Як захистити мікроконтролер від електромагнітних перешкод


13

Я працюю з ланцюгом високої напруги (2,1 кВ для тестування конденсаторів на дефібрилятор) і контролюю живлення ардуїно, читаю необхідну інформацію з ноутбука за допомогою послідовного інтерфейсу. Більшість тимчасових ланцюгів працює нормально, але раз у раз під час розряду конденсатора після випробування ланцюг спрацьовує сам, без оператора натисканням кнопки. Також іноді виходить з ладу серійний монітор. Я подумав, що це так, тому що Linux перестає бачити USB-порт на короткий проміжок часу, коли сам USB знову з’являється під іншою назвою. Я припускаю, що це відбувається тому, що під час розряду електромагнітне поле індукує напругу в моєму ланцюзі, тому моє запитання полягає в тому, як захистити мою ланцюг від такого впливу або, можливо, я зовсім помиляюся з причини.

Точкою цього випробування є вимірювання часу заряду конденсатора. Час заряду, визначений як час від включеного живлення, до моменту, коли струм, що подається за допомогою джерела живлення, наближається до 0. Підключення включення1 та включення2 за допомогою реле дозволяє живлення, струм Зчитування подає інформацію, коли джерела живлення прибл. нуль Ампер. Під час розряду розрядний резистор підключається вручну до DUT. введіть тут опис зображення


Це може бути абсолютно марною інформацією, і, на жаль, я не можу допомогти конкретно з вашою проблемою, я просто хотів би зазначити, що у мене було багато проблем із серіалом в Linux, перш ніж я перепрошив ардуїно з новою прошивкою, просто попередження якщо це спричиняє серійні проблеми.
Ел

Це теж була моя перша думка, але тестування показало, що без працюючого джерела живлення послідовний порт ніколи не виходить з ладу. Дякую за пропозицію, хоча
user6266

1
EMC означає електромагнітну сумісність, саме спеціалізація стосується того, що ви намагаєтеся. Поки я не виявив, що не можу знайти хороших посилань.
Кортук

2
Ви повинні мати змогу запустити період вибірки DSO напруг комутатора, використовуючи шип розрядного ковпачка (або, що краще: команда, яка запускає розряд), щоб перевірити ваше припущення.
tyblu

1
@Kortuk У мене немає жодних кришок для розв’язки. Це просто прототип, тому він не повністю реалізований. Я використовую ардуїно UNO. Блок живлення, який я використовую, забезпечує 5В інтерфейс. Конденсатор розряджається вручну за допомогою розрядного резистора (надалі я планую додати якесь реле розряду, якщо це вийде).
user6266

Відповіді:


7

Якщо основна перешкода надходить від ланцюгових з'єднань (схема допоможе), ви можете або додати індуктивність до з'єднань, щоб відфільтрувати високочастотний зворотний зв'язок, або спробувати ізолювати ланцюг розряду та схему управління та контролю. Додавання індуктивності може бути таким же простим, як обмотування дроту навколо феритової намистини. Необхідно бути обережним, щоб зворотний зв'язок був достатньо послабленим, не перешкоджаючи роботі ланцюга (тобто: повільніші часи підйому). Оптична та фізична ізоляція - поширені методи розділення ланцюгів високої та низької напруги. Безпечне розділення підстав може бути занадто великим клопотом, але ви все одно можете тримати зворотні шляхи кожного кола окремо протягом більшої частини їхнього шляху. Шлях повернення напруги шиповика повинен бути безперешкодним (найменша індуктивність). Якщо зусилля щодо ізоляції не допоможуть, можна знизити вхідний опір клопітких цифрових входів, використовуючи резистори та конденсатори, що піднімаються або спадаючі. Значення резистора повинно бути досить високим, щоб регулярне функціонування лінії не перешкоджало - тобто водій може підтримувати цей менший опір; конденсатор замикає на землю високочастотний вміст - починайте зі 100nF кераміки і працюйте до 10uF, якщо потрібно (спробуйте спочатку нічого, звичайно!). Якщо напруга в будь-якій точці перевищує максимум частини, можна затиснути її нижче вибраного значення, використовуючи щось таке просте, як ценеровий діод, хоча інше (вище і дорожче) конденсатор замикає на землю високочастотний вміст - починайте зі 100nF кераміки і працюйте до 10uF, якщо потрібно (спробуйте спочатку нічого, звичайно!). Якщо напруга в будь-якій точці перевищує максимум частини, можна затиснути її нижче вибраного значення, використовуючи щось таке просте, як ценеровий діод, хоча інше (вище і дорожче) конденсатор замикає на землю високочастотний вміст - починайте зі 100nF кераміки і працюйте до 10uF, якщо потрібно (спробуйте спочатку нічого, звичайно!). Якщо напруга в будь-якій точці перевищує максимум частини, можна затиснути її нижче вибраного значення, використовуючи щось таке просте, як ценеровий діод, хоча інше (вище і дорожче)Доступні системи / деталі TVS . Однак це просто захищає від пошкоджень.

Якщо основна частина перешкод випромінюється від розрядів конденсатора, одним із підходів було б зменшення випромінювання на джерелі. Я здогадуюсь, що уповільнення або інша зміна швидкості скидання кришки (ТВС) - це не варіант, оскільки це вплине на вимірювання. Наступне найкраще - зменшити властивості розповсюдження проводів та слідів, що живлять конденсатор (и): мінімізувати всі довжини з'єднання, включаючи заземлення, і мінімізувати ділянки петлі заземлення (тримати повернення якомога ближче до сигналу / потужності). Звичайно, фізична відстань між контролером і DUT допоможе.

Я не маю досвіду роботи із захисними шарами EMI (му-метал тощо).

Стратегія пропустити все це - тимчасове вимкнення контролера під час розряду, кілька сотень мілісекунд, заощаджуючи стан тим часом.


1
@ user6266, зауважте, що інші користувачі мають цінний досвід, різні ідеї та більш конкретні рішення, не в цій відповіді. Можливо, почекайте кілька днів, щоб прийняти відповідь, щоб залучити інші відповіді.
tyblu

Ти маєш рацію.
Зробить
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.