Perlindungan petir / lonjakan arus untuk sirkuit termistor Arduino yang dipantau

Saya sedang mempertimbangkan apakah akan mengganti pengontrol suhu diferensial komersial pada pemanas air tenaga surya saya dengan pengontrol berbasis Arduino dari desain saya sendiri. Saya tahu cukup berbahaya tentang hal-hal seperti itu.

Pertanyaan pertama: apakah sirkuit splitter tegangan termistor 5V / 10Kohm klasik akan meniupkan sesuatu selama badai petir? Termistor terletak 60 kaki dari panel surya yang dipasang di atap. Kabel dilindungi dan dibumikan. Apa yang dibutuhkan - lonjakan pelindung pada sirkuit termistor, beberapa koneksi RC ke termistor, mengurangi resistor dasar untuk aliran arus lebih ke termistor ....

Pertanyaan kedua: apakah mikroprosesor Arduino Atmega reboot otomatis dan melanjutkan eksekusi perangkat lunak setelah kehilangan daya? Dengan kata lain, apakah tombol reset harus ditekan setelah kehilangan daya?

Jawaban untuk pertanyaan kedua:
AVR memiliki BOD (Brown-out detector) yang tujuannya untuk mendeteksi gangguan daya pendek, dan mengatur ulang pengontrol ketika terjadi. Namun, dalam lembar data, Anda akan menemukan pernyataan ini:

Jika Brown-out Detector tidak diperlukan dalam aplikasi, modul ini harus dimatikan.

Alasan Atmel memberi adalah bahwa BOD akan mengkonsumsi daya, bahkan saat tidur. Saya menemukan ini aneh: BOD adalah faktor utama dalam keandalan perangkat Anda. Jika ia menghabiskan jangka waktu yang lama dalam mode daya rendah, dan terjadi penurunan pada catu daya, ia mungkin terkunci dan memerlukan pengaturan ulang perangkat keras. Dalam praktik mencabutnya selama beberapa detik. Bukan sesuatu yang ingin saya sampaikan kepada pelanggan saya.

BTW, Atmel menerbitkan appnote "AVR180: External Brown-out Protection". Saya tidak yakin apa alasan di balik ini. Apakah ini berarti BOD on-chip tidak dapat diandalkan ??

Pertanyaan kedua mudah dijawab. ATmega adalah mikrokontroler, yang dilengkapi dengan kabel untuk melakukan reboot dan melanjutkan setelah kehilangan daya. Bahkan, itulah yang sebenarnya dilakukan tombol reset pada beberapa papan. Banyak regulator tegangan memiliki pin pengaktifan, dan sangat mudah untuk memasangnya sedemikian rupa sehingga tombol reset benar-benar memotong daya ke papan. Setiap kali Anda menerapkan daya, controller membaca konten pada 0x00 (biasanya instruksi lompatan), dan mulai menjalankan kode.

Pertanyaan pertama, tidak banyak. Sambaran petir adalah peristiwa yang cukup serius, dan (terutama tanpa skema), sulit untuk mengatakan apa yang akan terjadi. Saya menyarankan agar Anda terlebih dahulu memberikan beberapa isolasi untuk sirkuit Anda. Optoisolator kecil kemungkinan akan memberikan isolasi yang Anda butuhkan, tetapi Anda harus menyediakan daya pada sisi tegangan tinggi. Metode yang lebih mudah adalah membuat sensor temp sepenuhnya independen. Sistem MSP430 + MRF24J40 kecil dapat berjalan selama berbulan-bulan pada beberapa baterai dan biaya kurang dari $ 10, mentransmisikan suhu saat ini setiap beberapa menit. Kemudian, ketika penerangan menyerang, tidak akan ada jalan yang mudah ke tanah melalui kawat penginderaan, yang berarti bahwa petir cenderung menyerang di tempat lain. Metode termudah (juga yang paling tidak mungkin untuk bertahan dari serangan) adalah menempatkan dioda zener melintasi termistor. Anda harus berhati-hati dalam mengkompensasi pengukuran Anda untuk arus bocor melalui zener.

Jika Anda tidak dapat menerima kemungkinan bahwa sensor temp akan dihancurkan oleh sambaran petir (yang merupakan persyaratan menarik untuk dirancang), Anda harus meneliti dioda penekan tegangan transien dan bersiap untuk beberapa biaya sistem yang jauh lebih tinggi.

Anda mungkin ingin melihat GDT. Tabung Pelepasan Gas. Ini sering digunakan dalam telekomunikasi untuk buffer sirkuit sensitif dari sambaran petir.

Hambatan ketika di bawah tegangan pengenal mereka (bervariasi dari 50v ke lebih dari 200v) banyak megaohms. Ketika tegangan mencapai tingkat yang lebih tinggi, perangkat akan bergerak ke kisaran cahaya (pikirkan lampu neon). Ini bagus untuk paku kecil. Ketika dihantam dengan tegangan NYATA, seperti 40 kV dari serangan, itu berubah menjadi fase busur, di mana resistansi sangat kecil dan garis-garis disingkat bersamaan, melindungi komponen-komponen sensitif.

Anda masih membutuhkan sesuatu untuk menangani voltase bahaya rendah beberapa ratus, tetapi setelah itu GDT mengambil alih.

Tidak satu pun dari ini akan melindungi Anda dari serangan langsung ke dewan. Mudah-mudahan Anda memiliki jalur pengardean sehingga penabrak atap sebagian besar akan dibawa ke tanah dan semua yang Anda lindungi adalah lonjakan tegangan insidental dan bukan jalur arus pencahayaan yang sebenarnya. Tapi GDT di termistor Anda mungkin adalah masalahnya.

Terima kasih atas masukannya. Setelah mempelajari ini sedikit lagi, saya pikir Metal Oxide Varistor akan memberikan tingkat perlindungan. Saya ingin tahu apa yang ada di pengontrol suhu diferensial komersial saya untuk menangani kemungkinan ini. Itu di luar kemampuan saya untuk merekayasa balik.