Як забезпечити безпеку мого пристрою для щоденного використання?

Я зібрав просте світло пробудження. Він має зовнішнє джерело живлення, на даний момент номінальним рівнем 7 В і 600 мА. Всередині він має Arduino та купу світлодіодів, керованих MOSFET.

Наразі це прекрасно працює, але я хотів би переконатися, що він не згорить моєї квартири, поки я не вдома. Поки що я думав про наступні особливості:

• Запобіжник, розміщений десь нижче максимального виходу джерела живлення
• Пристойний радіатор для MOSFET. Зігрівається без, але палець не палить.

Ще щось врахувати?

Редагувати: пристрій використовується в спальні. Не надто багато газу в нічний час.

Якщо це буде професійним дизайном, ви б зробили FMEA для режиму відмов та аналізу ефектів . Консультанти в костюмах і краватках пропонують вам дорогі семінари FMEA, але все це просто здоровий глузд. Викинь його.

Організуйте творчу сесію також з іншими людьми, ніж дизайнери, які присутні. Ви хочете подумати про будь-яку можливу річ, яка може піти не так з продуктом. Дизайнер повинен бути присутнім, щоб відповісти на запитання, але вона не найкраща людина, яка може зробити оцінку: кожен дизайнер вважає, що її дизайн є невдалим, а проблеми, що нехтуються під час проектування, також будуть недооцінені під час FMEA.

Коли ви перерахували речі, які можуть піти не так (це частина режиму відмови), ви додаєте стовпці для оцінки виникнення (АБО) та оцінки тяжкості (SR). Яка ймовірність виникнення невдачі і наскільки це було б погано, якби це сталося. Якщо результат відмови полягає в тому, що вогники в лігві згасають, це менша ступінь тяжкості (1), ніж тоді, коли будинок згорів би (10). Продукт АБО та SR дає номер пріоритету ризику (RPN). Сортуйте таблицю за RPN, від високої до низької, і ви знаєте, на які проблеми слід напасти спочатку.

Гаразд, це звучить як складно, і зовсім не весело. У хобі-проекті ви не хочете цим усім займатися, тоді ви можете краще переключити своє хобі на в'язання. Але принцип залишається: спробуйте оцінити, що може піти не так, наскільки погано це було б, і що ви можете зробити, щоб цього не допустити.

Запобіжник - це просте рішення багатьох можливих проблем, і саме тому ви знайдете його в більшості продуктів. Запобіжник повинен бути першою частиною, що переглядається від електромережі. Не розміщуйте його між джерелом живлення та ланцюгом, тому що він не захистить сам блок живлення (якщо тільки в ньому вже є запобіжник).
Якщо нагрівання є ризиком, ви можете надати радіатор (який, напевно, вам знадобиться в будь-якому випадку, щоб утримувати FET в специфікаціях). Якщо ви хочете отримати додаткову страховку, додайте термістор, який ви використовуєте як детектор перегріву для відключення (частини) ланцюга в разі перегріву. Зверніть увагу, що, наприклад, регулятори напруги часто мають вбудований термозахист, тому для тих, хто вам не знадобиться додатковий датчик температури.

Для отримання додаткової інформації нам знадобиться детальніше про ланцюг, але захист від перегріву та перенапруги (короткого замикання) часто охоплює більшість критичних несправностей.

Коли ви розробляєте обладнання на замовлення із захищеним від безпеки джерелом низької напруги, яке ізолюється за допомогою трансформатора, розрахованого лише на <5 Вт, ризик для безпеки для споживачів досить низький. Частіше дизайнера переймаються питаннями захисту компонентів від несправності, але добре, що ви переймаєтесь особистою безпекою. Поломка компонента може затримати живлення, для чого він повинен відповідати вимогам випробування на горючість, щоб отримати сертифікацію. Це може складатися з вбудованого захисту, такого як «Поліфуза» або резистор, що перезавантажується, запобіжника або просто вигоріти вторинну обмотку після тривалої несправності без потоку повітря.

У вашому випадку я б більше стурбований вибором правильного живлення для вашого навантаження і не використовуйте більше напруги, ніж вам потрібно, щоб падіння серії не створювало зайвого тепла. Напруги постійного струму зазвичай нерегульовані, це означає, що вони мають більш високу напругу, ніж зазначено, поки навантаження не відповідає номінальному струму. Це створює більше втрат на V * I у вашому LED-перемикачі MOSFET. Замість того, щоб постачати 7V 600mA, я можу розглянути питання про джерело живлення 5В 1А або більше, щоб мати більше світлодіодів паралельно з меншим падінням. Низький викид або регулятор LDO може бути або не потрібен Arduino, але запускати драйвери з нерегульованого джерела з необхідним фільтруванням.

Якщо на дотик не надто гаряче, не хвилюйтеся, якщо ваш LED-проводник не замикнеться. Тож для захисту MOSFET додайте запобіжник, що скидається в серію, за номінальним струмом світлодіода. Їх можна зібрати разом і коштувати два біти в невеликій кількості.

Це варті два мої копійки.