы. Пробовать, ошибаться, исправлять и пробовать снова. Снова и снова, пока не получится то, что надо.

3) А вот и примерно "то, что надо":

Очевидно, что плата запустилась.

 

Ну, с этой платой я намучился... Сначала она у меня тупо не включалась, потому что я по невнимательности неправильно припаял микросхему АЦП термопары. На фото видно, что она временно удалена. Да и хрен с ней... Тем более, у меня пока нет подходящих чип-индуктивностей на вход сигнальных линий для защиты от синфазных наводок. А потом у меня были сложности с выводом циферь на экран - все работало, кроме этих циферь. А дело оказалось тупо в том, что по невнимательности не убедился, что на новом МК отключен фьюз SKOUT. Эта падла еще не хотела исправляться, пока не поставил бычку переключалки программатора на низкочатотный режим прошивки. На новых Атмегах всегда какой-то гемор с фьюзами. Поэтому на пине PB0 (он же CLK для TM1637) была синусоида тактового сигнала, которя тем временем отсутствовала на PB6 и PB7. Теперь сижу и думаю: а почему я не пытался посмотреть осциллографом, что творится PC4 (DIO пин TM1637)? Может, это в подсознании засело, что там невозможны аномалии, если только не сгорел сам порт. А вот режим работы PB0 реально надо проверять, потому что у него там могут быть разные варианты штатного использования. Еще я бы отметил прекрасную работу кластера модулей HLK-2M12 и A1205S-2WR3. Они холодные! Никаких видимых проблем с ними нет.

Слева на фото у нас хорошо видны последствия аварии.

 

4) Вот это у меня пыхнула... Блядь такая... КЗ. Естественно, свет рубанулся на всем этаже. Я сначала подумал, что варистору пизда. Но, с другой стороны - а почему? Дело в том, что я тут чирканул крокодилом осциллографа по клеммным контактам. У крокодила сцепились зубы, они просто приварились друг к дружке. Осциллограф вроде жив... По крайней мере, штатный тестовый меандр показывает как надо. Модуль HLK-2M12 пока не знаю - работает или нет... Подплавленный уголок таким и был и это ни на что не влияло. Как пшыкнуло - сначала посидел, послушал что творится снаружи - думал, менеджеры или бухгалтерия забегают в панике, начнут выяснять что случилось и попытаются восстановить подачу электроэнергии самостоятельно. А пока ждал - почистил плату, навел порядок, прозвонил контакты, померил сопротивления, попробовал запустить плату от повербанка через программатор... Убедился, что МК живой. В итоге никто не зачесался, всем оказалось пофигу что у них не работаетю компы. Ну и ладно. Решил заняться рубильником сам. Потом, подумав, принял решение специально для экспериментов с переменным током из розетки собирать отдельный блок питания с гальванической развязкой через трансформатор и сдвоенный УЗО на 6 Ампер. Коллеги говорят, что раньше тоже игрались с электричеством и без трансформатора все пробки в главном щитке вышибает один хрен, даже если подключать свои изобетения через автомат.

Сверху над паяльной станцией подвешен трансформатор и УЗО.

 

Ну... Чего тут еще добавить?

Да, на прототипе нашлись косяки.

• Во-первых, я довольно долго промучился, пытаясь понять, почему у меня не работает концевик, запускающий упаковочный цыкл. Парился, думал, потел... Кофе пил... Пока глаз не задергался... Мне почему-то казалось, что я где-то упустил из внимания какое-то замыкание на полигон gnd или типа того. Внимательнейшим образом пересмотрел всю схему, все везде прозвонил... Что-то там припаивал, отпаявал... И нихуя не помогало. В конце концов уже начали руки опускаться, стало совсем грустно. Потом осенило: раньше-то такая схема работала при напряжении 24 Вольта, а тут всего 12! А резисторы-то тупо скопированы с другой платы - и все... Без пересмотра номиналов.  Поставил 2 по 5 килоом вместо двух по 22 - и лыжи, наконец, поехали. Правда, немного удивила нелинейность зависимости порога срабатывания кнопки от сопротивления относительно более высоковольтной схемы. А, да похуй - главное, что работает! 

На сделующий день другая беда. 

• Обнаружился косяк с индикационными диодами опто-семисторных выходов. С какого-то хера (хер - это буква, если что) я решил сделать их как индикаторы UART. А тут так неможно. Наверно, даже по вполне очевидным причинам, которые почему-то сначала очевидными вовсе не казались. К сожалению, их пришлось отрезать и теперь без использования специальных инструментов, возможно, будет непонятно, подается ли открывающий сигнал на оптрон или нет. Ну да ладно... Можно еще побаловаться с подключенной нагрузкой, что я обычно делаю в последнюю очередь и продпочитаю для этого использовать миньонов, которых не жалко. Или отважных добровольцев... Раньше подобные эксперименты проходили вполне успешно. Во всяком случае, никто пока еще серьезно не пострадал. Было бы прикольно узнать наверняка, какой ток выдержит выход с моей схемы. Рассчеты показывают около двух Ампер. По факту я хз. Любопытно, конечно, но я бы не стал туда своими руками полуторакиловатный чайник подключать. Разве что через коннектор...
• Судя по всему, перепутаны пины питания на сдвоенном триггере Шмидта между оптронами кнопок и МК. И, кстате, в PCB-проекте этот косяк уже давно исправлен.
• Обнаружено замыкание PD0 на PD1. Кстате, если подумать, то это ведь не помешает реализовать полудуплексный режим... Но это треш, конечно.

 

Рабочий прототип платы Марс 2.

 

Ну вот, лампочка загорелась по нажатию концевика. Теперь плату можно ставить на станок. 

А вот ниже уже кое-что поинтереснее.

Ранний PCB-проект платы Марс 3.

 

Здесь на скриншоте еще используется схема индикационных диодов на силовых выходах как в пятивольтовой версии, но теперь я ее переделал, так как не уверен, что она сработает на оптопарах MOC из-за слишком сильного общего падения напряжения при последовательном подключении двух диодов в трехвольтовой цепи. 

 

Только что изготовленный прототип платы Марс 3 до начала испытаний.

 

А вот это уже новинка на основе STM32G070KBT6. Теперь придется писать под нее программу. Причем, я думаю, что надо бы вывести всю логику в какую-нибудь абстракцию, которую потом можно будет легко портировать с одного чипа на другой с минимальными правками кода. Ну, тут имеется в виду, что если все получится, то править потом придется только дефайны по управляющим пинам и функции переключения их состояния, всякие таймеры, настройки прерываний, вачдоги и т. п., потому что синтаксис на Атмегах и на STM32 не один и тот же. 

Кстате, вот смотрю на это чудо китайской инженерии и так приятно:  тут куча интерфейсов, даже UART на RS-485 не связан с отладочным; обе кнопки подключены без неудобных условностей, вроде отказа от reset в пользу доп. I/0. Еще и PA8 выведен куда-то отдельным пином, потому что его больше негде приткнуть - просто уже от жыра...

ОШБИКИ МАРС 3

Прототип платы Марс 3 сразу после начала испытаний. На фото заметно, что варистор потерял товарный вид.

 

Вообще, топология Марс 3 изначально выглядит гораздо лучше чем Марс 2. Ну... При первом включении платы у меня взорвался варистор. На этот раз даже не как в прошлый - он не просто слегка покрылся гарью, в нем реально появилась дырка. Однако все вокруг осталось чистеньким, что явно указывало на локальный характер аварии. Кстате, гальваническая развязка через трансформатор и автомат на этот раз показали себя отлично. Свет на этаже не вырубился и не пришлось даже поднимать жопу со стула и можно было спокойно (насколько это возможно после кружки кофе и резкого пшыка) сосредоточиться на выявлении неисправности. 

Первым делом я заменил варистор. Затем еще раз перепроверил правильность подпайки по линии питания от 220 Вольт. Далее, чтобы исключить повреждение AC-DC и DC-DC преобразователей, я поэтапно поубирал "бычки" в местах, предназначенных для измерения тока. На данной модели платы их три:  первая расположена между HLK-2M12 и A1205S-2WR3, вторая между A1205S-2WR3 и LD1117AS33TR, третья между LD1117AS33TR и нагрузкой. Оказалось, что аварийный участок прячется где-то на стороне низковольтной логики. Учитывая опыт с платой, работающей на Атмеге, я решил отпаять сначала MAX6675. К сожалению, даже без этой микрухи плата так и не включилась. Далее отпаял трансивер RS-485, затем память FRAM. И все равно - там, где ожилалось 3.3 Вольта, оставалось ближе к нулю. Таким образом, плата осталась практически "голая", без обвеса (кроме рассыпухи). Решил изучить PCB-проект, который до этого казался уже почти идеальным. В итоге нашел эту падлу... Оказалась, одна из дорожек линии подтяжки на PB8 была закорочена на GND. Так часто бывает, когда дорожки названы неправильно и по этой причине сливаются с полигонами. После небольших манипуляций со скальпелем плата ожила и даже прошилась новой программой! 

Типичная трудноуловимая на этапе проектирования ошибка PCB-прототипа: шина GND соединена с линией 3,3 В. Понятно, что плата с таким косяком даже не включится.

 

 Пустяковые ошибки:

1) Изоляционные прорези выглядят местами некрасиво.

Ошибки средней тяжести:

1) Индикационные диоды релейных опто-семисторных выходов R1/R2 подключены неправильно и без специальных подпаек не работают. В PCB проекте это уже исправлено.

2) Одна из дорожек линии подтяжки PB8 закорочена на землю.

Ну вот и все. В остальном, плата вроде бы рабочая.

 

Плата Марс 3 сразу после первой прошивки.

 

Тут, конечно, возникают вопросы к программе... Так-то, она просто портирована с одной с Atmega архитекруры на STM32 при помощи  ChatGPT с одной попытки. То есть, сразу, без ручного "допиливания". Поэтому одни кнопки не работают, а другие работают, но через жопу. Тем не менее, как видно на фото - циферьки отображаются. А это уже о многом говорит...

 

Еще один косяк Марс 3

Промучился целый день - так и не понял, какого хера происходит. На втором силовом выходе (R2) лампочка загорается даж если отсечь резистор между микроконтроллером и оптроном MOC. То есть, она неуправляема и работает даже если она выключена. На  первом силовом выходе (R1) лампочка одна лампочка работает нормально, но если поставить другую, то проявляются такие же симптомы как у выхода R2. Пробовал менть оптрон, убирал варистор, менял семистор, уменьшал сопротивление  - пока что ничего не помого. Вообще, та же схема широко распространена в сети Интернет и к тому же надежно испытана на другой плате при большем номинале резистра и том же напряжении - а значит, дело в чем-то другом. Возможно, это какая-то причуда самих диодных лампочек... Х.з. В ходе мучительных поисков решения внимательно ищучил "голую"  плату визуально. Обнаружил отсутвие одной из дорожек. Имеется в виду от левой ножки триака к двухкилоомному резистору. Кстате, это видно на скриншоте PCB проекта. Однако, припаяв вместо нее проводок, успеха так и не добился.  Думаю, теперь надопробовать вместо диодной лампочки использовать контактор. Во-первых, такой тип нагрузки будет ближе к реальным боевым условиям... Во-вторых... Кажется, ранее я уже сталкивался с подобным странным поведением опто-семисторного выхода и успешно справился с этой проблемой. Но, к сожалению, не помню как она решилась - то ли заменой оптрона, то ли контактором в качестве экспериментальной нагрузки. К сожалению, такая у меня хреновая память. Поэтому надо все записывать.

Итог.

Так, ну что... Попробовал контакторы, попробовал очередную перепайку MOC, разные типы MOC, но в итоге силовой выход заработал только после замены триака. То есть, похоже, что все дело оказалось именно в сраном триаке. Такое себе... В сумме, два дня уныния или около того. Совсем неочевидно было изначально, в чем тут дело - тем более, что вчера его уже менял и симптомы оставались теми же. Ладно... За то теперь все косяки обнаружены и даже изучены на практике нюансы применения таких пинов как PC14 и PC15, которые обычно отвечают за внешнее тактирование. На самом деле, они считаются медленными. Оказывается, для управления реле через гальваническую развязку вполне годятся.

Все из-за сраного триака.

 

Практический вывод для трекущей ревизии:

Критических ошибки всего 4 и в большинстве своем они решаются небольшими подпайками. Все остальное работает штатно. Это не идеальный, но и неплохой результат, потому что количество выпусков косячных прототив ограничилось всего одним тиражом. То есть, следующая плата будет полностью готовой к работе на станке. 

 

Ну вот, прошло какое-то время, плата нормально работает, все хорошо -  и теперь я подумал: а ведь эти оптрон-семисторные выходы - полное говно. С ними постоянно какой-то геморрой. И так-то на месте заебешься выяснять, что там у тебя сифонит, открывая триак - то ли это снаббер, то ли варистор, то ли он сам по себе хуевый, то ли это отрон... Тут чертава уйма точек отказа. Плюс еще надо постоянно думать головой, какую ты там нагрузку подключаешь... Так, например, диодные лампы 220В, бывает, светятся даже если нет каких-то очевидных причин для открытия триака. Хуй знает - сифонят, хоть ты тресни. И я запарился уже думать на эту тему - больше не хочу. Поэтому следующая ревизия будет состоять из четырех плат. Первая будет Марс версии 2 с исправлением ошибок, Марс 3 с исправлением ошибок и Марс 4 двух разных версий - с SSR-реле и с обычными катушечными реле. Да, дороже... Но за то надежнее и меньше мозгоебли.