La computadora portátil se ha eliminado de la chispa mientras está conectada a través de USB a un sistema de batería

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EDIT 10/11 9:40 am Central:   Aprendí de mi compañero en este proyecto. Me dieron mal el orden de los eventos. He editado el post en consecuencia.

Estoy trabajando en algún hardware eléctrico personalizado para modificaciones en un vehículo alimentado por batería (24 V). Todos mis aparatos electrónicos viven dentro de una caja de metal pintado. Recientemente, after se conectó una computadora portátil por USB a mi hardware personalizado, la computadora portátil se colocó en la caja de metal e inmediatamente hubo una chispa, y la pantalla de mi computadora portátil murió sin recuperación . La computadora portátil tenía batería y el hardware personalizado estaba encendido.

No sé exactamente dónde ocurrió la chispa. Podría haber estado en la caja metálica de la computadora portátil, o en el gran puerto de acoplamiento de datos / alimentación en la parte inferior de la computadora portátil (DELL precision m4800).

Sobre la electrónica:

  • Los componentes electrónicos personalizados funcionan a 24, 12 y 5 V, todos alimentados directamente desde la batería del vehículo con convertidores CC-CC.
  • Todos los dispositivos electrónicos añadidos a la medida comparten una conexión a tierra común, que es el terminal negativo de la batería principal de 24V.
  • He elegido mi 'tierra funcional' para que el blindaje de Ethernet, etc. sea el cuadro / cuadro del vehículo.
  • Todo el hardware agregado personalizado vive en una caja de metal que está conectada eléctricamente al chasis del vehículo (mi tierra funcional). Hay una resistencia de 500 kOhm entre el chasis del vehículo y el terminal negativo de la batería.
  • El vehículo funciona con ruedas de goma, en el interior, sobre un piso pintado de plástico.

No entiendo qué causó esta chispa con suficiente energía para romper mi computadora portátil. ¿Cómo podría formarse una diferencia de daño tan perjudicial entre la caja de metal y los estuches / dispositivos internos de la computadora portátil?

Lo más importante, ¿cómo puedo evitar que esto vuelva a suceder?

¡Gracias por cualquier ayuda y comentarios!

EDITAR: Obra recién actualizada

    
pregunta ztan

2 respuestas

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¿Fue simplemente una acumulación estática en el vehículo?

Muy poco probable, porque los puertos USB de los portátiles tienen chips de protección contra eso.

Pero, por lo general, conectan el blindaje USB directamente a GND con una resistencia cercana a cero.

El siguiente escenario parece mucho más probable:

  • Cable pantalla solo conectado a + 24V (o + 12V). Eso pondría su caja metálica al mismo voltaje, lo que a la resistencia de 500 k no le importaría mucho.
  • La conexión de la computadora portátil conecta el cable USB shield a USB ground , que está a cero voltios (debido a que está conectado a los componentes electrónicos de su automóvil).
  • Ahora hay un mínimo de +12 o +24 voltios dentro de su computadora portátil, quemando rastros y probablemente dejando una marca de deslizamiento bastante notable.

Podrías haber evitado esto (o al menos haber notado un fusible quemado) conectando la caja de metal directamente a la GND del vehículo. Hay interfaces USB aisladas, pero la mayoría de las más baratas solo admiten la velocidad máxima.

    
respondido por el Turbo J
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500k es suficiente para evitar la acumulación de una carga estática entre el circuito y el bastidor, las cargas estáticas se acumulan a velocidades de sub-microamperas, pero no hay nada que impida que todo el vehículo gane carga mientras las ruedas y la superficie Funciona con buenos aislantes, de hecho, ser aisladores es una condición necesaria para poder generar estática. No es extraño que se acumulen cargas en las decenas de kilovoltios, y, a menos que haya un mecanismo de descarga antes de que el vehículo entre en contacto con cualquier otra cosa, compartirá esa carga en el primer contacto. antes de que el cable lo hiciera.

Hay correas y cadenas de descarga disponibles para los carros que se utilizan en entornos sensibles a la ESD, como la fabricación de productos electrónicos, pero si el revestimiento del piso es un buen aislante, esto no ayuda. (Hubo una moda hace algunas décadas por tener estas cosas colgando de la parte trasera de los coches también). Se utilizan (ligeramente) recubrimientos de piso conductivos (epoxis / uretanos / películas) en estas situaciones.   Podría tener un contacto surgido que descargue el vehículo si llega al muelle en ubicaciones conocidas antes de que cualquier otra cosa lo contacte.

    
respondido por el Phil G

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