Diagnostyka ZCD i synchronizacji sieci – firmware triaka

Strona opisuje pomiary i logi modułu ZCD (Zero-Cross Detection) oraz synchronizacji z siecią 50/60 Hz. Dotyczy wersji FW v1.9.3-b.

/diagnostyka-zcd-sync Wejście: ZCD→EXTI Częstotliwość: 50/60 Hz Aktualizacja: 2025-08-24

Fragment logów ZCD

00:00.010  ZCD: init rc=10k/6.8nF; schmitt=on; pull=off
00:00.030  ZCD: sync start; grid=50.00Hz; period=20.00ms
00:05.002  ZCD: tick Δt=20.01ms; jitter_pk=±220µs; misses=0
00:05.118  WARN: spike@150kHz masked (debounce 180µs)
00:06.004  FAULT: zc_glitch count=4/1000 halfcycles → jitter_rms=1.9°
00:06.110  FIX: raise debounce to 220µs; rc=15k/6.8nF
00:08.000  ZCD: jitter_rms=0.7°; misses=0; false_zc=0

Definicje:

jitter_pk – maksymalne odchylenie czasu ZC od średniej w µs.
jitter_rms – RMS odchyłek kąta; docelowo < 1°.
spike masked – zakłócenie wykryte i odrzucone przez filtr programowy.
misses – utracone półokresy; powinno być 0.

Komendy serwisowe

$ zcd get
grid=50.00; period=20.00ms; debounce=180us; rc=10k/6.8nF; schmitt=on
$ zcd stats
halfcycles=10k; misses=0; false_zc=4; jitter_rms=1.9°; jitter_pk=±220us
$ zcd set debounce 220    OK
$ zcd set rc 15k 6.8n     OK
$ zcd stats
halfcycles=12k; misses=0; false_zc=0; jitter_rms=0.7°

Procedura diagnostyczna

Sprawdź grid, period i jitter_rms po starcie.
Jeśli jitter_rms > 1.5° lub false_zc > 0/1000: zwiększ debounce o 40–80 µs.
Jeśli nadal występują glitche: zwiększ RC wejścia (np. 10k→15k; 4.7nF→6.8–10nF).
Dla silnych zakłóceń z obciążenia: dodaj ferryt, MOV 275 VAC, snubber przy triaku.
Zweryfikuj po 1000–5000 półokresach: cel jitter_rms ≤ 1.0°, false_zc=0, misses=0.

Progi i alarmy

Parametr	Info	Próg ostrzeżenia	Próg błędu	Akcja FW
jitter_rms	Stabilność fazy	> 1.5°	> 4.0°	Ostrzeżenie / FAULT; auto↑debounce
false_zc / 1000	Fałszywe detekcje	> 1	> 5	Włączenie filtra RC soft, ogranicz ISR
misses	Utracone półokresy	> 0	> 2	Resync; podniesienie priorytetu EXTI

Filtry i konfiguracja

RC wejścia: 10–22 kΩ / 4.7–10 nF (start: 10k/6.8nF).
Histereza: wejście Schmitta lub komparator z progami ±(0.6–1.0) V.
debounce programowy: 150–250 µs (dead-band po ZC).
EMI: ferryt na przewodach obciążenia, MOV 275 VAC, snubber 47–100 Ω / 47–100 nF przy triaku.
ISR ZCD: krótka ścieżka; pomiary w DMA/timerze; priorytet > ISR miękkich.

Kontrola zgodności 50/60 Hz

$ zcd mode auto            OK
$ zcd calib 1000           OK  ; autokalibracja okresu
$ zcd get
grid=60.00; period=16.67ms; jitter_rms=0.9°

Tryb auto dopasowuje period i okna czasowe do 50/60 Hz bez rekompilacji.

Najczęstsze przyczyny błędów

Za mała filtracja RC → glitche z krawędzi triaka.
Wspólna masa prądowa z obciążeniem → pływanie progu ZCD.
Zbyt długie ISR lub sekcje krytyczne → utracone półokresy.
Brak histerezy → drgania na przejściu przez zero.

Checklist

RC dobrane do impedancji źródła ZCD.
Schmitt/histereza aktywna.
debounce ∈ [150,250] µs.
Priorytet EXTI > pętla główna i peryferia niskiej wagi.
Po zmianach: jitter_rms ≤ 1.0°, false_zc=0, misses=0.