Cómo proteger al microcontrolador de la interferencia electromagnética

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Estoy trabajando con un circuito de alto voltaje (2.1 kV para la prueba del condensador del desfibrilador) y estoy controlando la fuente de alimentación con arduino, leyendo la información requerida de la computadora portátil mediante una interfaz en serie. La mayor parte del tiempo el circuito funciona bien, pero de vez en cuando durante la descarga del condensador después de la prueba, el circuito se dispara solo sin que el operador presione el botón. También a veces falla el monitor serie. Pensé que lo haría porque Linux deja de ver el puerto USB por un corto período de tiempo. El propio USB vuelve a aparecer con un nombre diferente. Supongo que sucede porque, durante la descarga, el campo electromagnético induce voltaje en mi circuito, por lo que mi pregunta es cómo proteger mi circuito contra tal influencia o quizás esté totalmente equivocado acerca de la razón.

El punto de esta prueba es medir el tiempo de carga del capacitor. El tiempo de carga definido como el tiempo desde el encendido hasta el momento en que la corriente suministrada por la fuente de alimentación se acerca a 0. Conectar habilitar1 y habilitar2 utilizando el relé habilita la fuente de alimentación, la lectura de corriente proporciona información cuando la fuente de alimentación emite aprox. cero amperios. Durante la descarga, la resistencia de descarga se conecta manualmente al DUT.

    
pregunta user6266

1 respuesta

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Si la mayor parte de la interferencia proviene de las conexiones del circuito (un esquema le ayudaría), puede agregar inductancia a las conexiones para filtrar la retroalimentación de alta frecuencia o intentar aislar el circuito de descarga y control & circuito de vigilancia. Agregar inductancia puede ser tan simple como enrollar un cable alrededor de una cuenta de ferrita. Se debe tener cuidado para garantizar que la retroalimentación esté lo suficientemente atenuada sin impedir el funcionamiento del circuito (es decir, tiempos de subida más lentos). El aislamiento óptico y físico son métodos comunes de separación de circuitos de alta y baja tensión. La separación segura de los terrenos puede ser demasiado problemática, pero aún puede mantener las rutas de retorno de cada circuito separadas durante la mayor parte de su viaje. La ruta de retorno de voltaje de puntas debe ser libre (menor inductancia). Si los esfuerzos de aislamiento no hacen el truco, se puede disminuir la impedancia de entrada de las entradas digitales problemáticas utilizando resistencias y condensadores de pull-up o pull-down. El valor de la resistencia debe ser lo suficientemente alto como para que no se impida el funcionamiento regular de la línea, es decir, el controlador puede soportar esta resistencia más baja; el condensador cortocircuita el contenido de alta frecuencia a tierra: comience con cerámica de 100 nF y trabaje hasta 10 uF si es necesario (¡inténtelo primero con nada, por supuesto!). Si el voltaje en cualquier punto excede el máximo de una parte, se puede fijar por debajo de un valor elegido utilizando algo tan simple como un diodo Zener, aunque otro (superior y más caro) TVS los sistemas / partes están disponibles. Sin embargo, esto solo protege contra daños.

Si la mayor parte de la interferencia se irradia desde las conexiones de descarga del condensador, un enfoque sería reducir la radiación en la fuente. Supongo que reducir o modificar la velocidad de descarga de la tapa (TVS) no es una opción, ya que afectaría las mediciones. Lo siguiente mejor es reducir las propiedades de propagación de los cables y las trazas que alimentan el (los) condensador (es): minimice todas las longitudes de conexión, incluida la conexión a tierra, y minimice las áreas de bucle a tierra (mantenga el retorno lo más cerca posible de la señal / alimentación). Por supuesto, la distancia física entre el controlador y el DUT ayudará.

No tengo experiencia con capas de blindaje EMI (mu-metal, etc.).

Una estrategia para omitir todo esto es apagar temporalmente el controlador durante la descarga, unos cientos de milisegundos, mientras tanto, el estado de ahorro.

    
respondido por el tyblu

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