Folosiți un baros, trageți un glonț pe el, aruncați-l într-o piscină. nu despre asta vorbim. Vă vom arăta cum să vă distrugeți electric Arduino, deși mulți dintre voi par să știe deja cum să facă asta printr-o experiență nefericită. Știi la ce ne referim. mirosul amuzant, semnul de ardere pe o componentă sau temutul mesaj de eroare „programatorul nu este sincronizat” - toate semnele că tocmai ai învățat o lecție în mod greu.

De ce facem asta? Dacă dețineți un Arduino, este bine să știți ce este și ce nu este OK să faceți cu el. De asemenea, dorim să luați în considerare cumpărarea Ruggeduino-ului nostru, care va supraviețui tuturor torturilor descrise mai jos.

Configurați un pin I/O pentru a fi o ieșire, apoi setați-l la mare. Scurtați știftul la sol. Ați creat acum o condiție de supracurent pe pinul I/O și va fi distrusă.

Iată calea fluxului de curent (schema este pentru Arduino Uno, care poate fi găsită aici):

moduri

Foaia tehnică a microcontrolerului specifică un curent maxim per-pin absolut de 40mA. Cu o rezistență internă tipică de numai 25 ohmi pe pin, un scurtcircuit la masă poate permite curgerea a 200 mA de curent, mai mult decât suficient pentru a distruge pinul microcontrolerului.

REPARAREA

Ruggeduino protejează împotriva acestei distrugeri punând în serie o siguranță resetabilă de 30mA (PTC) cu fiecare pin I/O. Nu numai că curentul este limitat în siguranță la 30mA în toate condițiile (mai multe despre acest lucru mai jos), dar rezistența încorporată de 220 ohmi a siguranței limitează în mod natural curentul la 5V/220 = 23mA chiar de pe bat.

Configurați doi pini I/O pentru a fi ieșiri, apoi setați unul înalt și celălalt scăzut. Acum conectați pinii împreună. Ați creat acum o condiție de supracurent pe ambele pini I/O și vor fi distruse.

Calea fluxului de curent este similară cu Metoda # 1 de mai sus, cu excepția căii de întoarcere la sol este prin microcontroler.

REPARAREA

La fel ca și pentru Metoda # 1, Ruggeduino protejează împotriva acestei distrugeri punând o siguranță resetabilă de 30 mA (PTC) în serie cu fiecare pin I/O.

Aplicați o tensiune care depășește 5,5 V oricărui pin I/O. Pinul I/O este distrus.

Această metodă de distrugere orientează înainte dioda de protecție ESD încorporată în microcontroler. Iată un model al fiecărui pin I/O al microcontrolerului din foaia tehnică Atmel ATmega328P:

Odată ce tensiunea la pinul I/O este mai mare decât tensiunea de alimentare (5V) cu aproximativ 0,5V, dioda superioară începe să conducă curentul. Acest lucru este OK pentru devierea unui eveniment de supratensiune de scurtă durată, cum ar fi ESD (descărcare electro-statică), dar acea diodă nu este menită să fie pornită tot timpul. Pur și simplu se va arde și va înceta să protejeze știftul.

Această diagramă arată fluxul curent atunci când supratensiunea este aplicată unui pin I/O.

Dacă dioda de protecție internă nu se deschide, atunci supratensiunea distruge pinul I/O. Dacă dioda de protecție eșuează prin scurtcircuit, este și mai rău, deoarece acum supratensiunea este aplicată întregii surse de + 5V de pe Arduino. Aceasta înseamnă că va ajunge la alte componente, cum ar fi cipul de interfață USB, și le va distruge și ele.

REPARAREA

Pe Ruggeduino, fiecare pin I/O este protejat de o siguranță resetabilă de 30mA (cu rezistență încorporată de 220 ohm) și o diodă zener de 5.1V care împreună servesc la limitarea tensiunii pinului la 5.5V, indiferent de supratensiunea aplicată de 24V.

Acum, în loc să curgă curent prin dioda de protecție internă a microcontrolerului, acesta curge în siguranță prin dioda zener, la masă și înapoi la sursa supratensiunii. Siguranța PTC limitează acest curent la 30mA, astfel încât dioda zener de 5.1V nu disipează o putere excesivă.

Alimentați-vă Arduino prin pinul conectorului Vin, dar inversați polaritatea conexiunii de alimentare Vin/GND. Veți distruge mai multe dispozitive pe Arduino.

Nu există protecție împotriva tensiunii inversate la tensiunile aplicate pinului conectorului Vin. Curentul va curge de la pinul GND al ATmega328P înapoi prin pinul de 5V, înapoi prin regulatorul de 5V și către Vin. Același lucru se va întâmpla și cu microcontrolerul ATmega16U2. Atât microcontrolerele, cât și regulatorul de 5V vor fi distruse.

REPARAREA

Pe Ruggeduino pinul Vin este protejat de o diodă de blocare inversă de 30V, așa cum se arată în schemă.

Puteți aplica până la 30V de tensiune de polaritate inversă pe pinul Vin, fără a provoca daune.

Aplicați o tensiune de 6V sau mai mare pinului conectorului de 5V. Multe componente de pe Arduino vor fi distruse, iar această tensiune poate apărea și pe portul USB al computerului dvs., eventual deteriorându-l.

Nu există protecție pe pinul conectorului de 5V. Această tensiune este conectată direct la microcontrolerul ATmega328P, microcontrolerul de interfață USB ATmega16U2 și regulatorul de 5V, toate acestea putând fi deteriorate de tensiunile care depășesc 6V și de curenții care curg. Iată un exemplu de cale curentă prin microcontrolerul ATmega328P.

Este o concepție greșită obișnuită că regulatorul Arduino 5V va asigura că tensiunea de 5V rămâne la 5V, indiferent de ce. NU VA! Singurul lucru pe care îl poate face regulatorul de 5V este să controleze curentul care vine de la portul USB sau de la mufa externă de alimentare DC. Dacă curentul provine de la o sursă de alimentare externă conectată direct la pinul conectorului de 5V, regulatorul nu poate face nimic în acest sens.

O altă consecință a aplicării mai mult de 5V pinului conectorului 5V este posibila deteriorare a portului USB al computerului. Dacă Arduino este alimentat de la USB, atunci această tensiune excesivă poate provoca curentul să curgă înapoi prin MOSFET T1 cu comutare de tensiune și înapoi la portul USB al computerului.

REPARAREA

Pe Ruggeduino un circuit de întrerupere a tensiunii asigură faptul că pinul conectorului de 5V este deconectat dacă depășește 5,5V.

Puteți aplica până la 24V pe pinul conectorului de 5V, iar componentele Ruggeduino nu îl vor vedea niciodată și nimic nu va fi deteriorat.

Aplicați o tensiune de 3,6 V sau mai mare pinului conectorului de 3,3 V. Orice ecran de 3,3 V conectat sau alte dispozitive alimentate de la acest pin vor fi distruse. Dacă se aplică cel puțin 9V, această tensiune poate distruge regulatorul Arduino de 3,3V și, de asemenea, poate alimenta curent înapoi în portul USB al computerului.

Pinul conectorului de 3,3V nu are circuite de protecție. Această tensiune este conectată direct la regulatorul Arduino 3.3V și la orice alte scuturi sau dispozitive care sunt alimentate de acest pin al conectorului. Dacă tensiunea depășește 9V, regulatorul de 3,3V va fi distrus și poate permite curentului să curgă înapoi către nodul de 5V, și apoi înapoi mai departe către portul USB al computerului. Tensiunea excesivă va distruge, de asemenea, cele două dispozitive conectate la nodul de 5V: microcontrolerele ATmega328P și ATmega16U2.