¿Conectar la señal a tierra a tierra de seguridad?

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Estamos diseñando un producto que debe cumplir con las directivas de EMC. Consiste en una placa posterior de metal doblada en un chasis (el frente está abierto). En la contraportada hay un SMPS montado. y encima de esto tenemos nuestro PCB principal que tiene un plano de tierra de señal en la parte superior del PCB. Todo estará rodeado por una cubierta de plástico con algo de espacio para la interfaz de usuario en la PCB. Ver imagen para aclaración.

Todos los componentes SMD estarán en la parte posterior de la PCB, la parte frontal tiene el plano GND. El producto se conectará en una configuración maestro-esclavo a través de RS-485. Debido a que las unidades pueden estar alejadas unas de otras y estar en diferentes circuitos de la red, puede haber grandes diferencias de voltaje entre las conexiones a tierra individuales, por lo que también conectamos la conexión a tierra de la señal con la conexión RS-485.

Mi pregunta es: (¿cómo) necesitamos conectar la señal a tierra a tierra de seguridad (contraportada de metal)? Entiendo que si conectamos la tierra de la señal a la tierra de seguridad, y también conectamos la tierra de la señal individual entre las unidades, creamos un bucle de tierra.

    
pregunta BertVano

3 respuestas

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OK, tienes varios problemas aquí.

Comunicación

EDITAR: A pesar de ser diferencial, RS-485 necesita una ruta de retorno "a tierra" para manejar las corrientes de señal no balanceadas. Dado que la distancia es larga y los motivos pueden ser muy diferentes, su mejor opción es el aislamiento. Dado que no ha definido los valores de los requisitos, es imposible decirle exactamente cómo.

Aislado puede significar el dispositivo que Andy menciona u optoacoplar las entradas.

Habilitando

Nuevamente, no ha sugerido qué tipo de cableado planea usar para transportar el RS-485, específicamente si dicho cable está blindado o no, y más importante aún si los conectores que sobresalen de su placa deben estar conectados a tierra para razones de seguridad.

Si los conectores son visibles al metal, o más bien, son metálicos, deben estar conectados a tierra de forma segura al chasis.

Si los cables están blindados, el blindaje debe estar bien conectado a tierra segura, o conectado a tierra a través de condensadores de 10 nF en paralelo con una resistencia de 1Meg.

Es posible que esto último no sea posible si el conector en cuestión tiene el protector conectado a la carcasa del conector, que a su vez está conectado al conector de la unidad que ya se conectó a tierra anteriormente. Eso es inevitable.

Internamente

La conexión a tierra del sistema debe conectarse a la conexión a tierra de seguridad, ya sea a través de una conexión firme o mediante una combinación de resistencia de condensador. El sistema de puesta a tierra diseñado de manera que no fluya corriente a través de dichos suelos desde el propio sistema. Es decir ... NO HAY RENDIMIENTOS DE SEÑAL.

Esta conexión a tierra proporciona dos funciones, evita la acumulación de estática en sus componentes electrónicos y proporciona una vía de escape para las corrientes de EMC y EMI.

Todos los motivos de seguridad deben estar conectados en estrella individualmente a un único punto de conexión.

    
respondido por el Trevor_G
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Lo más simple y sensato es utilizar transceptores RS485 aislados. Conecte las conexiones a tierra (por razones de integridad de comunicación y EMC) a través de condensadores de 10 nF que estén suficientemente clasificados para adaptarse a las diferencias de voltaje de CA.

    
respondido por el Andy aka
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Este es un tema muy grande que no ha dado suficiente información para responder. Si quieres una respuesta real, deberías contratar a un ingeniero y darles al menos una semana para que lo entiendan todo.

La mayoría de las personas consideran dos opciones: aterrizar todo con grandes rutas confiables o aislar todo (como se menciona en otra respuesta) y tener señalización diferencial.

Mi respuesta es: diseñar el sistema correctamente.

Usted describe una "conexión a tierra de seguridad" y una "conexión a tierra de señal". Como no conozco el sistema, no sé qué son ambos. Debe asegurarse de tener una ruta de retorno de baja inductancia. Eso significa mantener las distancias lo más cortas posible para la ruta completa para cada señal. Supongo que el terreno de seguridad es el camino de retorno de ESD Asegúrese de que haya una ruta desde los diodos ESD a esta conexión a tierra de seguridad lo más corta posible, manteniendo el bucle pequeño. La conexión a tierra de la señal deberá estar conectada a la fuente de la señal (asegúrese de que la ruta sea lo más pequeña posible, puede estar en condiciones de usar la conexión a tierra de seguridad, o no, según la configuración y el resto del sistema) . Pero en realidad, hay mucho por hacer y se da muy poca información.

La única respuesta rápida que puedo hacer es estar de acuerdo con Andy aka y sugerir ir a la señalización diferencial para eliminar la necesidad de una ruta de retorno de señal.

    
respondido por el Puffafish

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