Chống sét / chống sét cho mạch nhiệt điện theo dõi Arduino

Tôi đang xem xét liệu có nên thay thế bộ điều khiển nhiệt độ chênh lệch thương mại trên máy nước nóng năng lượng mặt trời của mình bằng bộ điều khiển dựa trên Arduino do chính tôi thiết kế hay không. Tôi biết chỉ đủ để nguy hiểm về những điều như vậy.

Câu hỏi đầu tiên: mạch chia điện áp nhiệt điện trở 5V / 10Kohm cổ điển sẽ thổi một cái gì đó trong cơn bão sét? Nhiệt điện trở được đặt cách xa 60 ft trên bảng điều khiển năng lượng mặt trời gắn trên mái. Cáp được bảo vệ và nối đất. Những gì cần thiết - bộ bảo vệ tăng áp trên mạch điện trở nhiệt, một số kết nối RC với dây dẫn nhiệt điện trở, giảm điện trở cơ sở để có thêm dòng điện đến nhiệt điện trở ....

Câu hỏi thứ hai: bộ vi xử lý Arduino Atmega có tự động khởi động lại và tiếp tục thực hiện phần mềm sau khi mất điện không? Nói cách khác, nút nhấn có phải được nhấn sau khi mất điện không?

Trả lời cho câu hỏi thứ hai: Các
máy phát điện có bộ điều khiển BOD (Đầu dò màu nâu) với mục đích phát hiện các gián đoạn nguồn ngắn và đặt lại bộ điều khiển khi chúng xảy ra. Tuy nhiên, trong bảng dữ liệu, bạn sẽ tìm thấy tuyên bố này:

Nếu không cần Bộ dò màu nâu trong ứng dụng, mô-đun này sẽ bị tắt.

Lý do Atmel đưa ra là BOD sẽ tiêu thụ năng lượng, ngay cả trong khi ngủ. Tôi thấy điều kỳ lạ này: BOD là yếu tố chính trong độ tin cậy của thiết bị. Nếu nó sử dụng thời gian dài ở chế độ năng lượng thấp và việc nhúng xảy ra trong nguồn điện, nó có thể bị khóa và yêu cầu thiết lập lại phần cứng. Trong thực tế rút phích cắm trong vài giây. Không phải cái gì tôi muốn nói với khách hàng của tôi.

BTW, Atmel xuất bản một chú thích "AVR180: Bảo vệ ngoài màu nâu". Tôi không chắc chắn lý do đằng sau này. Có nghĩa là BOD trên chip không đáng tin cậy ??

Câu hỏi thứ hai rất dễ trả lời. ATmega là một vi điều khiển, có dây cứng để khởi động lại và tiếp tục lại sau khi mất điện. Trong thực tế, đó là những gì nút thiết lập lại thực sự làm trên một số bảng. Nhiều bộ điều chỉnh điện áp có một pin kích hoạt, và rất dễ dàng để nối nó theo cách mà nút đặt lại thực sự cắt nguồn cho bảng. Mỗi khi bạn áp dụng nguồn, bộ điều khiển sẽ đọc nội dung ở 0x00 (thường là lệnh nhảy) và bắt đầu thực thi mã.

Câu hỏi đầu tiên, không quá nhiều. Sét đánh là sự kiện khá nghiêm trọng và (đặc biệt là không có sơ đồ), thật khó để nói điều gì sẽ xảy ra. Tôi muốn đề nghị bạn trước tiên cung cấp một số cách ly cho mạch của bạn. Một máy quang điện nhỏ có khả năng cung cấp sự cách ly mà bạn cần, nhưng bạn sẽ cần cung cấp năng lượng cho phía điện áp cao. Một phương pháp dễ dàng hơn là làm cho cảm biến nhiệt độ hoàn toàn độc lập. Một hệ thống MSP430 + MRF24J40 nhỏ có thể chạy trong nhiều tháng với một vài pin và có giá dưới 10 đô la, truyền nhiệt độ hiện tại cứ sau vài phút. Sau đó, khi ánh sáng chiếu vào, sẽ không có một con đường dễ dàng nào xuyên qua dây cảm biến, điều đó có nghĩa là sét có khả năng tấn công ở nơi khác thay thế. Phương pháp đơn giản nhất (cũng ít có khả năng sống sót sau một cuộc đình công) sẽ là đặt một diode zener trên điện trở nhiệt. Mặc dù vậy, bạn sẽ muốn cẩn thận về việc bù các phép đo của mình cho dòng rò qua zener.

Nếu bạn không thể chấp nhận khả năng cảm biến nhiệt độ sẽ bị phá hủy bởi sét đánh (đây là một yêu cầu thú vị để thiết kế), bạn nên nghiên cứu điốt triệt tiêu điện áp nhất thời và chuẩn bị cho một số chi phí hệ thống cao hơn nhiều.

Bạn có thể muốn xem xét các GDT. Ống xả khí. Chúng thường được sử dụng trong viễn thông để đệm các mạch nhạy cảm khỏi sét đánh.

Điện trở khi dưới điện áp định mức của chúng (thay đổi từ 50v đến hơn 200v) là nhiều megaohms. Khi điện áp đạt đến mức cao hơn, thiết bị sẽ chuyển sang phạm vi phát sáng (nghĩ là đèn neon). Điều này là tốt cho gai nhỏ. Khi nó bị tấn công với điện áp REAL, như 40 kV từ một cuộc đình công, nó chuyển thành pha hồ quang, trong đó điện trở rất nhỏ và các đường dây được nối ngắn lại, bảo vệ các thành phần nhạy cảm.

Bạn vẫn cần một cái gì đó để xử lý điện áp nguy hiểm thấp của vài trăm, nhưng sau đó, GDT tiếp quản.

Không ai trong số này sẽ bảo vệ bạn khỏi một cuộc tấn công trực tiếp vào hội đồng quản trị. Hy vọng rằng bạn có đường dẫn tiếp đất để một cú đánh mái sẽ chủ yếu được đưa xuống đất và tất cả những gì bạn đang bảo vệ là các xung điện áp ngẫu nhiên và không phải là đường dẫn ánh sáng thực sự. Nhưng một GDT trên nhiệt điện trở của bạn có thể là điều.

Cảm ơn các đầu vào. Sau khi nghiên cứu thêm một chút nữa, tôi nghĩ rằng một Metal Oxide Varistor sẽ cung cấp một số mức độ bảo vệ. Tôi tự hỏi những gì trong bộ điều khiển nhiệt độ khác biệt thương mại của tôi để đối phó với khả năng này. Nó vượt quá khả năng của tôi để đảo ngược kỹ sư.