จะมั่นใจได้อย่างไรว่าอุปกรณ์ของฉันปลอดภัยสำหรับการใช้งานทุกวัน?

ฉันได้รวบรวมแสงปลุกที่เรียบง่ายไว้ด้วยกัน มีกำลังเสริมภายนอกในขณะนี้ได้รับคะแนน 7V และ 600mA ข้างในมี Arduino และไฟ LED ควบคุมโดย MOSFET

มันใช้งานได้ดีในขณะนี้ แต่ฉันต้องการให้แน่ใจว่ามันจะไม่เผาแบนของฉันในขณะที่ฉันออกไป จนถึงตอนนี้ฉันได้คิดถึงคุณสมบัติต่อไปนี้:

• ฟิวส์จัดอันดับที่ด้านล่างเอาท์พุทสูงสุดของแหล่งจ่ายไฟ
• แผ่นระบายความร้อนที่ดีสำหรับ MOSFET มันอุ่นขึ้นโดยไม่มี แต่ไม่ได้เผานิ้วของฉัน

มีอะไรให้พิจารณาอีกไหม?

แก้ไข: อุปกรณ์ใช้ในห้องนอน ไม่มีแก๊สมากเกินไปในเวลากลางคืน

ในกรณีนี้จะมีการออกแบบมืออาชีพที่คุณจะทำFMEAสำหรับความล้มเหลวโหมดและการวิเคราะห์ผลกระทบ ที่ปรึกษาในชุดสูทและเนคไทเสนอการประชุมเชิงปฏิบัติการ FMEA ที่มีราคาแพง แต่ทั้งหมดนี้เป็นเพียงแค่สามัญสำนึก โยนเขาออกไป

จัดระเบียบเซสชันสร้างสรรค์กับคนอื่น ๆ นอกเหนือจากนักออกแบบที่มีอยู่ คุณต้องการคิดถึงสิ่งที่เป็นไปได้ใด ๆ ซึ่งอาจไปผิดกับผลิตภัณฑ์ ผู้ออกแบบจะต้องนำเสนอเพื่อตอบคำถาม แต่เธอไม่ใช่คนที่ดีที่สุดที่จะทำการประเมิน: นักออกแบบทุกคนคิดว่าการออกแบบของเธอล้มเหลวและปัญหาที่ถูกมองข้ามระหว่างการออกแบบจะถูกมองข้ามในช่วง FMEA

เมื่อคุณทำรายการสิ่งที่ผิดพลาด (นั่นเป็นส่วนหนึ่งของโหมดความล้มเหลว) คุณจะเพิ่มคอลัมน์สำหรับอันดับที่เกิดขึ้น (OR) และระดับความรุนแรง (SR) โอกาสที่จะเกิดความล้มเหลวเกิดขึ้นได้เพียงใดและมันจะเลวร้ายเพียงใดถ้าเกิดขึ้น หากผลลัพธ์ของความล้มเหลวคือแสงในห้องมืดนั้นมีความรุนแรงต่ำกว่า (1) มากกว่าเมื่อบ้านจะถูกไฟไหม้ (10) ผลิตภัณฑ์ของ OR และ SR ให้หมายเลขลำดับความเสี่ยง (RPN) ให้คุณ จัดเรียงตารางตาม RPN สูงไปต่ำและคุณรู้ว่าปัญหาใดที่คุณต้องโจมตีก่อน

ตกลงนั่นฟังดูซับซ้อนและไม่สนุกเลย สำหรับโครงการงานอดิเรกที่คุณไม่ต้องการทำทั้งหมดนั้นคุณสามารถสลับงานอดิเรกของคุณไปถักนิตติ้งได้ดีกว่า แต่หลักการยังคงอยู่: พยายามประเมินสิ่งที่ผิดพลาดไปมันจะเลวร้ายเพียงใดถ้าเป็นไปได้และสิ่งที่คุณสามารถทำได้เพื่อป้องกันมัน

ฟิวส์เป็นทางออกที่ง่ายสำหรับปัญหาที่อาจเกิดขึ้นมากมายและนั่นเป็นสาเหตุที่คุณจะพบหนึ่งในผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ ฟิวส์ควรเป็นส่วนแรกดูจากไฟ อย่าวางไว้ระหว่างแหล่งจ่ายไฟและวงจรเพราะมันจะไม่ป้องกันแหล่งจ่ายไฟเอง (เว้นแต่ว่ามีฟิวส์อยู่แล้ว)
หากความร้อนขึ้นเป็นความเสี่ยงคุณสามารถให้ฮีทซิงค์ (ซึ่งคุณอาจต้องใช้เพื่อรักษา FET ไว้ในสเปค) หากคุณต้องการประกันพิเศษเพิ่มเทอร์มิสเตอร์ซึ่งคุณใช้เป็นเครื่องตรวจจับความร้อนสูงเกินไปเพื่อปิด (ส่วนหนึ่งของ) วงจรในกรณีของความร้อนสูงเกินไป โปรดทราบว่าสำหรับอินสแตนซ์ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ามักมีการป้องกันความร้อนในตัวดังนั้นสำหรับผู้ที่คุณไม่ต้องการเซ็นเซอร์อุณหภูมิพิเศษ

ยิ่งเราต้องการรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจร แต่การป้องกันความร้อนสูงเกินไปและกระแสเกิน (ลัดวงจร) มักครอบคลุมความล้มเหลวที่สำคัญที่สุด

เมื่อคุณออกแบบฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเองด้วยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำที่ได้รับการรับรองความปลอดภัยซึ่งถูกแยกผ่านหม้อแปลงที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ <5 วัตต์เท่านั้นความเสี่ยงด้านความปลอดภัยนั้นค่อนข้างต่ำสำหรับผู้ใช้ บ่อยครั้งที่นักออกแบบกังวลเกี่ยวกับการปกป้องส่วนประกอบจากความล้มเหลว แต่ก็เป็นเรื่องดีที่คุณกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยส่วนบุคคล ความล้มเหลวของส่วนประกอบอาจทำให้แหล่งจ่ายไฟสั้นซึ่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการทดสอบความไวไฟเพื่อให้ได้รับการรับรอง สิ่งนี้อาจประกอบด้วยการป้องกันในตัวเช่น "Polyfuse" หรือตัวต้านทานความร้อนที่สามารถตั้งค่าใหม่ได้ฟิวส์หรือเพียงแค่เผาขดลวดทุติยภูมิหลังจากเกิดความล้มเหลวที่ยาวนานโดยไม่มีการไหลของอากาศ

ในกรณีของคุณฉันจะกังวลเกี่ยวกับการเลือกแหล่งจ่ายที่เหมาะสมสำหรับการโหลดของคุณและไม่ใช้แรงดันไฟฟ้าเกินกว่าที่คุณต้องการเพื่อให้ซีรีย์หล่นไม่สร้างความร้อนมากเกินไป วัสดุผนัง DC มักจะไม่เป็นระเบียบหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าที่ระบุไว้จนกว่าภาระจะตรงกับกระแสไฟที่กำหนด สิ่งนี้จะทำให้ V * ฉันสูญเสียมากขึ้นในสวิตช์ LED MOSFET ของคุณ แทนที่จะเป็นแหล่งจ่าย 7V 600mA ฉันอาจพิจารณาอุปทาน 5V 1A ขึ้นไปเพื่อขับ LED ของขนานมากขึ้นพร้อมกับปล่อยน้อยลง การดรอปออกต่ำหรือตัวควบคุม LDO อาจหรืออาจไม่จำเป็นสำหรับ Arduino แต่เรียกใช้ไดรเวอร์จากแหล่งที่ไม่มีการควบคุมด้วยการกรองตามต้องการ

หากไม่ร้อนเกินกว่าที่จะสัมผัสอย่ากังวลเว้นแต่ว่าสายไฟ LED ของคุณจะขาด ดังนั้นเพื่อป้องกัน MOSFET ให้เพิ่มฟิวส์ที่สามารถตั้งค่าใหม่ได้ในซีรีย์ที่มีกระแสไฟ LED สิ่งเหล่านี้สามารถรวมเข้าด้วยกันและเสียค่าใช้จ่ายสองบิตในปริมาณเล็กน้อย

นั่นคือสองเซ็นต์ของฉันที่คุ้มค่า