So schützen Sie den Mikrocontroller vor elektromagnetischen Störungen

Ich arbeite mit einem Hochspannungskreis (2,1 kV zum Testen von Defibrillatorkondensatoren) und steuere die Stromversorgung mit Arduino, indem ich die erforderlichen Informationen vom Laptop über die serielle Schnittstelle lese. Meistens funktioniert die Schaltung einwandfrei, aber hin und wieder löst sich die Schaltung während der Kondensatorentladung nach dem Test von selbst aus, ohne dass der Bediener die Taste drückt. Manchmal schlägt auch der serielle Monitor fehl. Ich dachte mir, dass dies der Fall ist, weil Linux den USB-Anschluss für kurze Zeit nicht mehr sieht. USB selbst taucht unter einem anderen Namen wieder auf. Ich nehme an, dass dies passiert, weil das elektromagnetische Feld während der Entladung Spannung in meinem Stromkreis induziert. Meine Frage ist also, wie ich meinen Stromkreis gegen solche Einflüsse abschirmen kann, oder vielleicht liege ich in Bezug auf den Grund völlig falsch.

Ziel dieses Tests ist es, die Ladezeit des Kondensators zu messen. Die Ladezeit ist definiert als die Zeit vom Einschalten bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich der von der Stromversorgung gelieferte Strom 0 nähert. Null Ampere. Während der Entladung wird der Entladewiderstand manuell mit dem DUT verbunden.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies könnten völlig nutzlose Informationen sein, und leider kann ich bei Ihrem Problem nicht speziell helfen. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass ich unter Linux viele Probleme mit der Seriennummer hatte, bevor ich das Arduino mit neuer Firmware geflasht habe, nur eine Warnung falls dies zu seriellen Problemen führt.
Das war auch mein erster Gedanke, aber Tests haben gezeigt, dass die serielle Schnittstelle ohne funktionierende Stromversorgung niemals ausfällt. Danke aber für den Vorschlag
EMV steht für elektromagnetische Verträglichkeit, es ist die Spezialisierung, die sich mit dem befasst, was Sie versuchen. Bis ich feststellte, dass ich keine guten Referenzen finden konnte.
Sie sollten in der Lage sein, eine DSO-Abtastperiode der Schalterspannungen mit der Kappenentladungsspitze (oder besser: dem Befehl, der die Entladung startet) auszulösen, um Ihre Annahme zu überprüfen.
Alufolienhut? ;)
@ user6266, kannst du uns möglicherweise eine Art Schaltung dessen geben, was du gerade machst? Wenn Sie derzeit eine, wie ich sie nennen würde, grundsolide Entkopplung auf Ihrer Schaltung durchführen, ist die Antwort ganz anders, als wenn Sie überhaupt keine Entkopplungskondensatoren verwenden (in Extremfällen würde ich annehmen, dass Sie sich irgendwo in der Mitte befinden). Nicht wirklich die proprietäre Schaltung, aber die Menge an Entkopplung, die Sie durchführen, und in meinem Fall muss ich wissen, welche Arduino-Leiterplatte und welche Teile Sie verwenden.
@tyblu Das ist eine gute Idee. Ich hätte vorher darüber nachdenken sollen, das Zielfernrohr zu verwenden. Ich denke, ich werde es morgen ausprobieren, nur um sicherzugehen
@Kortuk Ich habe keine Entkopplungskappen. Dies ist nur ein Prototyp, also noch nicht vollständig implementiert. Ich verwende Arduino UNO. Das von mir verwendete Netzteil bietet eine 5-V-Schnittstelle. Der Kondensator wird manuell mit einem Entladewiderstand entladen (in Zukunft plane ich, eine Art Entladerelais hinzuzufügen, wenn dies funktioniert).
@ user6266, Wenn Sie keine Entkopplungskappen verwenden, ist diese Schaltung auch als Prototyp nicht vollständig. Das ist Schritt Nr. 1.
#tyblu Ich habe den Schaltplan hinzugefügt. Können Sie mir sagen, wie ich hier Entkopplungskondensatoren verwenden würde?
Hey @ user6266, ich habe meine Antwort bearbeitet. Sie sollten es als richtige Antwort abwählen können. Hoffentlich werden andere dann ihre Einsicht verleihen.

Antworten (1)

Wenn der Großteil der Interferenz von Schaltkreisverbindungen kommt (ein Schema würde helfen), können Sie den Verbindungen entweder eine Induktivität hinzufügen, um hochfrequente Rückkopplungen herauszufiltern, oder versuchen, den Entladeschaltkreis und den Steuer- und Überwachungsschaltkreis zu isolieren. Das Hinzufügen einer Induktivität kann so einfach sein wie das Wickeln von Draht um eine Ferritperle. Es muss darauf geachtet werden, dass die Rückkopplung ausreichend gedämpft wird, ohne den Betrieb der Schaltung zu beeinträchtigen (dh: langsamere Anstiegszeiten). Optische und physikalische Isolierung sind gängige Methoden zum Trennen von Hoch- und Niederspannungskreisen. Das sichere Trennen des Geländes kann zu mühsam sein, aber Sie können die Rückwege jeder Schaltung für den größten Teil ihrer Reise immer noch getrennt halten. Der Rückweg der Spitzenspannung sollte ungehindert sein (geringste Induktivität). Wenn Isolationsbemühungen nicht ausreichen, Man kann die Eingangsimpedanz der störenden Digitaleingänge mit Pull-up- oder Pull-down-Widerständen und Kondensatoren verringern. Der Widerstandswert sollte so hoch sein, dass der reguläre Betrieb der Leitung nicht behindert wird – das heißt, der Fahrer kann diesen niedrigeren Widerstand aushalten; Der Kondensator schließt den Hochfrequenzinhalt gegen Masse kurz - beginnen Sie mit 100 nF Keramik und arbeiten Sie bei Bedarf bis zu 10 uF (versuchen Sie es natürlich zuerst mit nichts!). Wenn die Spannung an irgendeinem Punkt das Maximum eines Teils überschreitet, kann man sie mit etwas so Einfachem wie einer Zenerdiode unter einen gewählten Wert klemmen, obwohl andere (überlegener und teurer) Der Kondensator schließt den Hochfrequenzinhalt gegen Masse kurz - beginnen Sie mit 100 nF Keramik und arbeiten Sie bei Bedarf bis zu 10 uF (versuchen Sie es natürlich zuerst mit nichts!). Wenn die Spannung an irgendeinem Punkt das Maximum eines Teils überschreitet, kann man sie mit etwas so Einfachem wie einer Zenerdiode unter einen gewählten Wert klemmen, obwohl andere (überlegener und teurer) Der Kondensator schließt den Hochfrequenzinhalt gegen Masse kurz - beginnen Sie mit 100 nF Keramik und arbeiten Sie bei Bedarf bis zu 10 uF (versuchen Sie es natürlich zuerst mit nichts!). Wenn die Spannung an irgendeinem Punkt das Maximum eines Teils überschreitet, kann man sie mit etwas so Einfachem wie einer Zenerdiode unter einen gewählten Wert klemmen, obwohl andere (überlegener und teurer)TVS -Systeme/Teile sind verfügbar. Dies schützt jedoch nur vor Beschädigungen.

Wenn der Großteil der Störungen von den Kondensatorentladungsanschlüssen abgestrahlt wird, wäre ein Ansatz, die Strahlung an der Quelle zu reduzieren. Ich vermute, dass eine Verlangsamung oder anderweitige Änderung der Kappenentladungsrate (TVS) keine Option ist, da dies die Messungen beeinflussen würde. Das Nächstbeste ist, die Ausbreitungseigenschaften der Drähte und Leiterbahnen zu reduzieren, die den/die Kondensator(en) mit Strom versorgen: Minimieren Sie alle Verbindungslängen, einschließlich Masse, und minimieren Sie Erdschleifenbereiche (halten Sie die Rückleitung so nah wie möglich am Signal/Strom). Natürlich hilft der physische Abstand zwischen dem Controller und dem DUT.

Ich habe keine Erfahrung mit EMI-Abschirmschichten (Mu-Metall usw.).

Eine Strategie, um all dies zu überspringen, besteht darin, den Controller während der Entladung vorübergehend für einige hundert Millisekunden herunterzufahren und in der Zwischenzeit den Zustand zu speichern.

@ user6266, beachten Sie, dass andere Benutzer wertvolle Erfahrungen, andere Ideen und spezifischere Lösungen haben, die nicht in dieser Antwort enthalten sind. Warten Sie vielleicht ein paar Tage mit dem Akzeptieren, um eine Antwort zu akzeptieren, um andere Antworten zu erhalten.
Du hast recht. Wird beim nächsten Mal gemacht
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