Насколько плохим может быть неподключенное заземление?

У моего коллеги здесь есть две отдельные платы, связанные ссылкой SPI. Он просто спросил меня: «Значит, вам нужно подключить землю?» После того, как я поднялся с пола и ответил очень утвердительно, я задумался – хорошо, так насколько все может быть плохо? Это гораздо худший случай, чем этот вопрос , у которого был общий блок питания.

В этом случае ведомое устройство шины SPI имело линию MISO с открытым стоком (с подтягиванием к Vcc PIC). Остальные линии были SS, MOSI, CLK. Нет земли. Получившееся в результате состояние связи было, мягко говоря, странным. В основном, поскольку MOSI попеременно соединял и отключал земли вместе, через открытый сток, на частоте до 500 кГц! Не говоря уже о различных вещах, происходящих при подключении зондов. Или пальцы, если уж на то пошло.

Я никогда раньше не видел, чтобы приемопередатчик SPI на PIC сходил с ума, но этот, похоже, сделал это. CLK теперь странный. Выглядит пьяным. PIC был на демонстрационной плате, подключенной через USB к ПК.

Если бы я спросил себя: «Что вызвало ущерб» или «Что происходит», я бы застрял, чтобы дать правильный ответ. Я предполагаю, что потенциалы земли могут сильно расходиться, даже если конечное устройство находится на столе ... Хуже или лучше, когда подключен пробник? Кто знает?

Напрашивается вопрос, другие каналы связи лучше защищены? РС-232 например. Я никогда не видел сгоревший приемопередатчик RS-232, и я видел несколько соединений, где земля была сломана. Кто-нибудь пролил больше света?

«Оптоизоляция».
О да. Вот как вы можете устанавливать соединения для передачи данных без физических соединений. Но я спрашиваю, что самое худшее может случиться, если вы этого не сделаете, и как другие системы защитят себя. Извините, если это было неясно.
@carveone Просто будьте педантичными, не обращайте на меня внимания: оптопара (или даже оптическое волокно) во многом является физическим соединением. Что это не так, это электрическое соединение. :-)
@AnindoGhosh Ах да. Вот что я хотел сказать. Думаю, мы, мехэны, не считаем свет или воздух чем-то слишком физическим :)

Ответы (3)

Вы должны подключить заземление, которое будет использоваться в качестве точки отсчета. Даже в RS485/RS232 люди должны подключать землю. Причина в том, что если оба устройства не заземлены, синфазное напряжение (Vcm) может повредить порт. Например, приемники RS485 работают с относительно слабым дифференциальным сигналом (+/-200 мВ). Тем не менее, Vcm может существовать ... из-за шума, плохого местного заземления и т. д. Если одно устройство правильно заземлено, а другое нет, то вместо +/-200 мВ они могут увидеть +/- 20,2 В. Это при условии, что устройства не находятся близко друг к другу.

Как только вы отключите заземление, я изо всех сил пытаюсь понять механизм того, как линия данных без какой-либо другой ссылки может привести к повреждению. то есть: где-то должно быть текущее завершение, верно? Вот где я застрял. Думаю, в реальном мире инженеры должны защищаться от этого. Я получил удары от заземляющего экрана на (телевизионном) кабеле, где его заземление сильно отличалось от моего заземления. Я предполагаю, что где-то ток закончился, даже если он должен использовать планету.

Насколько плохим может быть неподключенное заземление?

Довольно плохо. Например, это может убить вас:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вероятно, это не тот случай, который вы имели в виду, но он демонстрирует суть: если заземление не подключено, то, возможно, существуют другие пути тока, которые вы не учли, и эти пути могут привести к повреждению. К счастью, у RS-232 нет силы тока или напряжения, чтобы нанести смертельный удар током, поэтому на него не распространяются те же правила безопасности, что и на устройства с питанием от сети. Подобное устройство без изоляции от сети, вероятно, является незаконным в большинстве юрисдикций. Но замените «вы» на «какое-то другое устройство, которое легче убить», и у вас будет такая же ситуация.

Нет, но это важный пример, который я не рассматривал. Я думал, что неподключенный gnd не может быть таким плохим, и я ошибался. Это. Показывает усилия, которые должны прилагать инженеры, чтобы убедиться, что подключенные коммуникации не выходят из строя все время. Прямо открытие для меня! Спасибо всем.

Спасибо всем. Вместо комментария я напишу ответ, так как хочу напечатать больше текста. Надеюсь, это не плохая форма.

Я предполагал, что РС-232 был бомбоубежищем. Судя по тому, что говорит NothinRandom, это не так, поэтому в будущем я буду осторожнее!

Итак, как я понимаю, если вам не удастся соединить землю между двумя платами, у вас есть следующие возможности:

  • подключите линию данных к двум изолированным платам, все в порядке. Текущего хода нет.

  • подключите эти платы к точке заземления, где точки заземления могут различаться (скажем, через осциллографы или даже через длинную линию заземления), вы можете получить практически любое напряжение на линии передачи данных. Это может привести к повреждению трансивера.

Мораль этой истории такова: когда у вас есть внешние подключенные линии, используйте схему защиты:

  • Оптоизоляция
  • Защитные диоды
  • Синфазные дроссели

Я также вижу некоторые входные цепи, которые имеют небольшой резистор в линии данных, за которым следуют два встречных стабилитрона.

Небольшое гугление показывает, что схемы защиты на USB в норме. Я предполагаю, что на телевизионных входах, RS-232 и т. д. есть схемы защиты.

Насколько плохим может быть неподключенное заземление?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v