เหตุใดการเสียบปลั๊กร้อนจึงทำให้เกิดระเบิดขึ้นและวิธีการป้องกัน

ฉันทำผิดพลาดโง่มากจากการเสียบปลั๊กสิ่งที่ร้อนหลายครั้งก่อน ปัญหาของฉันคือฉันรีบและมันก็ง่ายมากที่จะลืมว่าฉันมี Arduino หรือ IC แพง ๆ หรือฮาร์ดแวร์เสียบ

วันนี้ฉันเสียบปลั๊กPWM ของESCเข้ากับขาดิจิตอล Arduino ของฉัน ฉันเห็นเวทมนตร์ควันหลบหนี ลาก่อนกลุ่มของพินดิจิตอล! ฉันเกลียดตัวเองตอนนี้

ทำไมสิ่งต่าง ๆ ไม่เหมือนถูกเสียบร้อน

มีวิธีง่าย ๆ ในการป้องกันสิ่งนี้หรือไม่?

สองผลอื่นนอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้วอาจทำให้วงจรที่ละเอียดอ่อนมาก:

- สายเคเบิลต่อพ่วงและสายโคแอกเซียลเป็นตัวเก็บประจุที่สามารถเก็บประจุได้ การชาร์จนี้สามารถตีความได้ผิด ๆ ว่าเป็นสัญญาณและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะที่ไม่ต้องการ (เช่นโปรเซสเซอร์หยุดทำงาน) หรือแม้กระทั่ง ...

-Latchup ด้วยการขับเคลื่อนของ IC อินพุต CMOS บางชนิดที่ไม่มีการป้องกันจะไม่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ได้แม้จะเป็นไมโครวินาทีเนื่องจากจะทำให้เกิดผลตอบรับเชิงบวก (อุปกรณ์ทั้งหมดดูเหมือนกับทรานซิสเตอร์ด้วยแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้) เกิดความผิดพลาดของรัฐหรือแม้กระทั่งทำหน้าที่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรใกล้กับทางรถไฟของอุปทาน

สังเกตว่าหมุดสองอันที่อยู่ทั้งสองข้างนั้นยาวกว่าและหมุดตรงกลางนั้นสั้นกว่า สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการเชื่อมต่อนั้นทำในลำดับที่ถูกต้อง (และยังขาดในลำดับที่เหมาะสมเมื่อถอดปลั๊กออก)

หากตัวเชื่อมต่อไม่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเสียบแบบร้อนแสดงว่าไม่มีการรับประกันดังกล่าว

คำสั่งที่คุณต้องการคือ:

• ครั้งแรกพื้นดิน / โล่

สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าทั้งสองฝ่ายเห็นพ้องกันว่า "0V" คืออะไรและปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตอย่างปลอดภัย บางครั้งจะเห็นประกายเล็ก ๆ คุณไม่ต้องการเชื่อมต่อพิน ESD ที่สำคัญก่อน!

• ประการที่สองแหล่งจ่ายไฟ

• ประการที่สามสัญญาณ

คำสั่งซื้อเป็นสิ่งสำคัญมาก คุณต้องการหลีกเลี่ยงการใช้แรงดันไฟฟ้ากับพินสัญญาณของชิปที่ไม่มีกำลังไฟเนื่องจากกระแสจะไหลผ่านไดโอดป้องกัน ESD และชิปจะถูกขับเคลื่อนจากพิน IO นี่อาจทำให้ชิปเสียหายได้

นอกจากนี้หากกราวด์เชื่อมต่อล่าสุดจากนั้นสายสัญญาณจะทำหน้าที่เป็นกราวด์แทนและกระแสจะไหลในพวกเขา หากอุปกรณ์มีชิป 3V3 ที่ขับเคลื่อนโดย LDO จาก + 5V จาก USB และไม่ได้เชื่อมต่อกราวด์ใครจะรู้ว่าแรงดันไฟฟ้าภายในอุปกรณ์จะเป็นเท่าใด ...

ตัวอย่างที่ดีของการไม่ทำเช่นนี้คือตัวเชื่อมต่อ RCA เสียง

แจ้งให้ทราบว่าเคล็ดลับทำให้การติดต่อครั้งแรก ฉันแน่ใจว่าคุณเคยทำมาก่อน ลำโพงปล่อยเสียงครวญครางดังมากจนกระทั่งมีการเชื่อมต่อพื้นที่

ทำไมสิ่งต่าง ๆ ไม่เหมือนถูกเสียบร้อน

เป็นเพราะหมุดเชื่อมต่อในลำดับที่ไม่ถูกต้อง

เมื่อคุณพูดถึง ESC ฉันคิดว่าคุณมีแรงดันและกระแสใหญ่พอที่จะทอดชิป ในกรณีนี้ไม่เชื่อมต่อกับพื้นก่อนอาจเจ็บจริง ๆ ...

มีวิธีง่าย ๆ ที่ฉันปกป้องอีกครั้งนี้หรือไม่

ใช้ตัวเชื่อมต่อที่ปลอดภัยกับปลั๊กไฟ ถ้ามันไม่พาวเวอร์ซัพพลายมีเพียงสัญญาณและกราวด์คุณสามารถหนีไปกับตัวต้านทานค่าขนาดใหญ่บนสายสัญญาณแทน ... แต่มันเป็นแฮ็ค

น่าเสียดายที่ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้ผิดปกติมาก ส่วนหัวเช่นที่ใช้กับ arduino นั้นได้รับการออกแบบมาให้เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่จะถูกเสียบในระหว่างการผลิตเท่านั้นดังนั้นจึงไม่ปลอดภัยสำหรับปลั๊กไฟ

ตัวเชื่อมต่อ Hotplug ที่ปลอดภัยจะมีให้ใช้งานตามมาตรฐานปกติ (USB, HDMI, อะไรก็ตาม) แต่นี่จะไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ

ดังนั้นฉันคิดว่าคุณกำลังทำอย่างระมัดระวังปิดลงก่อนที่จะยุ่งกับวงจร ...

การ swaping ที่ร้อนนั้นไม่ดีด้วยเหตุผลสองสามประการ:
1) หากคุณเชื่อมต่อ Vcc ก่อนที่กระแสไฟภาคพื้นดินจะไหลเข้าสู่วงจรของคุณในรูปแบบที่ผิดปกติ ตัวอย่างเช่นหากเชื่อมต่อ Vcc และขาดิจิตอลหรืออะนาล็อกก่อนกราวด์พลังงานสามารถไหลเข้าสู่ Vcc และออกจากขาที่อาจเกิดการลัดวงจรขานั้นและเผาส่วนหนึ่งของวงจรนั้น

2) สามารถทำให้เกิด "บราวน์เอาท์" จากแรงดันไฟฟ้าตกบนระบบบัสหรือแหล่งจ่ายไฟชั่วคราว

3) เมื่อตัดการเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำในวงจรหรือสายเคเบิลอาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงหากตัดการเชื่อมต่อ

(ฉันมีสายเคเบิลที่ไม่สามารถสับเปลี่ยนได้อย่างร้อนแรงในผลิตภัณฑ์ที่พนักงานบริการจะแลกเปลี่ยนความร้อนโดยบังเอิญเนื่องจากการเหนี่ยวนำร่วมกันในสายเคเบิล (และการออกแบบสายเคเบิลที่ไม่เหมาะสมพร้อมสายตรงที่วิ่งติดกันเป็นเมตร ) มันจะระเบิดไดรเวอร์ดิจิตอลทั้งสองด้านของสายเคเบิลเมื่อทำการตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่าเมื่อสายเคเบิลถูกตัดการเชื่อมต่อสาย CMOS แบบดิจิตอลจะเพิ่มขึ้นเป็น 7V!)

ฉันประสบความสำเร็จอย่างมากในการใช้กลยุทธ์ทั้งสองด้านล่าง สิ่งหนึ่งที่คุณสามารถออกแบบได้หากระบบ hot swap ของคุณกำลังหาตัวเชื่อมต่อมาตรฐาน (ฉันใช้ sca2 สำหรับรถบัสของฉัน แต่คุณสามารถใช้ sata หรือตัวเชื่อมต่อมาตรฐานอุตสาหกรรมอื่นได้ สิ่งอื่น ๆ ลงไป)

วงจรชาร์จไฟล่วงหน้า:

พินที่ยาวและตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันอาจใช้เพื่อ จำกัด การไหลเข้าของกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ เพื่อนขายาวก่อน; ต้องตั้งค่าขีด จำกัด ปัจจุบันเพื่อให้รางพลังงานของระบบโฮสต์ยังคงอยู่ในข้อกำหนด แต่อุปกรณ์ชาร์จประจุอย่างเพียงพอก่อนที่พลังงานและหมุดสัญญาณจะทำการเชื่อมต่อ ต้องใช้ความระมัดระวังในการเลือกค่าตัวต้านทานค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสถานการณ์ต่อไปนี้แสดงปัญหาที่พบบ่อย: หากค่าตัวต้านทานค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามีขนาดเล็กเกินไปอุปกรณ์จะยังคงดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินไปในการแทรกทำให้รางพลังงานของระบบลดลง ออกจากกฎระเบียบ

ตัวควบคุม hot swap

ตัวควบคุม hot swap IC ควบคุมการไหลเข้าของกระแสไปยังอุปกรณ์ ตัวควบคุมฮ็อตสว็อปมักจะรวมการหลอมแบบอิเล็กทรอนิกส์และในการใช้งานในปัจจุบันสูงมันอาจเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างกระแสไหลเข้าและไฟฟ้าลัดวงจร ส่วนประกอบมีราคาแพงกว่าตัวต้านทานแบบเสียประจุล่วงหน้าและในบางกรณีการใช้ส่วนประกอบที่ทำงานได้มากขึ้นในระบบอาจทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือ

รูปภาพและแหล่งข้อความ: ข้อควรพิจารณาในการออกแบบสำหรับ Hot Swap

มันขึ้นอยู่กับวงจรและในบางกรณีตัวเชื่อมต่อเอง

เมื่อคุณยกเลิกการเชื่อมต่อหรือเชื่อมต่อบางอย่างการเชื่อมต่อจะไม่เกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งหมายความว่ามีสถานะการเชื่อมต่อที่ไม่แน่นอนในระหว่างกระบวนการ การเชื่อมต่อเหล่านี้บางอย่างสามารถใส่แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่หรือกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่คุณไม่ต้องการให้เป็นจริง ที่แย่กว่านั้นตัวเชื่อมต่อมักจะแน่นหมายความว่าผู้ใช้ขยับไปรอบ ๆ เพื่อแยกมันออกจากกันทำให้การสร้างและหยุดพักแบบสุ่มมากขึ้น

ตัวเชื่อมต่อบางตัวเช่นขั้วต่อขอบของการ์ดนั้นมีชื่อเสียงในการลัดวงจรที่อยู่ติดกันในขณะที่ใส่หรือถอดออกก่อนที่จะเข้าคู่อย่างถูกต้อง หนึ่งไม่ควรคิดเกี่ยวกับการเสียบหรือถอดปลั๊กหนึ่งในร้อน

หากสิ่งที่ถูกตัดการเชื่อมต่อไม่สนใจตัวอย่างเช่นปลั๊กสองพินที่ไปยัง LED พร้อมไดรฟ์แบบดึงลงแบบเรียบง่ายไม่มีอะไรเลวร้ายเกิดขึ้นถ้าคุณไม่ปะทะกับ ESD แต่สิ่งต่าง ๆ ส่วนใหญ่ไม่ค่อยแข็งแกร่ง

แน่นอนว่าคุณสามารถออกแบบสิ่งต่าง ๆ ให้เป็นแบบเสียบได้ แต่มีความซับซ้อนและมีราคาแพงและไม่สามารถใช้งานได้ตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์และยากที่จะพิสูจน์ว่าไม่ใช่ความต้องการในการออกแบบที่เฉพาะเจาะจง

ต้องบอกว่าระบบควรได้รับการออกแบบเช่นนี้เสมอหากสิ่งนั้นถูกเปิดใช้งานเมื่อไม่ได้เสียบปลั๊กเซ็นเซอร์ A เอาต์พุต B ไม่ควรเข้าสู่สถานะที่ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์นั้น หากการสูญเสียเซ็นเซอร์นั้นจะทำให้เกิดความล้มเหลวหรืออันตรายต้องเพิ่มมาตรการที่เหมาะสมเพื่อตรวจจับการสูญเสียนั้นและเข้าสู่สถานะที่ปลอดภัยอย่างสง่างาม

แต่โดยทั่วไปแล้วถ้าคุณไม่รู้ว่าอะไรจะเกิดขึ้นอย่าเสียบปลั๊ก!