FAQ: защита дискретных и аналоговых входов, Выборка из истории форума Опции

[man1]

Добрый день.
Подскажите плз как проще защитить ногу контроллера AVR к которой припаивается кнопка на проводе около 10м.
По хорошему лучше сделать два мероприятия
1).Я думаю соединять контроллер и кнопку через оптопару , а питание оптопары делать развязанным от питания контроллера,
2). также добавить на вход сигнала от кнопки на оптопару стабилитрон между входом и землей , и два диода Шотки также на вход оптопары между землей и входом и входом и питанием , ну и еще сопротивление также на вход.
Вопрос можно ли обойтись без оптической развязки , только вторым мероприятием.
Поскольку DC/DC трансформатор для первого мероприятия достаточно дорог.
Да 10м провода управления для кнопки будут лежать в одном канале с силовым проводом 220В.
Или може у уважаемого All есть другие варианты ?

[Lmx2315]

http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t19103.html

[man1]

http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t19103.html

спасибо познавательно, я так понял эмитерный повторитель поставить советуют.
А вот если без DC/DC трансформатора , взять только одну оптопару , + защитные диоды и входной сигнал от кнопки через сопротивление на оптопару , как считаете по надежности с учетом 10м сигнального провода с кабелем питания лежит приемлимо?
Может есть спец микрухи желателдьно с тригером Шмидта для моих целей , задачка то вроде тривиальная , хочется узнать как грамотные люди делают. А то может я "из пушки по воробьям" со своими оптопарами и DC/DC трансформатором.

[=AK=]

Подскажите плз как проще защитить ногу контроллера AVR к которой припаивается кнопка на проводе около 10м.

Вот так:



И нефиг зря бомбить, ни оптопары не нужны, ни эмиттерные повторители, это все танцы с бубном от недостатка опыта и знаний. Представленная схема защитит пин проца от любых помех и издевательств, вплоть до втыкания провода, идущего к кнопке, в сетевую розетку (только резюки должны иметь соотв. мощность, чтоб не сгорели).

Если хотца по возможности избежать ложных срабатываний из-за наводок на провод при разомкнутой кнопке (хотя это элементарно лечится программным способом), а рассеиваемой мощности не жалко, то следует уменьшать номинал R2. Совсем дубовые и тупые устройства юзают резюки в полкилоома и даже менее, особенно если кнопка очень грубая. А для нежных кнопок малый номинал может вызвать обгорание контакта.

Параллельно D2 можно включить керамический кондерчик, чтобы совсем придушить наносекундные помешки. Но вообще-то это баловство, и без него все будет тип-топ.

[man1]

Огромное спасибо за совет так и сделаю!

[zltigo]

вплоть до втыкания провода, идущего к кнопке, в сетевую розетку (только резюки должны иметь соотв. мощность, чтоб не сгорели).

Очень интересно узнать, кто всосет сотню mA влетаюшие на питание контроллера из розетки и пробовали-ли для начала посчитать "соответствующую мощность" .
А то, что реальные резисторы имеют еще и емкость (это я на импульсные помехи намекаю), Вам известно? А диоды-то не идеальные и имеют конечное быстродействие....

[Anyola]

Очень интересно узнать, кто всосет сотню mA влетаюшие на питание контроллера из розетки и пробовали-ли для начала посчитать "соответствующую мощность" .
А то, что реальные резисторы имеют еще и емкость (это я на импульсные помехи намекаю), Вам известно? А диоды-то не идеальные и имеют конечное быстродействие....

Не должно там быть сотни мА при 220В! 22 Вт обеспечат ту или иную форму пожара! Раз суем входы данных в силовой жгут, значит, КЗ в этом жгуте надо считать штатным режимом работы.
В нижний и верхний провода "к кнопке" вставляем резисторы по 51кОм. Будет макс. 6 мА при КЗ в жгуте, которые должен съесть стабилитрон на 5.6В или ограничительный диод между VCC и GND.
О диоде обычно забывают, поскольку почему-то блок питания считают идеальным, а без защитного диода это совсем не так! На резисторе, попавшем на 220, будет выделяться 0.9 Вт - это можно рассчитать и пережить. Вход шунтируем конденсатором 0.1 мкФ, R2 устанавливаем 300кОм. Время срабатывания кнопки будет около 0.1 с, человек срабатывает дольше.

[Wise]

Вот так

..Провод 10 метров и на входе ни одной емкости? И последовательного к ней резистора?
Ну-ну..

[man1]

Не должно там быть сотни мА при 220В! 22 Вт обеспечат ту или иную форму пожара! Раз суем входы данных в силовой жгут, значит, КЗ в этом жгуте надо считать штатным режимом работы.
В нижний и верхний провода "к кнопке" вставляем резисторы по 51кОм. Будет макс. 6 мА при КЗ в жгуте, которые должен съесть стабилитрон на 5.6В или ограничительный диод между VCC и GND.
О диоде обычно забывают, поскольку почему-то блок питания считают идеальным, а без защитного диода это совсем не так! На резисторе, попавшем на 220, будет выделяться 0.9 Вт - это можно рассчитать и пережить. Вход шунтируем конденсатором 0.1 мкФ, R2 устанавливаем 300кОм. Время срабатывания кнопки будет около 0.1 с, человек срабатывает дольше.

Вот так? правильно понял? файл прикрепил

Прикрепленные файлы

 circuit_but.bmp ( 316 килобайт ) Кол-во скачиваний: 33

 

[=AK=]

Очень интересно узнать, кто всосет сотню mA влетаюшие на питание контроллера из розетки

Например, транзорб на шине питания. Или TL431.

и пробовали-ли для начала посчитать "соответствующую мощность" .

Как вариант, резистор R2 на моей схеме можно поставить fusible, чтобы он благополучно перегорел. Ну а R1 можно и увеличить килоом до 100.

А то, что реальные резисторы имеют еще и емкость (это я на импульсные помехи намекаю), Вам известно?

Еще мне известно, что диоды имеют емкость, пин микросхемы имеет емкость, монтаж тоже имеет емкость, причем на порядки величины большие, чем проходная емкость резистора.

Для справки:
- проходная емкость двух последовательно включенных резисторов составит примерно 0.1 - 0.2 пФ (топикстартеру на заметку: проходная емкость оптрона составляет примерно 0.5 пФ)
- емкость диода 1N4148 составляет до 4 пФ
- входная емкость пина микросхемы - примерно 5...7 пФ (у некоторых доходит до 20 пФ)
- емкость монтажа - единицы пФ

А диоды-то не идеальные и имеют конечное быстродействие....

Поэтому они выключаются с запаздыванием. К защите от помех это не имеет отношения, для защиты они должны быстро включаться. Что они, собственно, с успехом и делают.
Причем, чем "дубовее" диод, тем больше у него емкость (это я тоже на импульсные помехи намекаю).

[ae_]

Вот так? правильно понял? файл прикрепил

Схемы лучше сохранять в формате PNG-8 или GIF.


Так предлагает Anyola, если я правильно понял.

[Anyola]

Вот так? правильно понял? файл прикрепил

R2 надо перенести правее, присоединить к С4. Катод стабилитрона надо присоединить к +5В - нужно для того, чтобы не допустить опасного превышения питания, если на R1 попадет +300В относительно GND. Стабилитрон откроется на 5.6В, а максимально допустимое 6.5.
Еще стОит R3 увеличить до 10К. При открывании D1 или D2 на входе МК будет на +0.6В выше VCC или на -0.6В ниже GND. Разрешено 0.3В, но это для того, чтобы внутренние диоды на входе не открылись. При последовательных 10К пусть открываются, ничего не повредится. А еще лучше вместо D1 и D2 поставить двойной диод Шотки (например BAT54S) с последовательным соединением.
Никаких предохранителей здесь не должно быть, утечки в жгуте случаются часто, и если предохранители менять, эксплуатация устройства будет разорительной.

[=AK=]

Вот так? правильно понял? файл прикрепил

Стабилитрон в этом месте бесполезен. Его надо включить с шины питания на землю, чтобы от него была польза.

Увеличив подтягивающий резистор до 300 кОм, вы создаете условия для того, чтобы 10-метровый провот провод хорошо ловил сетевые наводки. В принципе это не страшно, но ваша программа должна уметь их хорошо фильтровать, чтобы исключить ложные срабатывания. А фильтрация требует времени, так что нажатую кнопку вы сможете обнаружить только с большим запаздыванием.

В вашей схеме резистор R4 помимо пользы несет две вредных функции:
- При нажатой кнопке он не дает входному сигналу уменьшиться до нуля. С приведенными номиналами при нажатой кнопке уровень лог. "нуля" на входе проца составит 0.73 В, что достаточно близко к макс. уровню лог. "нуля" для AVR, которое составляет 0.2 Vcc = 1 В.
- При нажатой кнопке внешние сетевые наводки могут наводиться на 10-метровый провод почти так же хорошо, как при отжатой.

Я бы посоветовал уменьшить R2, R4 насколько можно, обеспечив отношение R2/R4 не менее 10. В конце концов, втыкание входного провода в разетку вряд ли является штатным режимом работы.

Так предлагает Anyola, если я правильно понял.

Эта схема имеет полное право вообще не работать, т.к. при нажатой кнопке уровень лог.0 на входе AVR составит 1.26 В

[man1]

поправил с учетом всех замечаний, получилось так:
Посмотрите плз все ли учел?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

Посмотрите плз все ли учел?

Нет, не всё.

[=AK=]

Посмотрите плз все ли учел?

Ув. Herz прав, не все:

[man1]

Нет, не всё.

А что уажаемый All скажет по поводу вот такой схемы, с позиции надежности.

Ув. Herz прав, не все:

Спасибо понял, R2 не туда присоединил.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

А что уажаемый All скажет по поводу вот такой схемы, с позиции надежности.

В отличие от обсуждавшейся ранее схемы, эта гарантированно сгорает даже при кратковременном попадании сетевого или какого-либо питающего напряжения на провод кнопки. При этом стоимость компонентов больше, а преимуществ нет никаких.

Если хотите бессмысленно потратить деньги, я вам еще более навороченную схему могу представить, которая работает еще хуже.

[man1]

В отличие от обсуждавшейся ранее схемы, эта гарантированно сгорает даже при кратковременном попадании сетевого или какого-либо питающего напряжения на провод кнопки. При этом стоимость компонентов больше, а преимуществ нет никаких.

Если хотите бессмысленно потратить деньги, я вам еще более навороченную схему могу представить, которая работает еще хуже.

Все понял , огромное спасибо останавлюсь на этой, пойду паять...

Прикрепленные изображения

 

[man1]

Все понял , огромное спасибо останавлюсь на этой, пойду паять...

А ногу контроллера AVR соответственно конфигурирую на вход и подтягиваю внутренним сопротивление к питанию, правильно?

[Xenia]

А ногу контроллера AVR соответственно конфигурирую на вход и подтягиваю внутренним сопротивление к питанию, правильно?

Неправильно . На схеме подтяжка уже стоит - 20K. Внутренную подтяжку уже включать нельзя, т.к. через проходной резистор в 51К "поддтяжное" напряжение не удастся закоротить на землю настолько, чтобы оно упало ниже порога срабатывания.

[man1]

А ногу контроллера AVR соответственно конфигурирую на вход и подтягиваю внутренним сопротивление к питанию, правильно?

Спаял, попробовал вот эту
при нажатии на кнопку на пине АВР напряжение падает только на два вольта , т.е на пине 3В при питание в 5В , соответственно кнопка не работает , сопротивление R4 выкинул эффект тот же. первоначальная схема предложенная "=AK=" работает, где R2=3.3к , а R1=10k
Попробую испытать в режиме помех при помощи ЛАТРа и напильника.

Неправильно . На схеме подтяжка уже стоит - 20K. Внутренную подтяжку уже включать нельзя, т.к. через проходной резистор в 51К "поддтяжное" напряжение не удастся закоротить на землю настолько, чтобы оно упало ниже порога срабатывания.

Точно в этом дело было , внутренний подтягивающий резистор не давал на ноль ногу замкнуть.

Прикрепленные изображения

 

[zltigo]

Например, транзорб на шине питания. Или TL431.
...
Как вариант, резистор R2 на моей схеме можно поставить fusible, чтобы он благополучно перегорел.

Хорошо, что Вы теперь стали начитаннее.
Только о диодах Вы знаете еще мало .

Стабилитрон в этом месте бесполезен. Его надо включить с шины питания на землю, чтобы от него была польза.

Глупость этот стабилитрон будет пробиваться оооооччееень медленно. Смысл использования стабилитронов только если они уже находятся в состоянии пробоя. Правда по схеме 3,3V стабилитрон влуплен прямо на 5V - пробит он точно будет, только вот кто первый загнется источник питания или стабилитрон можно только гадать. Точно можно сказать, что до кнопки дело не дойдет

[Vasily_]

Правда по схеме 3,3V стабилитрон влуплен прямо на 5V - пробит он точно будет, только вот кто первый загнется источник питания или стабилитрон можно только гадать.

Стабилитрон стоит там почти нормальный 5.1V правда толку от него никакого.

[=AK=]

Только о диодах Вы знаете еще мало .

Из ваших намеков следует, что вы полагаете, будто бы медленные диоды "не успеют" защитить вход от быстрых (наносекундных) помех, я вас правильно понял? Для меня это новость, хотелось бы услышать обоснование. Поделитесь своими знаниями, раз уж вы так много знаете о диодах.

Смысл использования стабилитронов только если они уже находятся в состоянии пробоя.

На шине питания в большом кол-ве присутствуют развязывающие емкости, вследствие чего быстродействие клампера (стабилитрона или TL431) не играет рояли. Кроме того, пробой происходит быстро, а трансилы вообще пробиваются за время порядка пикосекунды.

Замечу, что разработчики ПП устройств защиты дифф. линий (LVDS, USB) от помех используют схему, состоящую из диодного мостика и стабилитрона. И, о ужас, даже не заморачиваются рекомендовать подавать на стабилитрон смещение, не говоря уж о том, чтобы вводить его в состояние пробоя. Жаль, вас среди разработчиков не было, вы бы рассказали им много интересного о диодах и стабилитронах.

[zltigo]

Замечу, что разработчики ПП....

Вы ведь тоже считаете себя разработчиком? Так вот и они считают . Ну не ставят на LVDS стабилитроны и мостики. Там специализированные чипы которые только на функциональной схеме похожи. И они предназначены для зашиты исключительно от статики.

[=AK=]

Там специализированные чипы которые только на функциональной схеме похожи.

Расскажите, будьте любезны, что же у них на самом деле внутри вместо диодов и стабилитрона. И, самое главное, в чем состоит принципиальная разница.

[muravei]

Смысл использования стабилитронов только если они уже находятся в состоянии пробоя.

Смысл бы был , если стабилитрон был на 4,7в , а с 5в на него резистор, вводящий его в это состояние.

Вообще есть быстродействующии защитные диоды , в которых последовательно, в прямом направлении, стоит обычный с малой емкостью.

[zltigo]

Расскажите, будьте любезны, что же у них на самом деле внутри вместо диодов и стабилитрона.

Полупроводниковая структура описываемая моделью из "диодов" и "стабилитронов".

И, самое главное, в чем состоит принципиальная разница.

Принципиальная разница в том, что эта структура близка В УСЛОВИЯХ ОПИСАННЫХ производителем к своей идеальной модели. При этом назначение этой структуры - защита от статики, причем в достаточно на самом деле мягких условиях. Для защиты от чего попало типа 220, электрошокеры не годится.

[=AK=]

Полупроводниковая структура описываемая моделью из "диодов" и "стабилитронов".

А в даташитах на реальные приборы прямым текстом говорится о диодах и стабилитронах. Безо всякого словоблудия.

[ferio]

Доброго дня.
Имеется самодельный домофон на МК MEGA32. Для управления домофоном используется DS1990(в народе таблетка) по шине 1wire. Задача - защитить порт микроконтроллера( и сам МК), на который заведен считыватель ключей TouchMemory , от возможной порчи. Например, от разряда электрического шокера.

Поставил на шину TVS SMBJ5.0(1). После чего были проведены эксперименты.
В результате при воздействии шокером 50кВ порт остается целым, продолжает функционирование.
При воздействии шокером 80кВ МК продолжает работать, но порт выгорает.

Пробовал использовать газовый разрядник(90V), включенный по схеме, как на рисунке 2. В кач-ве диодов 1N4007. Результат аналогичен, 50 кВ держим, 80кВ горит порт.

Посоветуйте, что можно предпринять в данной ситуации, как организовать защиту должным образом?

1

2

Сообщение отредактировал ferio - Jun 30 2011, 13:10

[kovigor]

Посоветуйте, что можно предпринять в данной ситуации, как организовать защиту должным образом?

Остановиться на достигнутом. У того же Метакома - примерно такая же схема:

http://imageshost.ru/links/b68626465bfc561a9e1daa3b6c4b1e6b

http://monitor.espec.ws/section8/topic121810.html

Вандалы обычно ломают домофон совсем не так. Они обрывают домофонный кабель, или просто прилепливают жвачку или монетку на пластину или электромагнит. Строить суперэффективные защиты от сотни киловольт лично я смысла не вижу. Если очень хочется - сделайте опторазвязку ...

P.S. А медленным 1N4007 в этой схеме точно не место

[Alexashka]

10 Ом явно маловато. 1Ком минимум, а лучше 10ком. После диода (перед портом контроллера) поставить еще один такойже резистор.

[goodwin]

10 Ом явно маловато. 1Ком минимум, а лучше 10ком. После диода (перед портом контроллера) поставить еще один такойже резистор.

Тогда уж и 100 кОм пойдет - один хрен работать не будет

[Alexashka]

Тогда уж и 100 кОм пойдет - один хрен работать не будет

Поч? там разве не микроамперы?

ЗЫ. Ну 10ком я загнул конешн . Если пулап резистор 10ком, то защитные в сумме можно взять до 1ком. Скажем 2 по 330 Ом. Тогда по входу контроллера еще диды шоттки на землю и питание. Должно сработать

[KARLSON]

Если питание на iButton (судя по схеме) поступает через подтянутый резистор в контроллере (у которого большой допуск и кОм 50 наверное), то такой совет явно не поможет. Заведите питание отдельным резистором. Тогда после цепи питания уже можно ставить и резисторы.

[Alexashka]

<br />Если питание на iButton (судя по схеме) поступает через подтянутый резистор в контроллере (у которого большой допуск и кОм 50 наверное), то такой совет явно не поможет. Заведите питание отдельным резистором. Тогда после цепи питания уже можно ставить и резисторы.<br />

<br /><br /><br />
Ну почемуже, как раз наоборот. Чем больше сопротивление подтяжки, тем больше можно делать сопротивление в защитной цепи. Для случая 20кОм pull-up (минимальное для данного MCU) и 5В имеем: i=5/20=0.25ма, Rmax=0.2*5/0.25 = 4кОм. Так что 2-3кОм реально можно сделать.

[xemul]

Ну почемуже, как раз наоборот. Чем больше сопротивление подтяжки, тем больше можно делать сопротивление в защитной цепи. Для случая 20кОм pull-up (минимальное для данного MCU) и 5В имеем ...

Вы бы попробовали сначала (китайскую) таблетку с 20 кОм подтяжкой прочитать.

ТС'у, если он хочет обойтись единственной ногой контроллера на ванварь, могу только предложить попробовать поставить последовательно две цепочки R-TVS (внешний TVS на 50..100 В; резисторы 50..100 Ом, чем длиннее, тем лучше; на плате развести это длинной кишкой с землёй по бокам; пулл-ап у контроллера 1..2 кОм) и надеяться, что мощи шокера не хватит для выжигания TVS'ов в обрыв.
Можно ещё оценить частоту таких неприятностей, затраты на гарантийный ремонт и принять решение о экономической (не)целесообразности таких наворотов.

[тау]

xemul правильно написал о том что резисторы должны быть длинные , чипы тут не катят на входе. TVS не катят /
но топикстартер куда то делся , если появится еще секрет скажу.

[=AK=]

А медленным 1N4007 в этой схеме точно не место

Не говорите ерунды. "Медленный" 1N4007 потому, что закрывается с запаздыванием. А открываются все эти "медленные" диоды так же быстро, как и любые другие. Поэтому 1N4007 в схеме защиты были бы вполне уместны. Правда, в схеме топикстартера они поставлены совершенно бездарно туда, где от них вообще нет никакого проку.

[xemul]

xemul правильно написал о том что резисторы должны быть длинные...

Я только умолчал, что на 80 кВ нужно пару - по пол-метра каждый и в масле. Но это уж пусть они сами думают.

TVS не катят /

Почему?

но топикстартер куда то делся , если появится еще секрет скажу.

Скажите нам, мы ему потом перескажем с соблюдением райтов и лефтов.

[ferio]

очень приятно увидеть живой диалог по своему вопросу.
теперь попытаюсь расставить по пунктам.
1)по поводу подтяжки, линия подтянута к питанию через внешний резистор 4.7k. схемку поправил.
2)согласен полностью с kovigor, что смысла строить защиту, которая бы выдерживала любой(условно) разряд нет смысла. НО если исходить из вероятностей, то можно руководствоваться тем, что доступно "вредителю" и может быть в его арсенале. а именно
- пьезоэлемент от зажигалки
- шокер 50кВ
- шокер 90кВ
- заряженный, от сети ~220V, конденсатор
- подача на считыватель фазы 220V
- "самодельные" шокеры, тут конечно можно и 150 и 200кВ сделать
Задача сводится к тому, чтобы первые четыре пункта домофон(МК) мог переносить без повреждений, в дальнейшем функционируя. А последние два пускай и "колечили" бы защитные элементы, но не давали порту МК сгореть или самому МК зависнуть. Т.е. ремонт после "вредительства" обходился бы не в 3-4$(стоимость МК), а ,например, в 0.5$.


Сообщение отредактировал ferio - Jul 1 2011, 10:27

[xemul]

Т.е. ремонт после "вредительства" обходился бы не в 3-4$(стоимость МК), а ,например, в 0.5$.

имхо, дешевле вынести ванварь в отдельный контроллер стоимостью $0.5, чем городить в серии изрядно дорогой огород, которым от п.п. 2,3 спастись сложно (если там действительно живут озвученные вольты).

[=AK=]

Я бы поставил такую защиту, начиная со считывателя iButtona

- проволочный резистор 10-50 Ом
- газовый разрядник на землю
- еще один проволочный резистор 10-50 Ом
- TVS на землю
- резистор на 100 Ом (лучше проволочный или объемный углеродный)
- клампирующие диоды на землю и питание (можно и 1N400x), к этой же точке подключается пулл-ап резистор
- обычный резистор на 100 Ом - и к ноге микроконтроллера

И с землями был бы очень-очень осторожен, от их разводки сильно зависит защищенность.

[тау]

- пьезоэлемент от зажигалки
- шокер 50кВ
- шокер 90кВ
- заряженный, от сети ~220V, конденсатор

на входе должен быть конденсатор, его емкость выбирается из компромисса - чтоб прОтокол работал (емкость поменьше), чтоб энергия высоковольтного импульса падала вначале на этой ёмкости (побольше ёмкость). Тогда резко ограничивается высоковольтность приложенного импульса, особенно электростатического происхождения. Насчет полуметровых резисторов в масле - особого смысла нет, так как контакт считывателя имеет зазор сигнал-земля, по которому основной ток импульса замкнется, длина резистора должна быть раз в 5 больше этого зазора и его при этом не перекроет по поверхности. Потому что если перекроет - дальнейшие TVS или стабилитроны или даже защитные диоды уже бессильны.

Заряженный конденсатор от ~220В с довольно большой энергией должен её рассеять на теле резистора , Попробуйте SQM ватт на 10. Он для емкостей до 100 мкф жив останется, а придурки бОльшую емкость вряд ли будут использовать. Для случая с таким конденсатором необходим последующий диодный ограничитель с большим током .

[ferio]

Сегодня на скорую руку(использовали только 80кВ шокер) был проведен опыт. Схема включения - предложенная =AK=, (с небольшими упрощениями). Сначала пробовали без клампирующих диодов = порт и МК оставались живыми, но после 3-4 секунд непрерывного воздействия МК перезагружался, затем были установлены 1n4007 = порт и МК остаются живы, железо продолжает нормальное функционирование даже после длительного (10сек++) воздействия шокером.
К сожалению, эксперимент не полон, в ближайшее время проведем его более досконально. О результатах сообщу.

Сообщение отредактировал ferio - Jul 6 2011, 16:35

[Microwatt]

А причем тут 1Wire?
В стандарте на шину нет никаких шокеров. Вы хотите создать свой , оригинальный интерфейс - создайте.
Перефразируя Бисмарка, на любую Вашу хитрость злоумышленник ответит непредсказуемой глупостью.
Сегодня устоите перед шокером, я завтра вместо детского шокера найду другой эффективный способ вывести ее из строя, если она мне доступна.

[uriy]

Имеется плата с напряжением питания 3,3 В. Эта плата будет подключаться к другой, источник питания находится на другой плате. Хотелось бы защитить свою плату от случайного перенапряжения. Судьба источника питания мне безразлична, главное чтобы на мои микросхемы не пришло более 3,3 В. Время срабатывания не более единиц миллисекунд. Кто на чем делает такую защиту? Наверняка это TVS диоды. Как его самого защитить от перегрева, возможно ему придется долгое время шунтировать питание. Максимальное напряжение которое теоретически может попасть на мою плату это 12В.
Хотелось бы узнать конкретные названия элементов.

[one_eight_seven]

TVS - диоды не рассчитаны на долгую нагрузку, лучше зашунтировать тиристором.

[kovigor]

TVS - диоды не рассчитаны на долгую нагрузку, лучше зашунтировать тиристором.

Или поставить предохранитель в защищаемую цепь перед этим TVS, как это уже много лет делают в тех же жестких дисках ...

[_Pasha]

Хороший 0,5Вт стабилитрон на 2.7В в базу транзистора TIP41, коллектор на шине питания, на входе предохранитель

[arttab]

супресор и терморезистор

[MiklPolikov]

Имеется плата с напряжением питания 3,3 В. Эта плата будет подключаться к другой, источник питания находится на другой плате. Хотелось бы защитить свою плату от случайного перенапряжения. Судьба источника питания мне безразлична, главное чтобы на мои микросхемы не пришло более 3,3 В. Время срабатывания не более единиц миллисекунд. Кто на чем делает такую защиту? Наверняка это TVS диоды. Как его самого защитить от перегрева, возможно ему придется долгое время шунтировать питание. Максимальное напряжение которое теоретически может попасть на мою плату это 12В.
Хотелось бы узнать конкретные названия элементов.

1)Вы не назвали ток потребления Вашей платы
2)Вы не назвали макс.ток, который может выдавать источник питания на 12в
3)"Время срабатывания не более мкс" - цифра сказана явно на угад. Чем больше на Вашей плате конденсатор по питанию, тем дольше его можно заряжать.
А время можно рассчитать, если известен ток, ёмкость Вашего конденсатора и макс.допустимое напряжение для микросхем.

[Signal]

Я бы поставил стабилизатор напряжения на плату и доверял ему, если к внешнему доверия нет. Никаких конкретных названий не скажу, не зная нагрузку.
И еще, что это за "случайные" перенапряжения? Не зная их природу нельзя подобрать адекватную защиту.

[Microwatt]

И еще, что это за "случайные" перенапряжения? Не зная их природу нельзя подобрать адекватную защиту.

да, так.

[Mike18]

...
Максимальное напряжение которое теоретически может попасть на мою плату это 12В.
Хотелось бы узнать конкретные названия элементов.

Кожухом защитным плату хорошенько накрыть, тогда и все 12В нипочём.
Что и сигнальным цепям, что и силовым.

[uriy]

1)Вы не назвали ток потребления Вашей платы

не более 600мА.

2)Вы не назвали макс.ток, который может выдавать источник питания на 12в

Этой информацией я сам не располагаю.

3)"Время срабатывания не более мкс" - цифра сказана явно на угад. Чем больше на Вашей плате конденсатор по питанию, тем дольше его можно заряжать.

Да время от балды. Действительно, что-то я не сообразил оценить время достижения критического напряжения на конденсаторе. Спасибо!
Кондер будет 220 мкФ, если предположить что блок питания будет давать 1А и взять напряжение заряда емкости 3,6В то время получается немногим меньше 1 мс. Я удачно написал "время срабатывания единицы миллисекунд".

И еще, что это за "случайные" перенапряжения?

Защита от дурака. Разрабатываемая плата представляет из себя модуль, который будет использоваться в других устройствах.

[Microwatt]

Защита от дурака. Разрабатываемая плата представляет из себя модуль, который будет использоваться в других устройствах.

Умный человек обязан загодя вычислить подробно все параметры дурака. Иначе, защищаться от него - дурацкая затея.

[ASZ]

Вход АЦП AD7792 внутри защищен от ESD диодами Шоттки.
Нужно ли ему дополнительно подключать диоды Шоттки снаружи?

Если да, то какие посоветуете?

[haker_fox]

Вход АЦП AD7792 внутри защищен от ESD диодами Шоттки.
Нужно ли ему дополнительно подключать диоды Шоттки снаружи?

Если да, то какие посоветуете?

Не совсем в тему, т.к. у меня АЦП в микроконтроллере. Там тоже есть диоды внутри. Но где-то читал, что следует ставить обязательно наружние. Сборки BAT54, BAV99. Есть схемы, содержащие дополнительно стабилитрон, и пару-тройку резисторов. Где-то на форуме ест. Нужно гуглить)

[Herz]

Вход АЦП AD7792 внутри защищен от ESD диодами Шоттки.
Нужно ли ему дополнительно подключать диоды Шоттки снаружи?

Если да, то какие посоветуете?

Зависит от того, к чему Вы эти входы подключать собираетесь.

[ASZ]

Зависит от того, к чему Вы эти входы подключать собираетесь.

Изолированная термопара.
Но возможны наводки от силовых цепей.

[Tanya]

Изолированная термопара.
Но возможны наводки от силовых цепей.

Экранируйте. И синфазный фильтр. И еще фильтр - термопара - не очень шустрое устройство.

[Alexashka]

Собственно просматривая различные схемы TVS защиты USB порта для контроллеров STM32F103xx обнаружил, что в одних случаях (U2 на стр.1 приложенной схемы) на питание TVS диода подается 5В, а в других (U4 на стр.4 схемы) подается 3,3В. Не пойму в чем прикол? Если высокий уровень не превышает 3,3В, тогда все ок, но в спецификации USB сказано, что высокий уровень определяется как подтяжка к напряжению не ниже 2,8В. Т.е может быть и 5? (Например с компового USB порта). Тогда нагрузка на линии D+, D- будет несимметричная.

ЗЫ. На Олимексовских отладочных платах везде заведено на 3,3В, на оригинальных платах от ST - на 5VBUS.
Кто же прав?

Прикрепленные файлы

 te_stm32f103_red_v100.pdf ( 532.82 килобайт ) Кол-во скачиваний: 117

 

[aaarrr]

Пожалуй, ST прав: по спецификации устройство обязано терпеть VBUS на линиях данных без последствий.

[Alexashka]

Пожалуй, ST прав: по спецификации устройство обязано терпеть VBUS на линиях данных без последствий.

Да, это пожалуй самое интересное -что будет с устройством при замыкании 5В VBUS на 3х-вольтовую шину

[aaarrr]

С тем устройством, что на схеме, будет плохо.

[=AK=]

Собственно просматривая различные схемы TVS защиты USB порта для контроллеров STM32F103xx обнаружил, что в одних случаях (U2 на стр.1 приложенной схемы) на питание TVS диода подается 5В, а в других (U4 на стр.4 схемы) подается 3,3В. Не пойму в чем прикол?

В даташите микросхему USBLC6-2 на фиг.14 приводятся примеры подключения, где смещение на зенер подается и 3.3В, и 5В. Поскольку смысл этого смещения состоит только в том, чтобы обеспечить обратное напряжение на диодах мостика с целью уменьшения их емкости. Для USB FS можно вообще не подавать смещения, разницы не увидите.

но в спецификации USB сказано

К спецификации USB это отношения не имеет.

[Alexashka]

В даташите микросхему USBLC6-2 на фиг.14 приводятся примеры подключения, где смещение на зенер подается и 3.3В, и 5В.

Как так? Зенер везде включен между VBUS и землей.

К спецификации USB это отношения не имеет.

Разве там подтяжка не для того, чтобы хост "узнавал" какое устройство сидит на шине -LS, FS or HS?

[ILYAUL]

Всем здравствуйте!

Поможет ли такая схема подключения МК к питанию дополнительной защитой от помех? Устройство стоит в цеху с мощными печами и прочими станками.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[kovigor]

Поможет ли такая схема подключения МК к питанию дополнительной защитой от помех? Устройство стоит в цеху с мощными печами и прочими станками.

А эти самые 5В откуда берутся ? А частоты среза фильтров вы посчитали ? Или номиналы взяты "с потолка" ? Аналоговая и цифровая земли разделены ?

[ILYAUL]

А эти самые 5В откуда берутся ? А частоты среза фильтров вы посчитали ? Или номиналы взяты "с потолка" ? Аналоговая и цифровая земли разделены ?

С блока питания другого устройсва- там профессиональная и очень хорошая защита. Будущее устройство будет находится в метрах 1.5 -2. Земли естесвенно будут разделены.
Номиналы не считал , просто обсудить сам принцип.

[ARV]

я бы вместо LC ставил бы для перестраховки RC цепочки... которые в отличие от LC не имеют резонансных пиков АЧХ... вы же не знаете, что там за помехи у вас будут? а вдруг они попадут в резонанс, и... а RC этим не страдают.

[ILYAUL]

я бы вместо LC ставил бы для перестраховки RC цепочки... которые в отличие от LC не имеют резонансных пиков АЧХ... вы же не знаете, что там за помехи у вас будут? а вдруг они попадут в резонанс, и... а RC этим не страдают.

В этом случае это единицы ОМ максимум .
Я , когда-то видел такое (про первый топик ) либо подобное в одной из application ATMEL , но за ненадобностью, в то время просто запомнил, а вот application не скачал/ Счас ищу и пока не нашёл и главное название не помню.

[kovigor]

В этом случае это единицы ОМ максимум .
Я , когда-то видел такое (про первый топик ) либо подобное в одной из application ATMEL , но за ненадобностью, в то время просто запомнил, а вот application не скачал/ Счас ищу и пока не нашёл и главное название не помню.

Такие фильтры рекомендуются в даташитах к АВРкам для AVCC. Я бы на вашем месте поискал бы схемы пром. контроллеров или регуляторов, того же ОВЕНа ()не знаю, насколько реально их найти) и посмотрел бы, как там реализовано питание ...

[KykyryzzZ]

ILYAUL Посмотри у ф.Murata есть фильтры серии BLM для цепей питания, размеры от 0603 до 1206, и токи разные (до 6 Ампер). Как раз для подобных случаев.

[ILYAUL]

Такие фильтры рекомендуются в даташитах к АВРкам для AVCC.

И не только для AVCC
Нашел - fig 4-3, но было что-то ещё.

Прикрепленные файлы

 doc1619.pdf ( 105.26 килобайт ) Кол-во скачиваний: 98

 

[Alexashka]

Всем здравствуйте!

Поможет ли такая схема подключения МК к питанию дополнительной защитой от помех? Устройство стоит в цеху с мощными печами и прочими станками.

Должна помочь, только вот не забывайте, при некотором отношении индуктивности к емкости на ножке контроллера при коммутации может возникнуть выброс в 2 и более раз больше напряжения источника. Всетаки спец.фильтры (BLM и иже с ними) предпочтительней. Ну и не забывать про наносекундные помехи, которые и по земле хорошо заходят. Опыт показал, что здесь лучше всего помогает правильная разводка.

[=AK=]

Поможет ли такая схема подключения МК к питанию дополнительной защитой от помех? Устройство стоит в цеху с мощными печами и прочими станками.

1. Бессмысленно и даже вредно ставить отдельные фильтры на каждую ножку Vcc. Если хочется поставить фильтр - ставьте один общий. Вообще же толку с этого фильтра скорей всего никакого не будет. Гораздо важнее качественно развести землю. От хреновой разводки земли фильтр по питанию не спасет, а при правильно разведенной земле почти не будет дальнейшего существенного улучшения от такого как у вас фильтра по питанию.

2. Потребление по ножке AVCC как правило настолько мизерное, что там можно с успехом поставить RC-фильтр, который бyдет работать эффективнее. В отличие от п.1 польза от этого фильтра скорей всего будет существенная и ставить его рекомендуется всегда. Его задача - фильтровать помехи от цифровых цепей.

[Neketos]

Всем привет.
Вопрос немного ламерский, но все же надеюсь на помощь :-)
Итак, есть устройство коммутирующее 110V 1500Гц (ток около 100мА). Устройство управляет параллельно подключенной емкостной нагрузкой (электролюминисцентный провод). Коммутация каждого из 10 каналов осуществляется твердотельными реле CPC1035NTR. Проблема в том, что если в одном канале происходит КЗ (а это происходит достаточно часто и является неизбежным злом) - то закорачивается ИП и остальные 9 каналов тоже перестают работать. Как изолировать КЗ от остальной схемы (т.е. чтобы остальные 9 каналов продолжали работать) максимально эффективно? Просьба больно не пинаться :-)

[ae_]

Поставить в цепь каждого канала плавкий или самовосстанавливающийся предохранитель

[=AK=]

Поставить в цепь каждого канала плавкий или самовосстанавливающийся предохранитель

Они срабатывают медленно и вряд ли помогут. А вот электронный "предохранитель" на выходе питания, с ограничением тока на уровне 150 мА и дальнейшим переходом в выключенное состояние - вполне может помочь.

[ae_]

... электронный "предохранитель" на выходе питания, с ограничением тока на уровне 150 мА и дальнейшим переходом в выключенное состояние

Да, 10 штук, после коммутатора. Если поставить только 1 электронный "предохранитель" после источника питания - получим исходный вопрос автора темы.

[Neketos]

Они срабатывают медленно и вряд ли помогут.

А какие примерно диапазоны времени (и от чего зависит) срабатывания у них? До 100 мс меня бы устроило...

Сообщение отредактировал Neketos - Aug 27 2012, 15:04

[esaulenka]

Зависит от того, что такое КЗ.
Вот, например, график на четвёртой странице: http://www.bourns.com/pdfs/mfr.pdf

Как-то делал тестовый стенд, 16 каналов, на каждый выводилось питание (потребители мелкие, по 20-30 мА). Поставил эти MF-R005, так они нифига не срабатывали, работала отсечка на общем источнике питания (подробности не помню, но, вероятно, 0.5 А).
Впрочем, всё это так и не пригодилось - защиту от неверного включения сделали орг.мерами - приклеили шлейфики к испытуемым устройствам в нужном положении :-)

[Neketos]

Эх. Не веселую новость вы сообщили. ИП у меня - импульсный, и у него тоже есть отсечка по току. Так что, подозреваю, что только плавкими предохранителями придется защищаться... А multifuse с временем срабатывания в секунды, похоже не вариант.

[Neketos]

Сегодня попробовал плавкие предохранители на мин. номинал - 100мА. Удивительно, но они не перегорают. Видимо в источнике отсечка срабатывает раньше, чем предохранитель успевает сгореть. Что делать не знаю.

[muravei]

Что делать не знаю.

Делать электронный...

[Neketos]

Делать электронный...

А поподробней можно? В какую сторону смотреть?

[muravei]

Или сделать генератор тока и вставить его в диодный мост

[Neketos]

Вот набросал схемку. Покритикуйте, пожалуйста. Будет работать? Меня смущает только то, что на открытом симисторе MOC3023 падает около 2В и CPC1035 может не закрыться.


Сообщение отредактировал Neketos - Aug 30 2012, 14:40

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ae_]

Меня смущает только то, что на открытом симисторе MOC3023 падает около 2В и CPC1035 может не закрыться.

Во входную цепь CPC1035 включить последовательно пару диодов или 1 красный светодиод, напряжение открывания будет выше 2V и симистор будет отключать нагрузку.

[batisto4ka]

Подскажите, пожалуйста, схему дискретных входов на 220 В (на оптопаре) и алгоритм опроса таких входов.

[KARLSON]

Опрашиваю по таймеру каждую мс. В массив из 50 элементов, смотрю есть ли хоть одна единица, считаю что сработал оптрон. Но есть недостаток. Ловится каждый чих.

[vladec]

Возможны варианты, самый простой - берете оптрон, например, PC817, ставите последовательно на входы пару одноватных гасящих резисторов килоом по пятьдесят, для пропускания обратной полуволны шунтируете светодиод, обычным диодом, включенным в обратном направлении и сигнал с оптрона заводите на GPIO вход контроллера, включив на нем PULLUP резистор. Имеете на входе последивательность 50 Гц импульсов низкого уровня.

[toweroff]

сигнал с оптрона заводите на GPIO вход контроллера, включив на нем PULLUP резистор.

а хватит ли pullup'а ?

[batisto4ka]

Возможны варианты, самый простой - берете оптрон, например, PC817, ставите последовательно на входы пару одноватных гасящих резисторов килоом по пятьдесят, для пропускания обратной полуволны шунтируете светодиод, обычным диодом, включенным в обратном направлении и сигнал с оптрона заводите на GPIO вход контроллера, включив на нем PULLUP резистор. Имеете на входе последивательность 50 Гц импульсов низкого уровня.

Необходимо опрашивать 50 раз в секунду вход МК и если за 1 секунду было 50 импульсов, считать что на входе есть сигнал, я правильно понимаю алгоритм?

[Егоров]

Программистам не оптрона, им вычислительной мощности процессора не хватает чтобы один логический датчик обработать
Попробуйте втиснуться в массив в 50 слов байтовых. Было бы в памяти 4к 32-разрядных и тактовая вчетверо выше - тогда кое-как.
А пока с этим отдельный 100-ножечный процессор еле справляется.
Ох-хо-хо... печаль и только.

[batisto4ka]

Программистам не оптрона, им вычислительной мощности процессора не хватает чтобы один логический датчик обработать
Попробуйте втиснуться в массив в 50 слов байтовых. Было бы в памяти 4к 32-разрядных и тактовая вчетверо выше - тогда кое-как.
А пока с этим отдельный 100-ножечный процессор еле справляется.
Ох-хо-хо... печаль и только.

зачем массив, если достаточно 1 переменной счетчика, вообще непонятны ваши опасания по поводу производительности процессора. никто вроде не говрил про какие -либо ограничения со строны МК

[Егоров]

зачем массив, если достаточно 1 переменной счетчика, вообще непонятны ваши опасания

А, таки хватает одного счетчика и пары таймеров? Тогда опасания снимаются.
Так скоро дойдем до прерывания или даже до простого опроса одного бита