¿Por qué las conexiones en caliente hacen estallar las cosas y cómo prevenirlas?

Otros dos efectos, además de los ya mencionados, pueden alterar los circuitos muy delicados:

Los cables blindados y coaxiales son en realidad condensadores, que pueden contener una carga. Este cargo puede ser malinterpretado como una señal y causar cambios de estado no deseados (por ejemplo, un fallo del procesador), o incluso ...

-Latchup. Con el CI alimentado, algunos tipos de entradas CMOS desprotegidas no pueden soportar ningún voltaje por encima del voltaje de suministro, incluso durante microsegundos, ya que esto activará un efecto de retroalimentación positiva (todo el dispositivo se ve repentinamente como un tiristor con estos voltajes aplicados) dejando el dispositivo en una estado estrellado o incluso actuando como un cortocircuito cercano a través de sus rieles de suministro.

Notequelosdospasadoresenambosladossonmáslargos,ylosdosenelcentrosonmáscortos.Estogarantizaquelasconexionesserealicenenelordencorrecto(ytambiénserompanenelordencorrectoaldesconectar).

Sielconectornoestádiseñadoparaunaconexiónencaliente,noexistetalgarantía.

Elordenquequiereses:

• Primero,tierra/escudo.

Estogarantizaqueambaspartesesténdeacuerdoconloquees"0V" y también descargue la electricidad estática de forma segura. A veces se ve una pequeña chispa. ¡No desea conectar los pines sensibles a ESD primero!

• Segundo, fuente de alimentación.

• Tercero, señales

El orden es muy importante. Realmente desea evitar aplicar voltaje a los pines de señal de un chip sin alimentación, ya que la corriente fluirá a través de los diodos de protección ESD y el chip se alimentará desde sus pines IO. Esto puede dañar el chip.

Además, si la conexión a tierra es la última, entonces las líneas de señal actuarán como conexión a tierra y la corriente fluirá en ellas. Si el dispositivo contiene chips de 3V3 alimentados por un LDO del + 5V de USB y la conexión a tierra no está conectada, quién sabe cuáles serán los voltajes dentro del dispositivo ...

Un excelente ejemplo de cómo NO hacerlo son los conectores de audio RCA.

Observe cómo la punta hace contacto primero. Estoy seguro de que has hecho esto antes. Los altavoces emiten un zumbido muy fuerte hasta que se conectan los suelos.

  

¿Por qué a las cosas no les gusta ser conectadas en caliente?

Se debe a que los pines se conectan en el orden incorrecto.

Como mencionas un ESC, supongo que tienes voltajes y corrientes lo suficientemente grandes como para freír algunos chips. En este caso, no conectar el suelo primero puede dañar realmente ...

  

¿hay una manera fácil de proteger de nuevo esto?

Use un conector que sea apto para conexión en caliente. Si no lleva la fuente de alimentación, solo señales y conexión a tierra, entonces podría salirse con resistencias de gran valor en las líneas de señal ... pero es un truco.

Lamentablemente estos conectores son muy poco comunes. Los encabezados como los que se utilizan con arduino están diseñados para ser parte de un producto terminado que solo se tapará durante la fabricación, por lo que no serán aptos para enchufes en caliente.

Los conectores aptos para enchufes en caliente estarán disponibles para los estándares habituales (USB, HDMI, lo que sea), pero esto no será lo que necesita para su aplicación.

Entonces, supongo que estás atascado haciéndolo con cuidado, apagándote antes de meterte con el circuito ...

El intercambio en caliente es malo por varias razones:
1) Si conecta el Vcc antes de que la corriente de tierra pueda fluir hacia su circuito de manera anómala. Por ejemplo, si Vcc está conectado y un pin digital o analógico antes de la conexión a tierra, la energía puede fluir hacia Vcc y fuera del pin que puede provocar un cortocircuito en ese pin y quemar esa parte del circuito.

2) Puede ocasionar una "caída brusca" de la caída de voltaje temporalmente en el bus del sistema o la fuente de alimentación.

3) Al desconectar, los inductores en el circuito o los cables pueden mostrar altos voltajes si se desconectan.

(Tenía un cable que no era intercambiable en caliente en un producto que los representantes de servicio cambiarían en caliente en caso de accidente. Debido a la inductancia mutua en el cable (y un diseño de cable inadecuado con cables rectos uno al lado del otro para una Un metro más o menos) apagaría los controladores digitales en ambos lados del cable. Tras una inspección adicional, se descubrió que cuando se desconectaba el cable, ¡una línea CMOS digital aumentaría a 7V!)

También he tenido un gran éxito al implementar ambas estrategias a continuación. Una cosa que puede hacer en diseño si su propio sistema de intercambio en caliente es encontrar un conector estándar (usé sca2 para mi bus, pero podría usar sata u otro conector estándar de la industria, solo asegúrese de que la gente entienda que no pueden enchufarse). otras cosas en él).

  

Circuito de precarga:

     

Se puede usar un pin largo y una resistencia limitadora de corriente para limitar la entrada   actual a un dispositivo. El pin largo se aparea primero; el límite actual debe   debe configurarse de modo que los rieles de alimentación del sistema host se mantengan dentro de las especificaciones   pero el dispositivo se carga adecuadamente antes de que las clavijas de alimentación y de señal   hacer conexión. Se debe tener cuidado al elegir una precarga   valor de resistencia, los siguientes escenarios muestran algunos problemas comunes:   Si el valor de la resistencia de precarga es demasiado pequeño, el dispositivo seguirá   consume demasiada corriente en la inserción, lo que hace que los rieles de alimentación del sistema   abandonar la regulación.

  

Controladordeintercambioencaliente

    

UncontroladordeintercambioencalienteICcontrolalacorrientedeentradaaundispositivo.Intercambioencaliente  Loscontroladoressuelenincorporarfusibleselectrónicos,yenalta  aplicacionesactualespuedeserdifícildistinguirentrelairrupción  Corrienteycortocircuito.Loscomponentessonmáscarosque  resistenciasdeprecargayenalgunoscasoselusodemásactivos  Loscomponentesdelsistemapuedenpresentarproblemasdeconfiabilidad.

Fuentedelaimagenyeltexto: Consideraciones de diseño para Hot Swap

Realmente depende del circuito y, en algunos casos, del propio conector.

Cuando desconectas o conectas algo, las conexiones no ocurren todas al mismo tiempo. Eso significa que hay un estado de conexión impredecible durante el proceso. Algunas de esas conexiones pueden poner grandes voltajes o una gran corriente donde realmente no desea que estén. Peor aún, los conectores suelen estar apretados, lo que significa que el usuario los mueve para separarlos, lo que crea aún más marcas aleatorias en el proceso.

Algunos conectores, como los de borde de tarjeta, también son conocidos por cortocircuitar las patillas adyacentes mientras se insertan o retiran antes de que se acoplen correctamente. Uno nunca debería pensar siquiera en conectar o desconectar uno de estos en caliente.

Si todo lo que se está desconectando no le importa, por ejemplo, un enchufe de dos clavijas que va a un LED con una simple unidad desplegable desplegable, no ocurrirá nada malo suponiendo que no lo descargue con ESD. Pero la mayoría de las cosas no son tan robustas.

Por supuesto, puede diseñar cosas que se pueden conectar en caliente, pero eso es complicado y costoso, no funcional durante la mayor parte de la vida útil del producto y es difícil de justificar si no es un requisito de diseño específico.

Dicho esto, los sistemas siempre deben diseñarse de modo que si la cosa se enciende cuando el sensor A no está enchufado, la salida B no debería entrar en un estado que dependa de ese sensor. Si la pérdida de ese sensor causará una falla o peligro, entonces se deben agregar las medidas apropiadas para detectar esa pérdida y entrar con gracia en un estado seguro.

Pero en general, a menos que REALMENTE sepa qué PODRÍA suceder, ¡no lo conecte en caliente!

Los circuitos digitales no son las únicas cosas que no les gustan los intercambios en caliente. Los circuitos analógicos se pueden destruir con la misma facilidad, con la diversión adicional de tener a menudo más potencia (¡y por lo tanto más humo mágico y fuego!) Gran parte de esto depende de la tolerancia de los dispositivos en el circuito: potencialmente puede destruir un micrófono de cinta más antiguo con alimentación fantasma ( enlace ), pero el mismo voltaje está bien para usar con la mayoría de los dispositivos XLR modernos, incluso si no lo usan ellos mismos.