Protección contra rayos / sobretensiones para un circuito de termistor monitoreado por Arduino

Respuesta a la segunda pregunta:
Los AVR tienen un BOD (detector de caída de tensión) cuyo objetivo es detectar interrupciones breves de la alimentación y restablecer el controlador cuando se producen. Sin embargo, en las hojas de datos, encontrará esta declaración:

  

Si no se necesita el Detector de reducción de voltaje en la aplicación, este módulo debe estar apagado.

La razón que da Atmel es que la DBO consumirá energía, incluso durante el sueño. Me parece extraño: el BOD es un factor importante en la confiabilidad de su dispositivo. Si pasa largos períodos de tiempo en los modos de baja potencia, y se produce una caída en la fuente de alimentación, puede bloquearse y requerir un reinicio del hardware. En la práctica, desenchúfelo unos segundos. No es algo que me gustaría decirles a mis clientes.

Por cierto, Atmel publica una nota de nota "AVR180: Protección contra saltos externos". No estoy seguro de cuál es la razón detrás de esto. ¿Significa que el BOD en chip no es confiable?

La segunda pregunta es fácil de responder. El ATmega es un microcontrolador, que está cableado para reiniciarse y reanudarse después de una pérdida de energía. De hecho, eso es lo que realmente hace el botón de reinicio en algunos tableros. Muchos reguladores de voltaje tienen un pin de habilitación, y es muy fácil conectarlo de tal manera que el botón de reinicio en realidad corte la energía de la placa. Cada vez que aplica energía, el controlador lee el contenido a 0x00 (generalmente una instrucción de salto) y comienza a ejecutar el código.

La primera pregunta, no tanto. Los rayos son eventos bastante serios y (especialmente sin un esquema), es difícil decir qué sucederá. Le sugiero que primero proporcione un poco de aislamiento para sus circuitos. Es probable que un pequeño optoaislador proporcione el aislamiento que necesita, pero deberá proporcionar energía en el lado de alto voltaje. Un método más fácil sería hacer que el sensor de temperatura sea completamente independiente. Un pequeño sistema MSP430 + MRF24J40 podría funcionar durante meses con un par de baterías y costaría menos de $ 10, transmitiendo la temperatura actual cada par de minutos. Entonces, cuando la iluminación incide, no habrá un camino fácil para conectar a tierra a través del cable de detección, lo que significa que es probable que los rayos caigan en otro lugar. El método más fácil (también el menos probable de sobrevivir a un golpe) sería colocar un diodo Zener a través del termistor. Sin embargo, querrá tener cuidado al compensar sus mediciones por corrientes de fuga a través del zener.

Si no puede aceptar la posibilidad de que el sensor de temperatura sea destruido por un rayo (que es un requisito interesante para el diseño), debe investigar los diodos de supresión de tensión transitoria y estar preparado para unos costos del sistema mucho más altos.

Es posible que desee ver en GDTs. Tubos de descarga de gas. Estos se utilizan a menudo en las telecomunicaciones para amortiguar los circuitos sensibles de los rayos.

La resistencia cuando está bajo sus voltajes nominales (varía de 50v a más de 200v) es muchos megaohms. Cuando el voltaje alcanza un nivel más alto, el dispositivo se moverá a un rango de brillo (piense en una lámpara de neón). Esto es bueno para picos pequeños. Cuando recibe un golpe con voltaje REAL, como a 40 kV de una huelga, se convierte en una fase de arco, donde la resistencia es muy pequeña y las líneas están cortocircuitadas entre sí, protegiendo los componentes sensibles.

Todavía necesitas algo para manejar los voltajes de bajo peligro de un par de cientos, pero después de eso el GDT se hace cargo.

Ninguno de estos te protegerá de un ataque directo al tablero. Es de esperar que tenga una ruta de conexión a tierra, por lo que un golpe en el techo se llevará principalmente al suelo y todo lo que está protegiendo son picos de voltaje incidentales y no una ruta de corriente de iluminación verdadera. Pero un GDT a través de su termistor podría ser la cosa.

Gracias por la entrada. Después de estudiar esto un poco más, creo que un varistor de óxido de metal brindaría cierto nivel de protección. Me pregunto qué hay en mi controlador de temperatura diferencial comercial para lidiar con esta posibilidad. Está más allá de mi capacidad para realizar ingeniería inversa.