¿Es realmente peligrosa la electricidad estática? [duplicar]

  

¿La electricidad estática es realmente tan peligrosa?

Sí.

Los caminos conductores dentro de un IC son muy pequeños , por lo que no se necesita mucha energía para vaporizarlos.¹

Hay millones de rutas de este tipo dentro de los circuitos integrados de un Arduino, y solo hace daño a uno de ellos para romper el dispositivo. Es posible que tengas suerte y rompas alguna característica que no estás usando, pero no es una buena apuesta.

  

¿Puedo realmente destruir algo simple como un módulo Arduino si lo toco?

¿Qué te hace pensar que un Arduino es "simple"? Los microcontroladores se encuentran entre los objetos más complejos y delicados que hacen los humanos. Los huevos de Fabergé son simples y duraderos en comparación.

  

¿Cómo sucede esto?

Ocurre de la misma manera que obtienes una descarga cuando tocas un pomo de la puerta. Siempre que la ruta a través del dispositivo sea mejor para la electricidad que la fuga a través de los zapatos y el aire, tomará esa ruta.

En general, el dispositivo es un buen camino porque está enchufado a una fuente de alimentación, lo que significa que hay un camino a tierra, que es un camino de baja impedancia a un potencial de voltaje mucho más bajo.

Algunas de las patillas de entrada de un Arduino estarán protegidas contra descargas estáticas, pero probablemente no todas. Incluso aquellos que están protegidos pueden ser asesinados con suficientes golpes. La protección no hace que un pin sea invulnerable, solo le permite soportar una cierta cantidad de energía ESD. Como cualquier armadura, golpéala con suficiente energía y puedes romperla.

Sin embargo, esto no quiere decir que desenchufar el dispositivo sea una buena solución al problema. Por un lado, anula gran parte de la protección incorporada en el dispositivo, porque parte de ella funciona al desviar las peligrosas energías a tierra. Cuando desenchufa el dispositivo, quita esa ruta, por lo que ahora la electricidad se ve obligada a tomar una ruta diferente a través del dispositivo, una sin esta protección. Un dispositivo desenchufado todavía tiene otros caminos conductores que conducen a un potencial de voltaje más bajo. Tenga en cuenta que los humanos y los zapatos son malos conductores, sin embargo, logramos obtener acumulaciones estáticas y pueden ser electrocutados.

  

¿Algo más que deba saber?

Vaya a una buena tienda de herramientas electrónicas y observe todos los productos antiestáticos disponibles. Están hechos por una buena razón. Comprar algo. Usalos, usalos a ellos. :)

Footnotes:

1. El tipo de descargas estáticas que siente al tocar un picaporte oscila entre 5 kV y 15 kV, dependiendo de varios factores; ² la corriente máxima puede ser 1 A. La electricidad estática se iguala en aproximadamente un microsegundo y no pasa. tu corazón, por lo que es simplemente molesto para un humano pero potencialmente fatal para una compuerta de semiconductores.

   El cuerpo humano también puede cargar a menos de 5 kV antes de descargar. Existe un rango en el que todavía hay suficiente energía en la descarga para dañar un IC sensible, pero donde la energía es demasiado baja para que los nervios la puedan sentir.

2. El aire seco permite que el cuerpo humano almacene más carga porque se escapa más lentamente que en el aire húmedo, por lo que la energía en una descarga estática generalmente aumenta en invierno. Su tipo de zapato también afecta la cantidad de energía que puede entregar en una descarga estática, al igual que la alfombra. Entonces tiene efectos como cuán húmeda está su piel, si sus dedos tienen callos, etc.

ESD se basa en el hecho de que los objetos pueden contener una carga estática, por ejemplo. cuando los electrones son arrancados por fricción; el contacto con otro objeto crea una transferencia de carga destructiva si no se controla adecuadamente. Si reorganizar su jersey puede incendiar el tanque de un automóvil , puede estar seguro de que los ESD pueden ser peligrosos A las huellas increíblemente pequeñas en cualquier circuito integrado. Un chip bajo ESD tiene prácticamente la misma tasa de supervivencia que cualquiera que esté parado debajo de un árbol en medio de un campo durante una tormenta eléctrica.

Todo se reduce a la prevención y protección. Primero, la protección. Los tableros más difundidos como Arduino tienen protección contra ESD (tendrían un éxito muy pequeño, ya que de otra manera verían cómo las personas pueden generar descargas), y en general, muy pocos informes están hechos de tableros que no funcionan por ESD. Sin embargo, los componentes discretos, como los transistores, los excluyen, por lo tanto, si construye un circuito alrededor de esos, usted y solo usted debe asegurarse de que los circuitos estén protegidos de dichas descargas.

Generalmente, estos se basan en diodos que sujetan la tensión de entrada / drenan la energía de la entrada:

TengounacapacitaciónanualdecertificaciónenESDenmiempresa(requisitoprevioparateneraccesoalaboratorios),ynoshanmostradounadeesaspelículasdecapacitaciónantiguasenlasqueelinstructorestabausandoundetectordeESD(unalcanceconunAntenadeRFbásicamente)enexperimentos.Sesorprenderíadelofácilqueesgenerar10000V:arrastrandolospies,deslizandountrozodeplásticosobreelpapel...Inclusoloharádeslizaresoschipsfueradesustubos(sinoesunodeesossegurosESD).Ycuandosucede,laaltatensiónpuedeperforarelaislamientodelossemiconductoresyreducirdrásticamentesuresistenciadeentrada(desde10'sdeMegohmshasta100kenelvideo),sinocausauncortocircuito.Nosuenacomosifueramucho,perohazuncortodondesesuponequenohayningunoyesprobablequetucircuitonofuncione.

Porlogeneral,estoseevitamedianteelusodeunaconexiónatierraadecuada:elusodealfombrasdisipativas(niconductorasniaislantes)comosuperficiedetrabajoymuñequerasunidasmedianteunaresistenciade1Mohmintegradaparadescargascontroladaseinocuas(ysinacumulacióndecarga)deTantotucuerpocomolaunidadaprueba.Losionizadoresdeairetambiénexistenparacancelarlascargasdenoconductores,comopapelocinta.Elsueloensíesgeneralmentedeunmaterialdisipativo,atadoalareddelaTierra.