Безопасно ли прокладывать длинные провода ввода-вывода к микроконтроллеру?

Я собираюсь использовать MCU, сидящий в моем гараже, для считывания данных с пары датчиков, один из которых может находиться на расстоянии до 10 м. Я не использую аналоговые датчики, поскольку этот вопрос задает, вместо этого я буду использовать устройства Maxim OneWire (используемые в режиме без паразитного питания).

Я считаю, что реальный цифровой сигнал и мощность должны быть хорошими на этих расстояниях (я, вероятно, буду использовать что-то вроде CAT5, и я могу связать несколько проводников вместе, если мне действительно нужно), но я обеспокоен другими проблемами, в основном, EMI, и на вершине моего списка забот именно то, что происходит, когда удары молнии поблизости? Разве этот провод не действует как большая антенна и может воспринимать значимые напряжения при ударах молнии?

Может быть или не быть уместным утверждать, что рассматриваемый провод (ы) будет проходить внутри здания (на чердаке), а не на открытом воздухе. Меня не очень беспокоит удар молнии прямо по проводу, так как я о больших напряжениях электромагнитных помех, которые могут (будут?) Генерироваться в проводе при ближайшем ударе.

microcontroller emc

— отметка
источник

1-проводный, предположительно, хорош на расстоянии более 100 метров с обычным телефонным проводом. Кроме того, защита от ударов молнии действительно трудно. Есть ли у вас веские причины для этого - много ударов молнии, дорогие датчики / микроэлементы, минимальное время работы и т. Д.?

— Кевин Вермеер

Нет, просто обычная штормовая молния "Я живу в пустыне". Это одноразовая система, разработанная неграмотным программистом (мной). Могу ли я потерять датчик (всего один доллар или два) или MCU (~ 40 долларов) или всю систему (~ 100 долларов или больше) во время первого шторма?

— Марк

(1) у вас нет микроконтроллера за 40 долларов. Скорее всего, у вас есть плата, на которой установлен микроконтроллер за 40 долларов. Вставьте DIP-микро или используйте пистолет с горячим воздухом на SMD-микро - ни один не должен занять больше 5 минут, чтобы заменить микро. (2) Трудно предсказать, что произойдет при ударах молнии; это зависит от того, где оно попадает. Смотрите ответы ниже для более.

— Кевин Вермеер

@Kevin: это крайне бесполезный совет. Это все равно, что сказать, что менять масло - не проблема, потому что у вас нет поршневого кольца за 2500 долларов, у вас есть поршневое кольцо за 1 доллар, и если оно дует, просто поменяйте его. Для тех из нас , которые не имеют ни навыков , ни оборудования , чтобы сделать SMD паять БУМ плата IS БУМ, для всех намерений и целей.

— Марк

@Mark: совет Кевина на самом деле вполне разумный. Arduino - это, по сути, микросхема за 3 доллара, установленная на доске. MCU подключен для легкой замены (и я недавно исправил несколько «сломанных» Arduinos, заменив микро, пару минут работы). Большой вопрос: стоит ли время / деньги / усилия для молниезащиты вашей системы? Вы, вероятно, потратите больше на дорогой кабель / фильтрацию / амортизатор, чем просто заменяете микро, если он выйдет из строя.

— Аль Беннетт

Ответы:

У меня был личный опыт таяния сетевых кабелей во время грозы. Почти во всех случаях отказа из-за молнии это происходит из-за плохого питания или заземления. Если в конечном итоге у вас есть 2 устройства, расположенные далеко друг от друга, и у каждого свое заземление, то потенциал заземления одного из них может измениться из-за молнии, и тогда маленький измерительный провод в линии Ethernet в конечном итоге займет много места. тока, который приводит к плавлению изоляции.

То же самое может произойти, если у вас будет скачок мощности одного устройства; это может привести к тому, что по проводам связи будет проходить большой ток.

Если у вашего «внешнего» устройства есть своя собственная земля, то вам, возможно, придется немного побеспокоиться, но это, вероятно, не будет таким уж большим делом (особенно на 10 м).

Вам нужно будет беспокоиться о шуме. Чем дольше вы бежите, тем больше у вас шансов уловить шум. Это не может быть проблемой для того, что вы делаете, но вам нужно помнить об этом.

— Kellenjb
источник

Проще говоря, я бы сказал, что если все устройства на вашем кабеле будут иметь одинаковое унифицированное соединение питания и заземления, длина кабеля не сделает вас особенно восприимчивыми к ударам молнии, но если вещи на любом конце кабеля могут иметь На отдельных участках удар молнии может зажечь вас, даже если ваш кабель длиной три фута.

— суперкат

-1

Мне было бы трудно поверить, что соседний удар молнии может вызвать достаточно большой (или даже измеримый) индуктивный всплеск на выводе ввода / вывода, подключенном к очень длинному проводу, чтобы повредить микроконтроллер. Я думаю, что 1 / R ^ 2 здесь на вашей стороне ... и ваш дом, вероятно, довольно приличный изолятор.

— vicatcu
источник

Кажется, что так, но я слышал (третьи или четвертые руки) всевозможные ужасные истории о вызванном молнией разрушении сетей Ethernet между зданиями или даже в сараях на заднем дворе. Это истории, городские мифы?

— Отметить

Конечно, не мифы. Я работал в компании, которая заменила молниеносный удар по всем подключенным к Ethernet устройствам в здании. Взорвавшиеся чипы и т. Д. Молния, предположительно, ударила очень близко к скрытому кабелю Ethernet.

— Даррон

Убийца - это не то, что вызывается в кабеле, а то, что прямо вонзается в землю. Разные здания имеют разность потенциалов заземления, которые не очень много вольт, но могут обеспечить много усилителей. Менее нормально, что напряжение превышает тысячу вольт, но в случае удара молнии возле любого из зданий это может произойти.

— суперкат

-1

Разве вы не можете использовать экранированный кабель, например, коаксиальный кабель, и заземлить экран? Если не коаксиальный кабель, то какая-то экранированная витая пара ... Я уверен, что вы можете найти экранированный CAT3 (телефонный провод).

— Брайан Бетчер
источник

Конечно, возможно, но необходимо?

— Отметить