Ich verwendete Mikrocontroller für drahtlose Anwendung. Probleme treten auf, wenn ich den Mikrocontroller in Gebieten mit hohem Niederschlag aufstelle. Der Mikrocontroller wird oft durch Blitze beschädigt.
Wie schützt man Datenleitungen und Gleichstromleitungen vor Gleichspannungsspitzen und Blitzschlag?
Ich erwarte Ihre Vorschläge, danke.
Dies ist eine sehr weit gefasste Frage, aber hier sind einige Gedanken:
Führen Sie niemals einen Mikrocontroller-Pin aus Ihrer Box heraus. Alles außerhalb Ihres Gehäuses ist anfällig für durch Menschen und Maschinen verursachte ESD, Spannungsstöße und induzierte EMI, die über große Entfernungen sehr stark werden können (genug, um Ihr empfindliches Mikro zu stören, zurückzusetzen oder zu zerstören). Verwenden Sie immer eine Art Puffer oder Isolierung. Ich würde sogar nervös werden, wenn ich die Stromschienen meines Mikros außerhalb der Box verlegen würde - da draußen kann alles passieren, besonders wenn wir buchstäblich von Kabelführungen im Freien sprechen.
Für Platine-zu-Platine-Verbindungen innerhalb Ihres Chassis reicht es oft aus, eine Diodenklemme (eine in Sperrrichtung vorgespannte Diode an jeder Ihrer Schienen) oder eine Zenerklemme (in Sperrrichtung vorgespannte Zenerdiode) zu verwenden, um alle induzierten Ströme zu Ihrer Versorgung abzuleiten eher als kleine oder nicht vorhandene Klemmung im Stift des Mikros. Es gibt auch spezielle Geräte, die Hersteller für diesen Zweck anpreisen, aber ich glaube nicht, dass sie einen großen Vorteil gegenüber einer einfachen Diodenklemme bieten, es sei denn, es handelt sich um Hochgeschwindigkeits-USB oder so etwas.
Wenn Sie Ihr Chassis verlassen müssen (z. B. USB, RS232/485 oder andere Kommunikationsleitungen), verwenden Sie einen Puffer oder einen anderen dedizierten IC zum Klemmen und/oder Puffern, da diese im Allgemeinen für diesen Zweck verstärkt werden. Wenn es sich nur um ein einfaches Digital handelt Sensorleitung können Sie Ihre Schaltung oft um einen großzügigen Widerstand auf beiden Seiten des externen Sensorelements herum entwerfen, wodurch die Wirkung von eingehenden EMI abgeschwächt wird.
Wenn Sie ein Netzteil außerhalb Ihrer Box verlegen müssen, stellen Sie sicher, dass es nicht direkt mit Ihren internen Stromschienen verbunden ist. Irgendwann WIRD es jemand in der Feldverkabelung kurzschließen (meiner Erfahrung nach werden es viele Leute tun). Sie sollten zumindest eine Sicherung und eine gewisse EMI-Filterung (X-Kappen, Y-Kappen zur Erdung und eine Gleichtaktdrossel) verwenden. Bei einem Produkt mussten wir 12 VDC-Strom vom Gerät beziehen, und wir fanden, dass die beste Option darin bestand, einen isolierten DC-zu-DC-Wandler mit automatischer Überstromabschaltung und Reset einzubauen. Dies bedeutete, dass das Gerät, wenn der Kurzschluss entfernt wurde, den Betrieb unbeschadet wieder aufnehmen würde.
Es gibt noch viele weitere Dinge, die man vorschlagen könnte, und all dies erhöht die Kosten und die Komplexität, aber eine Lektion, die Sie auf die harte Tour oder auf die einfache Weise lernen können, ist: Robustheit ist nie billig
Jeder externe Draht kann Störungen oder EMI in Ihr Gehäuse einspeisen. Das größte Risiko sind lange freiliegende Drähte.
Der beste Schutz nach der Verwendung von geschirmten Paaren oder verdrillten Paaren ist ;
Verringern Sie die Eingangsimpedanz und erhöhen Sie die Serienimpedanz, um den Strom von erwarteten kV-Impulsen zu begrenzen, und fügen Sie beiden Schienen an jedem externen Pin mehr Klemmdioden hinzu. dies läuft auf das Hinzufügen eines RC-Filter-Eingangsfilters hinaus.
Wenn Sie Hochspannungstransienten erwarten, muss der Widerstand für eine ähnlich hohe Spannung ausgelegt sein.
Wenn die Schaltung niederohmig ist, können LC-Filter Transienten effektiver ohne DC-Verlust unterdrücken.
Berechnen Sie die Dämpfung und den Strom Ihres neuen Filters unter der Annahme einer 10-kV-100-us-Transienteninduktion, nicht eines direkten Treffers.
Samuel
Andi aka