Protegiendo el concentrador USB de la ESD

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Estoy trabajando con un robot que usa USB (no por elección lol) en un entorno muy propenso a la estática, y estoy teniendo problemas con el bloqueo de ESD de mi concentrador USB. Encontré un hub USB "industrial" que afirma que puede soportar una descarga de 15kV a través del aire y una descarga de contacto directo de 8kV . Me pregunto cuál sería la efectividad de eso en comparación con el uso de Protectores contra sobretensiones USB en línea entre un concentrador USB estándar y los dispositivos esclavos / maestros? ¿Qué hay de usar ambos al mismo tiempo? ¿Eso ayudaría realmente, o simplemente introduciría problemas extraños debido a la capacitancia y todo eso?

Editar: debo mencionar que las soluciones PnP que no son COTS no son una opción desafortunadamente (por ejemplo, no puedo soldar un chip especial de protección ESD a las líneas de datos)

    
pregunta Android Dev

2 respuestas

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Puede usar un aislador USB para su tarea, su problema no es ESD. Cuando trabajas con un dispositivo de alta potencia, especialmente cuando lo enciendes desde la línea, el "bucle de tierra" es el problema.

Por cierto, el aislador USB protege su USB, aísla la PC del dispositivo, en muchos casos tiene un protector de ESD IC en él.

por ejemplo, " enlace "

    
respondido por el M KS
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Hay dos tipos de problemas con ESD. Una es la pérdida irreparable de funcionalidad, debido al daño físico (o fatiga) causado por eventos ESD. En este caso, la protección adicional ayuda, siempre que los componentes adicionales no destruyan la integridad de la señal USB más allá de las especificaciones.

El segundo tipo es la interrupción funcional temporal. Hay varias posibilidades de cómo un evento ESD puede interrumpir el flujo de datos USB. El problema más grave es cuando el blindaje del cable en los puertos del concentrador (en ambas direcciones) está no está conectado correctamente para indicar el plano de tierra , si está simplemente conectado. En este caso, el pico de corriente de ESD va a lo largo del escudo y provoca un rebote de señal a tierra, ya sea dentro del concentrador o dentro del sistema host USB. Esto crea colisiones de señales que son inesperadas por el protocolo USB, por lo que un concentrador "intercalará" intencionalmente las señales en sentido ascendente (consulte la Sección 11.8.3, Colisión), y el puerto del host se verá forzado a deshabilitado. Esta es una característica obligatoria de los concentradores USB 2.0. Los dispositivos no hacen esto, por eso su dispositivo FTDI es menos susceptible a la ESD cuando se conecta directamente al puerto raíz. Como es probable que el problema se encuentre en una conexión de protección incorrecta dentro del concentrador seleccionado, ninguna protección adicional externa podrá ayudarlo.

Para solucionar su problema de sensibilidad de ESD, deberá encontrar un "mejor centro" o modificar el actual desacoplando la red de protección de la red de tierra.

AMPLIFICACIÓN: Aquí hay una idea de cómo se debe implementar el blindaje en un SISTEMA:

Podría haber algún acoplamiento débil introducido entre la señal GND y SHIELD en el host y el hub, pero todo depende de la geometría / conductividad de los componentes blindados, y de si la EMI de la FCC es una preocupación.

    
respondido por el Ale..chenski

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