Der scheman som visats hitintills skyddar inte fototrissan ens mot nätbrum som induceras i kabeln, än mindre någon åska.
Ett första steg är att ha tvinnad eller skärmad ledare, vilket det kanske redan är?
Förmodar att fototrissan i huvudsak ej leder så då är ledningen en öppen impedans där det lätt överlagras nätbrum.
Spänningen som induceras vid 50 Hz kan bli högre än nätspänningen i sej även om strömmen är låg.
Om trissan är mestadels öppen så minskar problemet med hög impedans med Miams förslag.
MiaM skrev: ↑6 juli 2024, 03:00:34
Är det inte bättre att byta plats på R1 och fototransistorn?
Det tar ibland tid för höga spänningar att byggas upp i högimpedansledningar och störningar från typ kylskåpskompressor eller vanliga glödlampor som kopplas ifrån kan ge transienter som induceras på ledningen. Om ledningen mestadels har en lägre impedans minskar dessa stör-spänningar. och risken för transienter måste då sammanfalla med att impedansen är hög.
Med den extra trissan flyttas offer-problemet OM man gör som MiaM föreslår, annars kan man få byta två transistorer istället för en efter att någon störning inducerats.
Det är iofs bara flytt av problemet till den andra trissan vilket iofs kan vara en kostnadsförbättring när det gäller utbyte av trasig trissa.
Fototrissan går troligen sänder därför att man går utanför specen för vad den tål. Självklart kan hända att kolla sådant men ingen här tycks veta vilken parameter det rör sej om. Det är rimligen i den änden man börjar för att komma tillräta med ett problem innan man börjar skjuta blindskott i alla riktningar på lösningar av ett ej känt problem.
Det är säkert åskan som initierade skadan men vad bestod skadan av?
Om en komponent går sönder, i synnerhet upprepat antal gånger så får man gå till databladet osv se vilka parametrar som nuvarande designen inte kan hantera på tillräckligt bra sätt.
Min första blick på designen så reagerar jag på att fototrissan är helt oskyddad mot transienter och åska är ju välkänt att den kan skapa plötsliga saker i elledningar men det finns mycket annat än åska som kan ge problem och åska kombinerat med t.ex. nätbrum kan i sej vara det som får fototrissan att tycka att det är för mycket av allt.
Har du kollat hur mycket nätbrum som induceras på ledningen vid hög impedans och utan fototrissa eller att den inte åtminstone leder vid mätningen?
Problemet kanske inte är så stort. Beror på kabeltyp och hur det ser ut störmässigt där kabeln är dragen men i och med att det är fram till elmätare så är det en inbjudan till problem.
En bra uppfattning kan man få om man kopplar in ett oscilloskop i den andra änden direkt på ledningen utan att något annat är inkopplat än ledningen i sej.
Om fototrissan går sönder så kan det bero på en mängd olika saker men gissningsvis med tanke på den långa kabeln och öppen impedans är det inducerad överspänning.
Fototrissan har en reverse breakedown-spänning Vec på 5 Volt vid 0.1 mA enligt datablad. Ser inga mätkurvor så får lita på det. Troligen tål den mer spänning men vid strömmar som är så små att de mycket väl kan finnas som upplagrade energi i kabeln.
Om nätbrum/transienter/åska ger större negativa spänningar på ledningen än 5V är trissan i fara. Man överskrider i vart fall databladets max-data.
Det är att utmana ödet att inte ha något alls skydd mot reverse-spänning. En ensam zenerdiod kan t.o.m förvärra sitiuationen för fototrissan med avseende på reversespänningen och med otur så klipper man även zenerdioden om man överskrider dess breakedown reversespänning. Beroende på val av zenerdiod kan den få reverseskaddor redan vid -1 Volt.
Alternativet till en zenserdiod kan vara 1-2 seriella vanliga lysdioder som är tåligare och ändå är tillräckligt snabba i dessa sammanhang.
Första åtgärden borde vara att lägga till en reverskyddande diod vid fototrissan förutom zenerdioden, så är den biten löst.
Zenerdioden kan vara på valfri spänning upp till 30 Volt, det är inte så noga. Går ännu bättre med en eller två lysdioder. i serie. Om Vce positiva skyddsspänning är uppåt 20 Volt har ingen betydelse för dioden och i andra änden på kabeln är det ändå inget skydd av värde utan där skyddar man redan med dioder och motstånd som lött hanterar sådan spänningar.
Första inläggets koppling i denna tråden är ok men den eller efterföljande förslag är inga åskskydd.
Det hade varit ett steg till skydd med optokopplare vid Arduinon. Förbättrar Arduinonens skydd men det skyddet har inte med fotodioden att göra.
Spänningsmatningen vid Arduinonen förutsätts att den är väl avkopplad till stabil jord och med korta ledningar med några keramiska smd-kondensatorer ca 100nF förutom pliktskyldiga elektrolyter.
Åska har ett relativt lågfrekvent frekvensspektra, i huvudsak under 30 MHz, så kondingar på några pF är ineffektivt åskskydd.
OM åskan verkligen skapar en kraftfull transient i kabeln trots tvinning eller skärmning, så skadar det knappast fototrissan om det finns både zenerdiod och reversediod som skydd. Spänningen från åsktransienten lyfter hellre troligen både jord och signalledare lika mycket, särskilt med tanke på närheten till elmätaren.
Möjliga skadan sker då i den andra änden av ledaren. Därför vill man kanske skydda Arduinon bättre även från inkommande jordledare.
Ett basskydd kan göras mha seriella induktanser på någon mH på bägge ledarna (även jord!) samt kondensator och/eller andra transientskydd mellan ledare efter induktanserna till lokal stabil jord.
Satte förr sådana skydd på faxar kopplade till tele-luftledningar.
Faxarna förr hade interna överspänningsskydd som sällan var värd komponenterna och mindre överspäning ritade svarta spår över hela kretskortet då det inte fanns någon tydlig jordledningsväg annat än slumpmässigt tvärs över hela kretskortet. Nya vägen ritades med svarta spår och trasiga komponenter avlägsnade sej själva.
När åskan skapade lite bättre energi i transienterna hände det att skydds-induktanserna lindade upp sej fullständigt. Såg ut som sprängda igelkottar. Det visade att var åsk-energin avsattes, att skyddet gjorde vad det var avsett att göra.
De sprängda induktanserna fick då bytas men det var billigare än att byta fax.
Spolarna bör vara med trådade ben så att de kan placeras en bit upp i luften, 5-10 mm samt att man undviker andra ledare i närheten av inkommande sida.
Om spolarna placeras alldeles nere vid kretskortet eller med närhet till andra ledare finns risk för överslagsbryggor som ger sotspår på kretskortet som man se i efterhand, efter att åskan varit och ritat där överslaget dragit fram.
Lämpliga värden att utvördera kan vara 1-10 mH. Alla induktanser är inte lindade på samma sätt och ger maximalt skydd.
Jag föredrar en typ av induktanser som säljs av Siemens just för att de går sönder på ett bra sätt för att ge bra energiupptagning innan de går sönder, men det är mer marginaleffekt.
Inget åskskydd är absolut. Slår åskan ned på meteravstånd så behöver man inte bry sej om att skydda med fjuttiga komponenter. Det enda som skyddar då är isolerande avstånd eller en Faradays bur utan läckor. Dvs inga ledningar ut eller in genom buren.
Förutom skyddande dioder, är det aldrig fel med filter som begränsar skräp så mycket som möjligt utan att skada egentliga signalöverföringen. Kondensatorer är billigt och simpelt att dämpa oönskat snabba spännings-förändringar och oänskade frekvenser.
Om det är fototrissan som ska skyddas ska man placera skyddet vid fototrissan.. Placera kondensatorer i andra änden får omvänd effekt, inducerade transienters energi hamnar då över fototrissan i och med att transienten undertrycks i andra önden av kabeln.
Seriemotstånd med hög spänningstålighet (inte 100V 0402) efter dioderna kan underlätta dioderna funktion om motståndet sväljer en del av transientenergin som annars dioderna varit tvungna att absorbera.
Att mäta är att veta. Jag hade börjat med att mäta brum och störningar på enbart kabeln (inga komponenter i någon ände, öppen ledning) med oscilloskop. Knäpp med piezo-braständaren nära kabeländen för att simulera lite lätt åska.
Om ledningen inte är tvinnad eller skärmad, byt kabel, Raka oskyddade ledare och signalöverföring är sällan pålitlig kombination.
Dubbeltrissa enligt Synesthesia men moddat enligt MiaM samt med reversdiod och zener eller lysdiod ger ett bra skydd mot inducerade transienter.
Ett med kabeln seriemotstånd med tråd-ben som kan svälja transientenergi underlättar för dioderna.
100-470 Ohm 0.25 W motstånd duger så länge det inte är direktnedslag.
För att ändå undvika de kortare pulsperiodernas höga impedans får man spänningsförsörja ett lokalt buffertsteg så att pulsen alltid har låg impedans både vid 0 och 5 Volt på utsignalen men om det är korta pulser så behövs lite otur om kylskåpet skulle skicka in spöksignaler vid detta korta tillfälle.
Mät och implementera vad du anser är befogad skyddsnivå. Om fototrissan ändå är billig och lättbytt kanske det är ett tillräckligt skydd, i synnerhet om man inte vet om andra designlösningar ens är till det bättre. Därav att mäta först för att förstå vad som är motiverat.
Vid Arduinon, två spolar och en kondensator ger transientskydd och lågpassfiltreringen minskar risken för korta spökpulser.
Välj kondensator så att det verkligen slöar upp flankerna relativt maximala normala pulsfrekvensen.
Se till att matningsspänning och jord är stabila och lågimpediva nog att koppla överspänningsskyddande dioderna till.
Annars bygger man bara nya problem med dessa skydd.
