[Arlleex 131]

Приветствую!

 

Вот есть несколько каналов цифровых входов с ESD-защитой

 

IO1, IO2, IO3 и соответствующие 0V идут на соединитель.

На плату у меня заходит +12В и с помощью DC/DC TPS54202 понижается до +5В.

От этих +5В через LDO делается +3.3В для питания микроконтроллера.

Питание, получается, не развязано.

 

Я расположил ограничители как можно ближе к разъемам. Но возник вопрос.

Цепи 0V сразу заводить можно на полигон общего провода на плате?

Или их (защитные 0V) все объединить между собой и отдельной единой трассой подвести к разъему входного питания (к цепи 0V)?

[Plain 168]

Конденсаторы защитой не являются, следовательно, их общий — сигнальный.

 

Защитный общий должен быть отдельным лучом его звезды.

[HardEgor 64]

40 минут назад, Arlleex сказал:

Я расположил ограничители как можно ближе к разъемам. Но возник вопрос.

Цепи 0V сразу заводить можно на полигон общего провода на плате?

Или их (защитные 0V) все объединить между собой и отдельной единой трассой подвести к разъему входного питания (к цепи 0V)?

Это вопрос насколько скоростные сигналы у вас ходят, допуски на напряжение помехи и т.д.

Т.е. можно сделать отдельный полигон 0V вокруг разъема, только вопрос как его соединять с остальным полигоном 0V?

Или вести его до ввода питания - возвратная земля сигналов будет длинная, наловит помех с эфира и внесет индуктивность(которая будет заваливать фронты)

Или прямая дорожка между полигонами - тогда часть помехи с разъёма может проникнуть через короткий контур земли, но внесет  небольшую индуктивность.

Или сделать вообще один общий полигон 0V - минимальное сопротивление на пути возвратных токов не только сигналов, но и помех.

Выбирать вам.... :)

[Arlleex 131]

Я делаю небольшой модуль на несколько десятков цифровых входов/выходов.

Вот на схеме выше каждая пара проводов INn + 0V идет на... простую кнопку тактовую.

Эту кнопку будет нажимать всякий люд, поэтому я поставил ограничители и последовательный резистор в 1к.

В обычном положении МК с лапы считывает лог. 1. При замыкании INn на 0V на входе МК будет 0.

Конденсатор является частью НЧ-фильтра, чтобы отсечь мелкие иглы помех.

Выходные сигналы тоже по сути не очень быстрые - может, максимум, 100кБит/с. Но в этих цепях я конденсатор фильтра уберу.

Входной источник питания +12В является внешним. Грубо говоря, мне на плату подают 12В с какого-то внешнего блока.

 

Собственно, я и поставил двунаправленный ограничитель между двумя защищаемыми линиями IOn и 0V.

Осталось определить, как правильно отделить эту "защитную землю" (цепи 0V непосредственно на TVS-диоде) от этой же цепи, но разведенной в пределах платы (питание МК и т.д.).

 

Думаю, проще нарисовать, как я это понимаю

 

P.S. В плате выделить целый полигон тупо под общий провод в моих реалиях можно. Если это будет лучше.

Просто смотрю по любому запросу в гугле земля TVS-диода объединяется со схемной землей. А как - остается гадать =)

[Plain 168]

Разводка правильная, площадь защитного надо побольше.

[Tanya 4]

7 минут назад, Plain сказал:

Разводка правильная, площадь защитного надо побольше.

Тогда уж не пожалеть резисторов во втором проводе...

Я бы не резала земляной полигон.

[Serhiy_UA 1]

Еще 5 копеек к теме о полной гальванической развязке.

Используйте для передачи цифровых сигналов от кнопок, энкодеров и подобных через инфракрасный канал, как в пультах от телевизора. Это будет достаточно надежно и экономно с расстоянием от нескольких см до метров. Аналогично можно передавать и аналоговые уровни, например, через ШИМ или уже просто готовыми в цифре.

Вопрос защиты здесь отпадает автоматически. Для некоторых приложений этого вполне хватит.

[Arlleex 131]

1 час назад, Plain сказал:

Разводка правильная, площадь защитного надо побольше.

Благодарю!

Плата 6-слойная, монтаж довольно плотный.

Под защитный отведу кусок на Top, и прошивая переходными, на всех остальных слоях тоже.

 

1 час назад, Tanya сказал:

Тогда уж не пожалеть резисторов во втором проводе...

Что Вы имеете ввиду?

 

36 минут назад, Serhiy_UA сказал:

Используйте для передачи цифровых сигналов от кнопок, энкодеров и подобных через инфракрасный канал, как в пультах от телевизора.

Увы, под оптроны, боюсь, места не хватит.

Таких входов порядка 40 штук (пока что). И все на плате ~65x40мм. Модуль планирую миниатюрный, если это будет возможно, сделать.

Да и оптрон от ЭСР не спасет - он лишь обеспечивает потенциальную развязку между своими входом и выходом, а не защиту от статики.

[vladec 7]

А кнопки то у Вас нормальные? А то напряжение 3,3В и ток 0,3мА -- не всякая кнопка будет надежно работать в таких условиях.

[Arlleex 131]

1 час назад, vladec сказал:

А кнопки то у Вас нормальные? А то напряжение 3,3В и ток 0,3мА -- не всякая кнопка будет надежно работать в таких условиях.

Почему?

Кнопка обычная тактовая - по сути, нормально разомкнутый контакт с активным мизерным сопротивлением.

[vladec 7]

1 минуту назад, Arlleex сказал:

Кнопка обычная тактовая - по сути, нормально разомкнутый контакт с активным мизерным сопротивлением.

Это пока она новая. Если у нее покрытие контактов не золотое, то со временем будет образовываться окисная пленка, которая ввиду малых рабочих напряжения и тока в какой то момент перестанет пробиваться и кнопка начнет глючить.

[Arlleex 131]

3 минуты назад, vladec сказал:

Это пока она новая. Если у нее покрытие контактов не золотое, то со временем будет образовываться окисная пленка, которая ввиду малых рабочих напряжения и тока в какой то момент перестанет пробиваться и кнопка начнет глючить.

Мде... Спасибо за инфу, надо обдумать это дело.

[Plain 168]

2 часа назад, vladec сказал:

напряжение 3,3В и ток 0,3мА -- не всякая кнопка будет надежно работать

Нет, 3 мА, потому что 3,3 В через 1 кОм с конденсатора, и у посеребрённых кнопок минимально 10 мкА.

[Arlleex 131]

Попутно бытовой практический вопрос возник

Прибора для того, чтобы жахнуть в выводы статикой, у меня на столе не имеется.

Это надо прям целенаправленно идти в лабораторию в другой отдел и там тестить.

Но мне любопытно - сколько выдает пьезоэлемент из зажигалки? Могу я им ради небольшого стресс-теста разрядить в защищаемые линии?

[SVNKz 1]

В 07.02.2020 в 14:44, vladec сказал:

Если у нее покрытие контактов не золотое, то со временем будет образовываться окисная пленка, которая ввиду малых рабочих напряжения и тока в какой то момент перестанет пробиваться и кнопка начнет глючить.

Кроме электрических помех существует процесс электрохимической коррозии за счёт энергии электрических токов  в гальванических парах контактов в слое воды микроскопической толщины, которая всегда имеется на поверхности деталей. Из чего следует, что необходима герметизация всей цепочки и наличие селикогеля в защищаемом объёме.

 

В 06.02.2020 в 18:53, Arlleex сказал:

Таких входов порядка 40 штук (пока что). И все на плате ~65x40мм. Модуль планирую миниатюрный, если это будет возможно,

Такой модуль будет иметь минимальную надёжность. Советую применить схему последовательного опроса всех контактов по одной линии или параллельного по нескольким линиям связи. В полном Вашем варианте схема контактов будет эквивалентом приёмной антенны энергии электромагнитных помех.