Ist es sicher, lange E / A-Kabel zu einem Mikrocontroller zu verlegen?

Ich denke darüber nach, eine MCU in meiner Garage zu verwenden, um Daten von einigen Sensoren zu lesen, von denen einer bis zu 10 m entfernt sein kann. Ich verwende keine analogen Sensoren, da diese Frage fragt, sondern ich werde Maxim OneWire-Geräte verwenden (die im nicht parasitären Energiemodus verwendet werden).

Ich glaube, dass das tatsächliche digitale Signal und die Leistung in diesen Entfernungen in Ordnung sein sollten (ich werde wahrscheinlich so etwas wie CAT5 verwenden und ich kann mehrere Leiter zusammenbinden, wenn ich es wirklich brauche), aber ich bin besorgt über andere Probleme, hauptsächlich EMI, und ganz oben auf meiner Liste der Sorgen steht genau das, was passiert, wenn ein Blitz in der Nähe einschlägt? Funktioniert dieser Draht nicht als große Antenne und kann bei Blitzeinschlägen sinnvolle Spannungen aufnehmen?

Es kann relevant sein oder nicht, anzugeben, dass die betreffenden Drähte innerhalb des Gebäudes (auf dem Dachboden) und nicht im Freien verlegt werden. Ich mache mir nicht so viele Sorgen um einen Blitzschlag direkt auf dem Draht, sondern um die großen EMI-Spannungen, die bei einem nahegelegenen Schlag im Draht erzeugt werden könnten (würden?).

microcontroller emc

— Kennzeichen
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1-Draht ist angeblich über 100 Meter mit normalem Telefonkabel gut. Auch der Schutz vor Blitzeinschlägen ist sehr schwierig. Haben Sie gute Gründe dafür - viele Blitzeinschläge, teure Sensoren / Mikros, minimale Betriebszeiten usw.?

— Kevin Vermeer

Nein, nur ein normaler Sturmblitz, den ich in der Wüste lebe. Dies ist ein einmaliges System, das von einem Hardware-Analphabeten (mir) entwickelt wurde. Verliere ich während des ersten Sturms wahrscheinlich den Sensor (nur ein oder zwei Dollar) oder die MCU (~ 40 USD) oder das gesamte System (~ 100 USD oder mehr)?

— Mark

(1) Sie haben keine 40-Dollar-MCU. Sie haben wahrscheinlich eine Platine, auf der eine 40-Dollar-MCU montiert ist. Setzen Sie ein DIP-Mikro ein oder verwenden Sie eine Heißluftpistole für ein SMD-Mikro. Das Auswechseln des Mikros sollte nicht länger als 5 Minuten dauern. (2) Es ist schwierig vorherzusagen, was passieren wird, wenn ein Blitz einschlägt. es hängt davon ab, wo es trifft. Weitere Informationen finden Sie in den Antworten unten.

— Kevin Vermeer

@ Kevin: Das ist ein äußerst wenig hilfreicher Rat. Es ist, als würde man sagen, dass das Wechseln des Öls keine große Sache ist, denn Sie haben keinen $ 2500-Kolbenring, Sie haben einen $ 1-Kolbenring, und wenn er durchbrennt, tauschen Sie ihn einfach aus. Diejenigen von uns , für die weder die Fähigkeiten haben , noch die Ausrüstung SMD - Löten zu tun, die MCU - Platine IS die MCU, für alle Absichten und Zwecke.

— Mark

@ Mark: Kevins Rat ist eigentlich ganz vernünftig. Ein Arduino ist im Grunde ein $ 3 (ish) Mikro, das auf einem Board montiert ist. Die MCU ist für einen einfachen Wechsel gesockelt (und ich habe kürzlich ein paar "kaputte" Arduinos repariert, indem ich die Mikros ausgetauscht habe, ein paar Minuten Arbeit). Die größere Frage ist: Lohnt es sich, Ihr System blitzsicher zu machen? Sie werden wahrscheinlich mehr für teure Kabel / Filter / Dämpfer ausgeben, als nur das Mikro auszutauschen, falls es ausfällt.

— Al Bennett

Antworten:

Ich habe persönliche Erfahrungen mit Netzwerkkabeln gemacht, die während eines Gewitters schmelzen. In fast allen Fällen eines Blitzausfalls liegt dies an einer schlechten Stromversorgung oder Erdung. Wenn Sie am Ende zwei Geräte haben, die weit voneinander entfernt sind und jedes seine eigene Erdung hat, kann sich das Erdungspotential eines Geräts aufgrund des Blitzes ändern, und dann nimmt das kleine Kabel in der Ethernet-Leitung viel an Strom, der zum Schmelzen der Isolierung führt.

Das Gleiche kann passieren, wenn die Leistung eines Geräts stark ansteigt. Dies kann dazu führen, dass das Kommunikationskabel viel Strom nach unten leitet.

Wenn Ihr "externes" Gerät seinen eigenen Boden hat, müssen Sie sich möglicherweise ein wenig Sorgen machen, aber es wird wahrscheinlich keine so große Sache sein (insbesondere bei 10 m).

Sie müssen sich um Lärm sorgen. Je länger Sie laufen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie Geräusche aufnehmen. Dies ist möglicherweise kein Problem für das, was Sie gerade tun, aber Sie müssen es berücksichtigen.

— Kellenjb
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Im einfachsten Sinne würde ich sagen, dass wenn alle Geräte an Ihrem Kabel die gleiche einheitliche Strom- und Erdungsverbindung haben, die Kabellänge Sie nicht besonders anfällig für Blitzeinschläge macht, aber wenn die Dinge an beiden Enden Ihres Kabels haben könnten Wenn Ihr Kabel drei Fuß lang ist, kann ein Blitzschlag Sie braten.

— Supercat

-1

Es fällt mir schwer zu glauben, dass ein Blitzschlag in der Nähe eine ausreichend große (oder sogar messbare) induktive Spitze am E / A-Pin verursachen kann, der mit einem wirklich langen Kabel verbunden ist, um einen Mikrocontroller zu beschädigen. Ich denke, 1 / R ^ 2 ist hier auf Ihrer Seite ... auch Ihr Haus ist wahrscheinlich ein ziemlich anständiger Isolator.

— vicatcu
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Es scheint so, aber ich habe (aus dritter oder vierter Hand) alle möglichen Horrorgeschichten über die blitzbedingte Zerstörung von Ethernet-Netzwerken gehört, die zwischen Gebäuden oder sogar in Schuppen im Hinterhof verlaufen. Sind die Geschichten genau das, urbane Mythen?

— Mark

Mit Sicherheit keine Mythen. Ich arbeitete in einer Firma, die ein ganzes kleines Büro für Ausrüstung ersetzte, nachdem ein Blitzschlag jedes mit Ethernet verbundene Gerät im Gebäude ausgeschaltet hatte. Explodierte Chips usw. Der Blitz traf angeblich sehr nahe an einem vergrabenen Ethernet-Kabel.

— Darron

Der Mörder ist nicht das, was im Kabel induziert wird, sondern das, was direkt in den Boden getrieben wird. Es ist normal, dass verschiedene Gebäude Erdpotentialunterschiede aufweisen, die nicht sehr viele Volt betragen, aber viele Ampere liefern können. Es ist weniger normal, dass die Spannungen tausend Volt überschreiten, aber im Falle eines Blitzeinschlags in der Nähe eines der beiden Gebäude kann dies definitiv passieren.

— Supercat

-1

Können Sie kein abgeschirmtes Kabel wie Kabelfernseh-Koax verwenden und die Abschirmung erden? Wenn nicht Koax, dann eine Art abgeschirmtes Twisted-Pair ... Ich bin sicher, Sie können abgeschirmtes CAT3 (Telefonkabel) finden.

— Bryan Boettcher
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Sicher möglich, aber notwendig?

— Mark