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Pins von MCU schützenHallo, wir haben ein Gerät, bei dem 3,3 V Pins einer MCU direkt auf eine Steckerleist ans Gehäuse gehen. Bei Montage des Geräts können diese Pins berührt werden. Wie würdet ihr diese Pins gegen ESD schützen ? TVS Diode gegen GND. Mit Vorwiderstand ? Mit Kondensator parallel ? :
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garnicht, Optokoppler zwischenhämmern
Was meinst du mit "3,3 V Pins"? Sind das GPIO-Pins oder Versorgungsspannungen?
Das kommt drauf an, welche Funktion die Pins im Betrieb haben und was für Signale darüber laufen. :
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Ja, 3,3 V GPIOs. Sie dienen zur Kommunikation zwischen 2 MCUs.
Welche Länge? Welche Art von Kommunikation?
Und wie schnell sind die Signale? Bei 9600er UART kannst Du anders schützen als wenn das 50 MBit SPI ist. Ich vermute mal, es handelt sich um einen 3.3V UART. Dann würde ich von außen nach innen:
Idee ist: So ein 8-Pinner ist billiger und einfacher zu wechseln als ein 176-Pin Mikrocontroller. Hängt natürlich immer von den konkreten Umständen ab. fchk
Die TVS gehört direkt aussen an die Pins. Denn wenn da eine ESD-Entladung mit 1kV kommt, dann springt die glatt über den Widerstand drüber. Ausserdem hilft eine TVS am µC-Pin nicht viel, weil dessen Schutzdioden schon lange leiten, bis die TVS-Diode mal loslegt. Wenn aber die TVS-Diode die Spannung am Steckerpin auf 20V begrenzt, dann kann der Serienwiderstand zusammen mit dem Kondensator und den Schutzdioden im µC tatsächlich was bewirken. Mein erster Ansatz mit den bisher gegebenen Informationen wäre also sowas:
Über R und C müssen wir nach Beantwortung meiner obigen Fragen nochmal reden... Und noch eine Frage: wogegen soll eigentlich geschützt werden? Berührung oder Störeinkopplung oder beides? :
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Tja, wir haben seltsame hohe Ausfälle in der Serienproduktion. Wahrscheinlich nach der Hochspannungsprüfung des Gerätes. Die Pins hängen dann frei in der Luft, da beide Module einzeln getestet werden.
Wenn schon so "brutale" Prüfmethoden von den Regulierungbehörden verlangt werden, dann hätte ich die Idee mit den Dummy-Plugs entgegenzuhalten, die während der Prüfung zeitweise aufgesteckt werden als Busabschluss. ciao Ich würde alle fristlos feuern, die mit diesem Produkt etwas zu tun hatten. Edith: fristlos ergänzt. :
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Beitrag #8091605 wurde vom Autor gelöscht.
Ja genau. Bei der HV Prüfung werden ja alle elektrischen Anschlüsse gebrückt und an einen Pol der HV Spannung angeschlossen. Der ander Pol an PE. Nur sind aktuell die Pins der Busverbindung nicht mit gebrückt worden und fangen sich so wohl Stötungen ein. Also der Plan ist, alle Buspins zu brücken und mit den anderen Pins bei der HV Prüfung zu verbinden.
ESD steht für electrostatic discharge. Bei übliche ESD-Testpulse fließen Ströme im zweistelligen Ampere-Bereich, Anstieg typ. 1ns, Dauer des "langsamen" Pulses unter 100ns. :
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Zum Glück bist du kein Unternehmer und hast auch so nix zu sagen. Zum Thema: Man kann natürlich, wie schon empfohlen, die Pins schützen. Eine andere Idee wäre es, erstmal den "Fehler" zu suchen und zu analysieren. Die bisherige Beschreibung klingt für mich auch so, als würde nicht jede BG diesen Tod sterben, was mir sagt, dass der eigentlich Fehler noch nicht verstanden wurde und sowas ist immer schlecht.
Wenn das das Problem verursacht, könnten schon Pull-Up- oder -Down-Widerstände helfen. Aber wenn man es anfassen kann, dann ist ESD-Schutz auf jeden Fall notwendig. Eine TVS-Diode von GND kann man durch zwei 'normale' Dioden (z.B. 1N4148) von GND und zu VCC ersetzen; ist meist schneller und billiger. Die TVS wäre notwendig, wenn VCC an dieser Stelle nicht vorhanden ist. Eine TVS- oder normale Diode leitet den Störstrom in GND (oder VCC), aber damit er dort dann keinen Schaden anrichtet, sollte an dieser Stelle ein Kondensator zwischen VCC und GND sitzen. (Manchmal ist er als Stützkondensator schon vorhanden.)
Ein-Ausgänge sind schwierig. Wenn sie explizit umgeschaltet werden können, geht es natürlich wie Ein- und Ausgang parallel mit "Tri-State" als Ausgang und als Eingang.
Um es mit H. H. zu sagen, zum Glück hast du keine Ahnung.
Ist wohl ein Produkt von "Schwarzkopf Professional".
Nur, wenn die Vcc auch tatsächlich den Strom aufnehmen kann.
Mitnichten: der Witz der TVS-Diode ist ja, dass sie die eingeleitete Energie in ihrem Inneren in Wärme umsetzt und so "vernichtet", vor sie in die Schaltung kommt.
Und du laberst im Grunde nur heiße Luft daher. Oder hast du hier im Thread irgendwas sachdienliches beigetragen? Ich sehe nur jemanden, der große Töne spuckt. Und übrigens: 'Edit' schreibt man ohne 'h'.
Hallo, danke für die bisherigen Hinweise. Ja, es fallen nur teilweise Geräte bei aus. Die Pins sind Eingang oder Ausgang, nicht beides (SPI halt) Bei einigen Pins ist ein Treiber 74HC125 dazwischengeschaltet. Und auch der überlebt es machnachmal auch nicht, da auch hier die Signale zum Bus ungeschützt sind.
Beitrag #8091849 wurde vom Autor gelöscht.
Sie fallen aber immmer schon nach dem serienmäßigen HV-Test aus? Nicht erst später im Feld?
Heisse Luft umschreibt wohl eher das bisherige Design treffend. Einfachste Möglichkeit: Ansonsten gibt es für diese Zwecke sogar eine ganze Serie, die mit 74ABT anfängt. Z.B. den 74ABT245B, über den man solche Signale dann routen muss. Du kannst es ja gerne wieter mit TVS-Dioden "probieren". Trotzdem sollte man solchen "Murksern" keine weitere Gelegenheit zum "Weitermurksen" geben. Ich schreibe "Edith" wie ich will...
Also zu erwartende Signalverfälschung und -verzögerung durch Umweg über Optoelektronik? Es ging hier ja um die Annahme, dass die Ausfälle in erster Linie auf die Prüfmethoden mit Hochspannung zurückzuführen seien. Also Leiterplatten befinden sich temporär in einem nicht im tatsächlichen Betrieb auftretenden Zustand. Klar, es gibt PSUs, die weisen "hot swappable" Einschübe auf. Aber davon ist hier ja nicht die Rede. ciao
Um es mit H.H. zu sagen, du hast wohl keine Ahnung. Da leuchtet nichts! FPC := Flexible Printed Circuit
Keine Ausfälle im Feld bisher.
FPC deutete ich als FCPC. Und das ist Glasfasertechnik. Bin der Meinung, dass man Spezialitäten des Designs schon dem Team vom TO überlassen sollte. Es wird schon seine tiefere Bedeutung haben, wieso die von Dir in die Debatte geworfenen "Plastik-Strips" nicht zur Anwendung kommen. Zitat:
Schränkt die Fehlerursache schon einmal ein. ciao
An der Bezeichnung FPC gibt es nichts zu deuten. Eine "Spezialität" mögen sie allenfalls für "Bastler" sein. Eigentlich wird heute fast alles, wenn es die Stromtragfähigkeit zulässt, es mehrere Platinen/Module sind, per FPC und Konsorten verbunden. Als "Spezialität" muss man im industriellen Umfeld, wohl eher die Ausführung interner Verbindungen über externe Steckverbindungen ansehen.
Das ist auf dem Niveau "nachplappernder Papagei". Im übrigen würde ich dem "fristlos", noch ein "achtkantig" hinzufügen wollen. :
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Also diese Lösung gefällt mir gut. Welche Werte für R und C würde man denn für 3,3V 1 MHz SPI nehmen ? :
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Wie üblich fachlich inhaltlich armselig - Hans halt
Ich würde 100 pF und 100 Ohm versuchen. :
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Und bei der TVS-Diode die parasitäre Kapazität beachten, die kann je nach Typ bei >1nF liegen.
Bei 1MHz könnten 100pF schon etwas viel sein. Aber das Oszi wird es zeigen.
Du meinst wohl eher simple FFC (Flat Foil Cable). Zumindest ich sehe hier keinen Bedarf für einen komplexeren FPC, auf dem meist mehr passiert als eine stumpfsinnige 1:1 Verbindung. Aber auch das tut hier im Grunde nichts zur Sache und hilft dem TO nicht weiter.
Auch wenn du da drauf beharrst ist es trotzdem falsch. Passiert dir sowas öfter mal? :
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Wenn die Geräte im Feld nicht getrennt sind, reicht eigentlich korrektes Testen und korrektes Handling. Wenn die Pins bisher gar nicht geschützt waren, schaue mal nach, ob die die interne Body-Dioden haben. Dann reicht ein kleiner Seriewiderstand, sonst ein großer Pull-Down. Und natürich ein korrekt durchgeführter HF-Test ohne ungewollte "Antenne". (Wenn es nur um die PE-Isolierung geht, dann geht da vermutlich irgendwas schief)
Nicht unbedingt! Ein uralter Name. Übersetzung: Die wertvolle Kämpferin Edith sagt, Leerzeile eingefügt. :
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Bei der MCU handelt es sich um PIC32MZ (SPI Master) und PIC18 (SPI Slave). Der Bus Treiber ist der 74HC125. Ich denke, alle haben Schutzdioden nach Vcc und Vss. Die Geräte werden einzeln getestet und sind natürlich ausgeschaltet beim HV Test. :
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Never ever geht man mit einem Pin vom Controller oder FPGA direkt vom Board runter nach draußen! Uns nur weil was mit dem Evalboard oder Arduino auf dem Labortisch funktioniert, heißt das noch lange nicht, daß das Produkt fertig ist und in Serie gehen kann...
Ob nun FFC oder FPC, der Zweck ist, die Signale zwischen den
Baugruppen intern im Gerät zu führen. Weitere zusätzliche
Bauelemente sind dann gar nicht mehr nötig. Das sollte in meinem Beitrag eigentlich deutlich geworden sein.
Das sehe ich nun anders.
+++Und schon gar nicht auf eine extern zugängliche Buchsenleiste.
Da hast Du sicher Recht. Das ist ein Desingfehler.
Es ist aber nicht ein Gerät, in dem mehrere Leiterplatten vorhanden sind. Es ist etwa wie bei einer SPS aufgebaut, bei der mehrere Baugruppen (E/A Module) hintereinander gesteckt werden. Also nix mit Flachbandkabel.... Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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