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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USB und EMV, hat das schon mal jemand gelöst?


Autor: Norman Joerns (joerns)
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Hallo,
Ich mußt eine USB-Schnittstelle auf client-Seite störfest machen. Es 
gibt Hinweise dazu in dem Buch von Würth "Trilogie der Induktivitäten" 
und ich bin auf einen Baustein von ST gestoßen: USBUF01W6, der ein Art 
Tiefpaß mit ESD-Protection darstellt.
Hat schon mal jemand eine USB-Schnittstelle durchs EMV-Labor gebracht? 
(ohne den obligatorischen Ferrit-Bobbel auf dem Kabel ;-))
Gruß
Norman

: Gesperrt durch Moderator
Autor: ARM-Fan (Gast)
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Gleiche Problematik hier!

Würde mich auch über sachdienliche Hinweise freuen.

Autor: Marcus (Gast)
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Kein Problem - ein FT245 mit sauberem Design besteht
problemlos CE + FCC - auch ohne Ferrit auf dem USB Kabel.

Für ESD ist es hilfreich die Buchse so einzubauen, daß der
Metallkragen von außen nicht zugänglich ist.

Gruß, Marcus

Autor: Sam7er (Gast)
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Japs, bin nach langem durch, das Problem ist, dass man vergeblich 
versucht sein Device EMV-Sicher zu machen, dabei liegt das eigentliche 
Problem der meisten Ausfälle erfahrungsgemäß am Host der mit dem Device 
verbunden ist.
Mein Device hat keine Probleme was zum Bsp. Ein/Abstrahlung anbelangt. 
Wenn es an Entladungen über die Schirmung der Stecker und Buchsen geht, 
falls die zu weit hereausschauen, bekommen die meisten USB Host 
Controller ein Problem. Bei Störungen auf dem Schirm schalten die sich 
weg, so eine Art standby. Diesen Zustand bemerkt man auf 
Apllikationsebene des Rechners leider nicht, so dass man weiter Daten 
zum Gerät schicken kann, jedoch gehen diese Daten nicht mehr auf den 
Bus, bleiben quasi im Host Controller stecken. Eine Abhilfe schafft 
dabei nur eine Massnahme im Treiber, der bei jedem Lese-/Schreibvorgang 
den State des Host -Controllers prüft und ihn gegebenenfalls wieder 
reaktivieren sollte.

Ein zweiter Tip noch zum Device, ich habe schon von USB Designern 
gehört, das die Devices EMV_stabiler sind, wenn mann die Schirmung mit 
einem Widerstand || Kondensator Glied (10k||10nF) gegen Ground versieht. 
Ich weiß, dass die Spec. vorsieht, dass die Schirmung am Device offen 
bleiben soll, Erfahrungen haben aber wohl gezeigt, dass hiermit weniger 
Störprobleme entstehen und dies beim Compliance akzeptiert ist. Ich habe 
es nicht realisiert, da ich im Device nur Watchdogprobleme hatte, die 
softwaremäßig behoben werden konnten.

Autor: Agamemnon (Gast)
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> Ich weiß, dass die Spec. vorsieht, dass die Schirmung am Device offen
> bleiben soll, Erfahrungen haben aber wohl gezeigt, dass hiermit weniger
> Störprobleme entstehen und dies beim Compliance akzeptiert ist.

Gut zu wissen, wird doch immer gesagt, die Schirmung soll auf 
Deviceseite mit GND verbunden werden.

Autor: Norman Joerns (joerns)
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Das mit dem "versteckten Krage"n ist ein guter Tipp. Kollegen hatten 
bein einem anderen Projekt Probleme mit der Einstahlung, die nur durch 
eine stromkompensierte Drossel zu beheben waren. Deshalb überlege ich 
auch eine einzubauen.
Habt ihr Tipps für ESD-Schutz am Eingang? Ich bin auf die Epcos Cera 
Diode gestoßen. Alternativen?

Gruß
Norman

Autor: Norman Joerns (joerns)
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Marcus wrote:
> Kein Problem - ein FT245 mit sauberem Design besteht
> problemlos CE + FCC - auch ohne Ferrit auf dem USB Kabel.

Wie hoch ist die Datenrate?
Gruß
Norman

Autor: Schablone (Gast)
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Hallo,

gibt es inzwischen schon Lösungen, die USB-Kommuniktion robuster zu 
gestalten gegenüber ESD-Entladungen?

Zur Zeit bricht diese sehr häufig nach einer ESD-Entladung ab und der 
Host schaltet sich in den Standby, so wie von  Sam7er oben beschrieben. 
Hat dafür jemand evtl. schon eine Lösung?

Gruß Schablone

Autor: Peter Diener (Gast)
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Hallo,

wir setzen in Verbindung mit dem FT232 bei Anwendungen in "rauher" 
Umgebung Optokoppler auf der UART-Seite ein, damit ist der USB 
potentialgetrennt, nur der Schirm ist geerdet. Opto ist bei uns ein 
Sharp PC900V.
Das bekommt kein Prüfer mehr kaputt.

Grüße,

Peter

Autor: Wolfgang Mües (Gast)
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Aaaalso, das mit USB und EMV ist so eine Sache...

Was die Ein/Abstrahlung angeht:

Eigentlich ist die Datenübertragung symmetrisch, d.h. man kann eine 
2fach-Datenleitungsdrossel für D+ und D- einsetzen. Die EOP-Condition 
(End of Packet) ist aber ein Gleichtaktsignal! (2 Bit auf 0, D+ und D- 
gleichzeitig). Deswegen kann man nur sehr kleine Drosseln nehmen. Üblich 
sind diese 1206 oder 0805 Drosseln mit 90 Ohm bei 100 MHz (mehr für High 
Speed).

Wenn man einen Fullspeed oder Lowspeed USB Port hat, sollte man eine 4 
fach (!) Datenleitungsdrossel verwenden, ca 100 uH, und GND und VCC mit 
durchziehen. Das löst das Problem mit EOP. Der Schirm wird mit GND des 
Kabels verbunden und dann durch die Drossel geführt. Das gibt eine sehr 
problemlose Lösung.

Für ESD gibt es ja sehr viele Lösungen mit extra Bauelementen. Wer 
gleich von Anfang an einen nicht zu kleinen Abstand zwischen Controller 
und USB-Buchse einplant (Minimal 6 cm), hat schon mal den Vorteil, dass 
der EMP wahrscheinlich den Controller in Ruhe läßt.

Autor: wt (Gast)
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Hi,

ich kenne jemanden der sich auskennt. Der Mann hat jahrelang die USB 
Devises so robust designt, daß eher Laborequipment kaputt gegangen ist, 
als seine HW.

Schaut mal auf www.emv-klinik.de

Gruß

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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wt wrote:
> ich kenne jemanden der sich auskennt. Der Mann hat jahrelang die USB
> Devises so robust designt, daß eher Laborequipment kaputt gegangen ist,
> als seine HW.
> Schaut mal auf www.emv-klinik.de
Ja, da habe ich jetzt mal geschaut, aber da gabs gar nichts zu sehen :-o

Autor: wt (Gast)
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Es ist ein Kontakt und eine Empfehlung und nicht die Musterlösung. So 
eine gibt's in diesem Bereich wohl kaum. :)

Gruß

Autor: Benni (Gast)
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>Kein Problem - ein FT245 mit sauberem Design besteht
problemlos CE + FCC - auch ohne Ferrit auf dem USB Kabel.

Hallo,

kann mir jemand sagen aufgrund welcher Eigenschaften der FT245 den 
CE-Test problemlos besteht ?

Ich plane aufgrund der High-Speed-Unterstützung evtl. einen FT232H in 
einem Produkt einzusetzen. Hat dieser vergleichbar gute Eigenschaften 
bezüglich der EMV wie der FT245 ?

Vielen Dank

Autor: Panikplauze (Gast)
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Schablone schrieb:
> gibt es inzwischen schon Lösungen, die USB-Kommuniktion robuster zu
> gestalten gegenüber ESD-Entladungen?

Guck dir das mal an.

http://i.cmpnet.com/automotivedesignline/2008/09/on3full.gif

aus

http://www.embedded.com/210602457;jsessionid=C2HN4...

Diese Schaltungsidee mit Q1 habe ich (in modifizierter Form*) für einen 
Host-Schutz verwendet. Interessant hierbei: Ein sehr schnell variables 
Längsglied Q1. Der Port war mit der ESD-Pistole (16kV, Human Body) nicht 
tot zu bekommen. Auch ein Vorabtest bis 24kV HBM (allerdings nicht am 
lebenden Objekt) verlief sehr gut - mehr schaffte der HV Generator 
nicht. Die Schaltung läuft auf Hi-Speed USB fehlerfrei.

*) Kein C1, C2, R2, R5, R1, R4, R3, R6, DN2, DN1 + D3 = VBUS054CV-HS3, 
Q1 = FDG6301N, Ansteuerung Q1 verändert, Hostport ist auf der "rechten 
Seite"

Autor: Schablone (Gast)
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Super Panikplauze - das Warten hat sich gelohnt - du bist ein ganz 
toller Typ!

Autor: Panikplauze (Gast)
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Klar doch, das ist ja sonst unverantwortlich - nicht, dass dir die Rübe 
platzt vor lauter angestrengtem Nachdenken.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Die Schaltung läuft auf Hi-Speed USB fehlerfrei.
Hast du auch mal den üblichen Burst über die Koppelzange auf die 
USB-Leitung losgelassen? Es geht vorrangig nicht darum, die Ankopplung 
nicht kaputtzukriegen, sondern die Übertragung dauerhaft ungestört 
abhandeln zu können...

Autor: Michi (Gast)
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Gleiches Problem bei mir. Es geht zwar nichts kaputt. Aber die 
USB-Kommunikation bricht ab. Ich benutze den CP2102 mit der 
vorgeschlagenen EMV-Schutzschaltung von Würth und auf UART-Seite einen 
Optokoppler (ISO7221A). Schirm geht über R//C (100k//100n) auf GND. Über 
Burst auf Versorgung (nicht USB-Kabel) bricht die Kommunikation ab. Kann 
es sein dass der USB-BUS die Synchronisation verliert, bzw. ob es auch 
am Laptop liegen kann, dass die Kommunikation gestört wird.

Autor: Michael (Gast)
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Hi

Habe mir bei www.kolter.de den USB-Filter besorgt.
Die USB-Probleme waren danach auch am Host weg.
Ist aber nur für langsame USB1.1 Ports geeignet.

Grüsse

Autor: Stefan Gruber (sgruber)
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Michi schrieb:
> Gleiches Problem bei mir. Es geht zwar nichts kaputt. Aber die
> USB-Kommunikation bricht ab. Ich benutze den CP2102 mit der
> vorgeschlagenen EMV-Schutzschaltung von Würth und auf UART-Seite einen
> Optokoppler (ISO7221A). Schirm geht über R//C (100k//100n) auf GND. Über
> Burst auf Versorgung (nicht USB-Kabel) bricht die Kommunikation ab. Kann
> es sein dass der USB-BUS die Synchronisation verliert, bzw. ob es auch
> am Laptop liegen kann, dass die Kommunikation gestört wird.

Habe das selbe Probleme. Benutze die Schutzschaltung die von Würth 
empfohlen wird und habe auch Probleme bei Bursts auf der 
Versorgungsleitung. Ich weiß dass hier auch das Layout mitspielt aber 
dies sollte passen. Hast du eine Lösung für das Problem gefunden Michi?

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Sieh mal aufs Datum der Beiträge.

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