Чому підірване гаряче підключення і як запобігти?

Я багато разів раніше робив дуже дурну помилку з гарячим підключенням матеріалів. Моя проблема полягає в тому, що я кинувся, і мені просто так просто забути, що у мене підключений Arduino або якийсь інший дорогий інтелектуальний або апаратний апарат.

Сьогодні я підключив ШІМ-вхід мого ESC до цифрового штифта Arduino. Я побачив, як чарівний дим рятується. До побачення група цифрових штифтів! Я зараз ненавиджу себе.

Чому речі не люблять бути гарячими?

Чи є простий спосіб я захиститись від цього?

Ще два ефекти, окрім уже згаданих, можуть порушити дуже делікатну схему:

-Захищені кабелі та коаксіальні кабелі - це фактично конденсатори, які можуть утримувати заряд. Цей заряд може неправильно трактуватися як сигнал і спричинити небажані зміни стану (наприклад, збій процесора) або навіть ...

-Лючпінг. При роботі з ІС деякі типи незахищених входів CMOS не можуть витримати напруги вище напруги живлення навіть на мікросекунди, оскільки це спричинить позитивний ефект зворотного зв’язку (весь пристрій раптом виглядає як тиристор із застосованими цими напругами), залишаючи пристрій у розбився стан або навіть виступає в якості короткого замикання через його рейки живлення.

Зауважте, що два шпильки з обох боків довші, а два в центрі - коротші. Це забезпечує з'єднання в належному порядку (а також розривається в належному порядку при від'єднанні від мережі).

Якщо роз'єм не призначений для гарячого підключення, такої гарантії немає.

Потрібне замовлення:

• По-перше, Земля / щит.

Це гарантує, що обидві сторони домовляються про те, що таке "0В", а також безпечно розряджають будь-яку статичну електрику. Іноді видно крихітну іскру. Ви не хочете спочатку підключати шпильки, чутливі до ОУР!

• По-друге, джерело живлення.

• По-третє, сигнали

Порядок дуже важливий. Ви дуже хочете уникати прикладання напруги до сигнальних штифтів нежитого мікросхеми, оскільки струм буде протікати через захисні діоди ESD, а мікросхема буде живитись від своїх штифтів IO. Це може пошкодити чіп.

Крім того, якщо земля підключається останньою, то сигнальні лінії замість цього будуть діяти як заземлення, і в них буде текти струм. Якщо пристрій містить 3V3 мікросхеми, що живляться від LDO від + 5V від USB, а земля не підключена, хто знає, якими будуть напруги всередині пристрою ...

Прекрасний приклад того, як НЕ робити це - аудіороз'єми RCA.

Зверніть увагу, як наконечник спочатку зв’яжеться. Я впевнений, що ви робили це раніше. Гучномовці випускають дуже гучний гул, доки підключення підстав немає.

чому речі не люблять бути гарячими?

Це тому, що штифти з'єднуються в неправильному порядку.

Оскільки ви згадуєте про ESC, я думаю, у вас є напруги та струми досить великі для смаження деяких мікросхем. У такому випадку, якщо спочатку не з'єднати землю, це може дійсно нашкодити ...

чи є простий спосіб я захистити від цього?

Використовуйте роз'єм, який захищений від гарячої розетки. Якщо він не несе джерело живлення, а лише сигнали та землю, то на сигнальних лініях ви можете піти з резисторами великого значення ... але це хак.

На жаль, такі роз'єми дуже рідкісні. Заголовки, подібні до тих, що використовуються для ардуїно, розроблені як частина готового продукту, яка буде підключена лише під час виготовлення, тому вони не будуть безпечними.

Бездротові роз'єми будуть доступні за звичайними стандартами (USB, HDMI, що завгодно), але це не те, що потрібно для вашої програми.

Отже, я думаю, ви зациклювались робити це обережно, вимкнувши живлення, перш ніж возитися з ланцюгом ...

Гаряча заміна погана з кількох причин:
1) Якщо ви підключите Vcc до того, як струм заземлення може надходити у вашу ланцюг аномально. Наприклад, якщо підключений Vcc і цифровий або аналоговий штифт перед заземленням, живлення може надходити у Vcc і з штиря, потенційно коротко замикаючи цей контакт, і вигоряючи цю частину ланцюга.

2) Може спричинити "коричневе вимкнення" від тимчасового падіння напруги на системній шині або джерелі живлення.

3) При відключенні індукторів в ланцюзі або кабелях можуть виявлятись високі напруги, якщо їх відключити.

(У мене був кабель, який не можна було замінити гарячою на виробі, який службові повторювачі нагрівали б випадково. Через взаємну індуктивність кабелю (і неправильну конструкцію кабелю з прямими проводами, що проходять поруч один з одним на метр або близько того) ) це вибухне цифровими драйверами з обох боків кабелю. Після подальшого огляду було виявлено, що при відключенні кабелю цифрова лінія CMOS підніметься до 7В!)

Я також мав великий успіх у здійсненні обох стратегій нижче. Одне, що ви можете зробити в дизайні, якщо ваша система власної гарячої заміни - це знайти стандартний роз'єм (я використовував sca2 для своєї шини, але ви можете використовувати sata або інший галузевий стандартний роз'єм, просто переконайтеся, що люди розуміють, що вони не можуть підключити інші речі в нього).

Схема підзарядки:

Для обмеження струму струму на пристрій може використовуватися довгий контактний резистор та обмежувач струму. Довгі шпильки спочатку товаришуються; обмеження струму повинно бути встановлено таким чином, щоб рейки живлення системи перебування залишалися в межах специфікації, але пристрій заряджається належним чином до того, як шнури живлення та сигналу підключаться. Необхідно бути обережним при виборі значення резистора перед зарядкою. Наступні сценарії показують деякі поширені проблеми: Якщо значення резистора перед зарядкою занадто мало, пристрій все одно буде надто сильно струмувати при вставці, внаслідок чого падіння силових рейок системи поза регулюванням.

Контролер гарячої заміни

IC контролер гарячої заміни контролює струм напруги на пристрій. Контролери гарячої заміни, як правило, включають електронне запобіжник, і у додатках з високим струмом може бути важко відрізнити струм струму від короткого замикання. Компоненти коштують дорожче, ніж резистори попереднього заряду, а в деяких випадках використання більш активних компонентів у системі може викликати сумніви щодо надійності.

Зображення та текст: Джерела дизайну для гарячого заміни

Це дійсно залежить від схеми, а в деяких випадках і від самого роз’єму.

Коли ви щось від'єднуєте або підключаєте, з'єднання не відбуваються одночасно. Це означає, що під час процесу існує непередбачуваний стан зв'язку. Деякі з цих з'єднань можуть поставити великі напруги або великий струм там, де ви дійсно не хочете, щоб вони були. Гірше, що з'єднувачі зазвичай жорсткі, це означає, що користувач розмахує ними навколо, щоб вони розійшлися, створюючи ще більше випадкових дій і перерв у процесі.

Деякі з'єднувачі, як-от роз'єми для крайових карток, також відомі тим, що замикають сусідні штифти під час вставлення чи виймання, перш ніж вони належним чином спарюються. Ніколи не слід думати про підключення або відключення однієї з них в гарячій формі.

Якщо все, що відключається, не хвилює, наприклад, двожильний штекер, що йде до світлодіода, за допомогою простого накопичувача, що висувається, нічого поганого не станеться, якщо ви не запхнули його за допомогою ESD. Але більшість речей не такі надійні.

Звичайно, ви можете спроектувати речі, які можна підключити до гарячої підключення, але це складний і дорогий і нефункціональний протягом більшої частини терміну експлуатації виробу, і це важко виправдати, якщо це не конкретна вимога до дизайну.

Сказавши це, системи завжди повинні бути розроблені так, що якщо річ живиться, коли датчик А не підключений, вихід B не повинен переходити в стан, який залежить від датчика. Якщо втрата цього датчика спричинить збій чи небезпеку, то необхідно встановити відповідні заходи для виявлення цієї втрати та витончено перейти у безпечний стан.

Але загалом, якщо ви дійсно не знаєте, що МОЖЕ відбутися, не нагрівайте пробку!