Как избежать выгорания usb портов на "малинке"?
Я делал проект, где малинка через usb управляла ардуинкой, а ардуинка, в свою очередь, получая данные через ком порты управляла драйвером двигателя l298n. Изначально все было хорошо, все исправно работало и в том случае, когда питание ардуинки шло из распбери пи и в том случае, когда ардуинка питалась отдельно. Но при очередном включении usb порты малинки просто перестали работать(конкретно на том включении, ардуино питалась от распбери пи). Как лучше питать ардуино, чтоб избежать выгорания портов(от малинаи или отдельно). Как в принципе избежать их выгорания(не используя гальваническую развязку)?
Ответы (1 шт):
Общая схема защиты "отсебятина". Не претендую на лучший ответ, дам общие рекомендации.
Цепи USB скорее всего уже защищены (обычно в их защите нет конденсаторов, лучше добавить), но лучше проверить (то можно и ПК спалить порты). Цепи к двигателю нужно поставить защитные цепочки.
Вместо резисторов - можно перемычки. R1 - может отсутствовать. R1 и R2 от 10ом до 200 ом.
Цепь R2-V1 - это "стабилизатор". Если извесно напряжение броска (например двигатель 12 вольт даст бросок 12 вольт) то по закону ома - можно получить ток через резистор - соответственно ток через стабилитрон. Согласно этого тока - можно посчитать мощность стабилитрона и резистора. При броске напряжения открывается стабилитрон - и лишнее напряжение идет "на землю". Т.к. стабилитрон может открыться не сразу - то кратковременный бросок можно компенсировать другими элементами (R1, С1, С2).
Так как у ардуино уровни от 0 до 3 вольт - то стабилитрон на 3 вольта, проверить напряжение можно вольтметром. Если в даной цепи другие напряжения - то нужен другой стабилитрон с напряжением максимума допустимого.
R1 и R2 - чем больше - тем лучше, но при превышении "нужного" значения, у вас будет "обрыв" сигнала. Для USB цепи - R2 - 56 Ом (ссылка ниже).
Разряженый конденсатор забирает бросок напряжения раньше чем сработает стабилитрон, для того, что бы зарядится. Чем больше конденсатор - тем лучше, но после определенного значения схема начнёт не правильно работать (двигатель будет работать дольше чем нужно после снятия сигнала, например, USB-сигнал перестанет проходить) С1 - выбирается в зависимости от рабочей частоты. Если частота низкая - выбирается порядка 0.1 ... 5 микрофарад, и если присутствуют высокие частоты - то ещё ставят С2 порядка нескольких пикофарад - что б гасить высокочастотную составляющую сигнала. Для высокой частоты ставят несколько пикофарад.
Если у вас высокочастотные броски - то желательно что бы не было "висячих" ног. Лучше защитить все цепи от чипа (кроме ног которые заземлены или запитаны).
В цепи питания - обязательно должен присутствовать стабилитрон или чип стабилизации (обычно он есть на плате ардуино).
Рекомендую посмотреть на цепи защиты на примерах
https://habr.com/ru/post/128939/ (D1 D2 R3 R4 - защита)
http://old.symmetron.ru/suppliers/wurth/usb-protection.shtml Защита USB