È sicuro far passare i cavi I / O lunghi a un microcontrollore?


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Sto pensando di usare un MCU seduto nel mio garage per leggere i dati da un paio di sensori, uno dei quali potrebbe essere distante fino a 10 metri. Non sto usando sensori analogici, come questa domanda pone, invece, userò i dispositivi Maxim OneWire (usati in modalità di alimentazione non parassitaria).

Credo che l'attuale segnale digitale e la potenza dovrebbero andare bene a queste distanze (probabilmente userò qualcosa come CAT5, e posso collegare più conduttori se ne ho davvero bisogno), ma sono preoccupato per altri problemi, principalmente EMI, e in cima alla mia lista di preoccupazioni c'è esattamente cosa succede quando un fulmine colpisce nelle vicinanze? Questo filo non agisce come una grande antenna e potrebbe raccogliere tensioni significative quando un fulmine colpisce?

Potrebbe essere o meno rilevante affermare che i fili in questione verrebbero condotti all'interno dell'edificio (nell'attico) e non all'aperto. Non sono così preoccupato per un fulmine direttamente sul filo, come lo sono le grandi tensioni EMI che potrebbero (sarebbe?) Generate nel filo in un colpo vicino.


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1 filo è presumibilmente buono a oltre 100 metri con un normale cavo telefonico. Inoltre, proteggere dai fulmini è davvero difficile. Hai buone ragioni per farlo - Molti colpi di fulmine, costosi sensori / micro, tempi di attività minimi, ecc.?
Kevin Vermeer,

No, solo i normali fulmini della tempesta I-live-in-the-desert. Questo è un sistema unico progettato da un tipo di software analfabeta di hardware (me). È probabile che perda il sensore (solo un paio di dollari) o l'MCU (~ $ 40) o l'intero sistema (~ $ 100 o più) durante la prima tempesta?
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(1) non hai un MCU $ 40. Probabilmente hai una scheda su cui è montato un MCU da $ 40. Collegare un micro DIP o utilizzare una pistola ad aria calda su un micro SMD: nessuno dei due dovrebbe impiegare più di 5 minuti per sostituire il micro. (2) È difficile prevedere cosa accadrà quando un fulmine colpisce; dipende da dove colpisce. Vedi le risposte di seguito per ulteriori informazioni.
Kevin Vermeer,

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@Kevin: questo è un consiglio estremamente inutile. È come dire che cambiare olio non è un grosso problema, perché non hai un anello del pistone da $ 2500, hai un anello del pistone da $ 1, e se soffia, basta scambiarlo. Per quelli di noi che non hanno né le competenze né le attrezzature per eseguire la saldatura SMD, la scheda MCU È l'MCU, a tutti gli effetti.
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@Mark: il consiglio di Kevin è in realtà abbastanza ragionevole. Un Arduino è fondamentalmente un micro da $ 3 (ish) montato su una scheda. L'MCU è incassato per un facile cambiamento (e recentemente ho riparato alcuni Arduinos "rotti" sostituendo i micro, un paio di minuti di lavoro). La domanda più grande è: vale la pena il tempo / i soldi / lo sforzo per proteggere il tuo sistema da fulmini? Probabilmente spenderai di più in costosi cavi / filtri / snubbers piuttosto che scambiare il micro in caso di guasto.
Al Bennett,

Risposte:


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Ho avuto un'esperienza personale con i cavi di rete che si sciolgono durante un temporale. In quasi tutti i casi di guasto a causa di un fulmine è a causa di cattiva potenza o terra. Se finisci per avere 2 dispositivi distanti l'uno dall'altro e ognuno ha la sua terra, è possibile che il potenziale di terra di uno cambi a causa del fulmine e quindi il filo di piccolo calibro nella linea Ethernet finisce per assumere molto di corrente che provoca la fusione dell'isolamento.

La stessa cosa può succedere se si verifica un aumento della potenza di un dispositivo; può far passare molta corrente al filo di comunicazione.

Se il tuo dispositivo "esterno" ha il suo terreno, potresti doverti preoccupare un po ', ma probabilmente non sarà un grosso problema (specialmente a 10m).

Dovrai preoccuparti del rumore. Più lunga è la tua corsa, maggiori sono le possibilità che tu abbia di percepire il rumore. Questo potrebbe non essere un problema per qualsiasi cosa tu stia facendo, ma devi tenerlo a mente.


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In parole povere, direi che se tutti i dispositivi sul tuo cavo avessero la stessa connessione unificata di potenza e messa a terra, la lunghezza del cavo non ti renderà particolarmente suscettibile ai fulmini, ma se le cose su entrambe le estremità del cavo potrebbero avere terreni separati, un fulmine potrebbe friggerti anche se il cavo è lungo un metro.
supercat

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Troverei difficile credere che un fulmine nelle vicinanze possa causare un picco induttivo abbastanza grande (o persino misurabile) sul pin I / O collegato a un filo molto lungo per danneggiare un microcontrollore. Penso che 1 / R ^ 2 sia dalla tua parte qui ... anche la tua casa è probabilmente un isolante abbastanza decente.


Sembra di sì, ma ho sentito (in terza o in quarta mano) ogni sorta di storie dell'orrore sulla distruzione indotta dai fulmini delle reti Ethernet che corrono tra gli edifici, o addirittura ai capannoni nel cortile. Le storie sono solo questo, miti urbani?
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Certamente non miti. Ho lavorato presso una società che ha sostituito un intero piccolo ufficio di attrezzature dopo che un fulmine ha rimosso tutti i dispositivi collegati Ethernet nell'edificio. Chip esplosi, ecc. I fulmini presumibilmente hanno colpito molto vicino a un cavo Ethernet interrato.
Darron,

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Il killer non è ciò che viene indotto nel cavo, ma piuttosto ciò che viene guidato direttamente nel terreno. È normale che diversi edifici abbiano differenze di potenziale al suolo che non sono molti volt, ma possono fornire molti amplificatori. È meno normale che le tensioni superino i mille volt, ma in caso di un fulmine vicino a uno degli edifici può sicuramente accadere.
supercat

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Non puoi usare un cavo schermato, come un cavo TV coassiale, e mettere a terra lo schermo? Se non coassiale, allora una sorta di doppino intrecciato schermato ... Sono sicuro che puoi trovare CAT3 schermato (cavo telefonico).


Certamente possibile, ma necessario?
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