Est-il sûr d'exécuter de longs fils d'E / S vers un microcontrôleur?

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J'envisage d'utiliser un MCU assis dans mon garage pour lire les données de deux capteurs, dont l'un peut être éloigné jusqu'à 10 mètres. Je n'utilise pas de capteurs analogiques, car cette question me demande plutôt d'utiliser des appareils Maxim OneWire (utilisés en mode d'alimentation non parasite).

Je crois que le signal numérique et la puissance réels devraient être bons à ces distances (je vais probablement utiliser quelque chose comme CAT5, et je peux attacher plusieurs conducteurs ensemble si j'en ai vraiment besoin), mais je suis préoccupé par d'autres problèmes, principalement EMI, et en haut de ma liste de soucis est exactement ce qui se passe lorsque la foudre frappe à proximité? Ce fil n'agit-il pas comme une grande antenne et pourrait-il capter des tensions importantes lorsque la foudre frappe?

Il peut être pertinent ou non d'indiquer que le ou les fils en question passeraient à l'intérieur du bâtiment (dans le grenier) et non à l'extérieur. Je ne m'inquiète pas tant d'un coup de foudre directement sur le fil, que des grandes tensions EMI qui pourraient (seraient?) Générées dans le fil lors d'un coup proche.

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Un fil est censé être bon à plus de 100 mètres avec un fil téléphonique normal. De plus, la protection contre les coups de foudre est très difficile. Avez-vous une bonne raison de le faire - de nombreux coups de foudre, des capteurs / micros coûteux, une disponibilité minimale, etc.?
Kevin Vermeer
Non, juste la foudre tempête I-live-in-the-desert. Il s'agit d'un système unique conçu par un logiciel analphabète (moi). Suis-je susceptible de perdre le capteur (seulement un dollar ou deux) ou le MCU (~ 40 $) ou l'ensemble du système (~ 100 $ ou plus) pendant la première tempête?
Mark
(1) vous n'avez pas de MCU à 40 $. Vous avez probablement une carte sur laquelle un MCU de 40 $ est monté. Branchez un micro DIP ou utilisez un pistolet à air chaud sur un micro SMD - Aucun des deux ne devrait prendre plus de 5 minutes pour changer le micro. (2) Il est difficile de prévoir ce qui se passera lorsque la foudre frappe; cela dépend de l'endroit où il frappe. Voir les réponses ci-dessous pour en savoir plus.
Kevin Vermeer
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@Kevin: c'est un conseil extrêmement inutile. C'est comme dire que changer votre huile n'est pas un gros problème, car vous n'avez pas de segment de piston à 2500 $, vous avez un segment de piston à 1 $, et s'il souffle, échangez-le simplement. Pour ceux d'entre nous qui n'ont ni les compétences ni l'équipement pour effectuer le soudage SMD, la carte MCU EST la MCU, à toutes fins utiles.
Mark
@Mark: Les conseils de Kevin sont en fait assez raisonnables. Un Arduino est essentiellement un micro à 3 $ (ish) monté sur une carte. Le MCU est enchâssé pour un changement facile (et j'ai récemment corrigé quelques Arduinos "cassés" en remplaçant les micros, quelques minutes de travail). La plus grande question est: cela vaut-il le temps / l'argent / l'effort de protéger votre système contre la foudre? Vous dépenserez probablement plus en câbles / filtrages / amortisseurs coûteux qu'en échangeant simplement le micro en cas de défaillance.
Al Bennett

Réponses:

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J'ai eu une expérience personnelle avec la fonte des câbles réseau lors d'un orage. Dans presque tous les cas de panne due à la foudre, c'est à cause d'une mauvaise alimentation ou d'une mauvaise mise à la terre. Si vous finissez par avoir 2 appareils très éloignés l'un de l'autre et que chacun a sa propre masse, il est possible que le potentiel de terre de l'un change à cause de la foudre, puis le fil de petit calibre dans la ligne Ethernet finit par prendre beaucoup du courant qui entraîne la fusion de l'isolant.

La même chose peut se produire si vous avez une surtension sur la puissance d'un appareil; cela peut faire passer beaucoup de courant sur le câble de communication.

Si votre appareil "externe" a son propre terrain, vous devrez peut-être vous inquiéter un peu, mais ce ne sera probablement pas si grave (en particulier à 10 mètres).

Vous devrez vous soucier du bruit. Plus votre course est longue, plus vous avez de chances de capter le bruit. Ce n'est peut-être pas un problème pour tout ce que vous faites, mais vous devez le garder à l'esprit.

Kellenjb
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En termes plus simples, je dirais que si tous les appareils de votre câble auront la même connexion unifiée d'alimentation et de terre, la longueur du câble ne vous rendra pas particulièrement sensible aux éclairs, mais si les choses à chaque extrémité de votre câble peuvent avoir des terrains séparés, un coup de foudre pourrait vous faire frire même si votre câble mesure trois pieds de long.
supercat
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Je trouverais difficile de croire qu'un coup de foudre à proximité pourrait provoquer un pic inductif suffisamment grand (ou même mesurable) au niveau de la broche E / S connectée à un très long fil pour endommager un microcontrôleur. Je pense que 1 / R ^ 2 est de votre côté ici ... aussi votre maison est probablement un isolant assez décent.

vicatcu
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Il semble que oui, mais j'ai entendu (de troisième ou de quatrième main) toutes sortes d'histoires d'horreur sur la destruction induite par la foudre de réseaux Ethernet entre des bâtiments, ou même vers des hangars dans l'arrière-cour. Les histoires ne sont-elles que cela, des mythes urbains?
Mark
Certainement pas des mythes. J'ai travaillé dans une entreprise qui a remplacé tout un petit bureau d'équipement après qu'un coup de foudre a retiré tous les appareils connectés Ethernet dans le bâtiment. Puces explosées, etc. La foudre aurait frappé très près d'un câble Ethernet enterré.
darron
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Le tueur n'est pas ce qui est induit dans le câble, mais plutôt ce qui est directement enfoncé dans le sol. Il est normal que différents bâtiments aient des différences de potentiel de terre qui ne sont pas très nombreuses, mais peuvent fournir de nombreux amplis. Il est moins normal que les tensions dépassent les mille volts, mais en cas de coup de foudre près de l'un ou l'autre des bâtiments, cela peut certainement se produire.
supercat
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Vous ne pouvez pas utiliser un câble blindé, comme le câble coaxial de télévision par câble, et mettre à la terre le blindage? Si ce n'est pas du câble coaxial, alors une sorte de paire torsadée blindée ... Je suis sûr que vous pouvez trouver du CAT3 blindé (fil téléphonique).

Bryan Boettcher
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Certes possible, mais nécessaire?
Mark