Dlaczego mój oscyloskop zadziałał na mój RCD?

Próbowałem zbadać interfejs SPI na mierniku linii elektroenergetycznej (typowy model, który mierzy napięcie, częstotliwość, natężenie prądu, waty).

Otworzyłem moduł i okazało się, że styki SPI są uszkodzone. Podłączyłem więc miernik i oscyloskop i podłączyłem sondę oscyloskopu do pinu CLK, a sondę uziemiłem do pinu GND.

Sekundę lub dwie po podłączeniu pinu GND, czapki IC urządzenia wysiadły, a RCD dla nieruchomości wybuchł i musiał zostać zresetowany.

Co zrobiłem źle? Jak to zadziałało RCD?

Uziemienie sondy oscyloskopu jest podłączone do uziemienia (0V). Prawdopodobnie „masa” miernika mocy nie jest tak naprawdę uziemieniem. Jest prawdopodobne, że „masa” płyty jest pod napięciem neutralnym lub liniowym, więc utworzyłaby obwód między neutralnym a uziemieniem lub linią i masą, które wykrył RCD. Ale bez schematu planszy trudno jest debugować.

Do debugowania obwodu najlepsza byłaby sonda napięcia różnicowego. W przeciwnym razie uziemienie sondy można podłączyć do bolca uziemienia w mierniku mocy.

GND w kontekście obwodu elektronicznego zwykle odnosi się do szyny odniesienia, względem której mierzone są rzeczy w tym obwodzie. Może być pływający i izolowany, może być przywiązany do uziemienia, a jeśli nie masz szczęścia, może być związany gdzie indziej. GND na złączach zewnętrznych prawie zawsze będzie pływające lub podłączone do uziemienia, ale gdy wyjmiesz śrubokręt i zaczniesz podłączać się do portów, które miały być używane tylko do programu fabrycznego / testu / debugowania lub podłączania modułów wewnętrznych, wszystkie zakłady są wyłączone .

Jeśli budujesz miernik mocy bez zewnętrznych połączeń danych, zazwyczaj najłatwiej jest powiązać „uziemienie obwodu” z napięciem sieciowym. W ten sposób potrzebujesz tylko beztransformatorowego zasilacza opartego na kondensatorach do zasilania obwodu (spodziewam się, że po to są te duże nakrętki). Rezystor szeregowy do pomiaru prądu i rezystorowy dzielnik idący do neutralnego w celu pomiaru napięcia.

Nawet gdybym miał połączenie danych, kusiłoby mnie, aby zrobić to w ten sposób, a następnie optoizolować połączenie danych.

Lunety zwykle wiążą uziemienie swoich wejść z uziemieniem sieci. Możesz uzyskać zakresy z ruchomymi wejściami, ale są one rzadkie i drogie. Możesz także uzyskać izolowane sondy, ale znowu drogie.

Obwód uziemiony związany z napięciem sieciowym, zakres uziemienia do uziemienia sieci, w wyniku tego następuje zwarcie między uziemieniem sieciowym a napięciem sieciowym. HUK.

Oczekuję, że sposób, w jaki urządzenie to zostało debugowane podczas projektowania, polegało na zasileniu go z izolowanego transformatora wyjściowego. Po wykonaniu tego uziemienie obwodu można podłączyć do lunety bez powodowania zwarcia.

Małe urządzenia zasilane prądem przemiennym mogą używać przewodu pod napięciem lub przewodu zerowego w przypadku GND (uziemienie DC).

Twoje okablowanie prądu przemiennego prawdopodobnie ma przewody pod napięciem, przewód zerowy i przewód ochronny (PE). Neutralny może nie mieć takiego samego potencjału jak PE (życie oczywiście nie jest).

RCD porównuje prąd płynący w przewodzie pod napięciem z prądem płynącym w przewodzie neutralnym (powinny być identyczne), jeśli się nie zgadzają (co oznacza, że ​​część prądu płynie do PE) RCD wyłączy się.

Twój oscyloskop prawdopodobnie ma DC GND podłączony do PE poprzez zasilacz (dostępne są również specjalne, w pełni izolowane lunety). Kiedy podłączysz zakres GND do GND twojego miernika, prawdopodobnie podłączysz PE do przewodu pod napięciem lub przewodu zerowego, co wyzwoli wyłącznik RCD.

Zdjęcie pokazuje, że w urządzeniu zastosowano beztransformatorową konstrukcję zasilacza - oczywiście z braku transformatora, a ponadto łatwo rozpoznawalne żółte kondensatory „X2” plus grupa elementów po prawej stronie górnej płytki, które są reprezentatywne tych zwykle stosowanych w tego typu zasilaczach. Jeśli urządzenie nie oferuje żadnych (nieizolowanych) zewnętrznych połączeń elektrycznych z wewnętrznymi obwodami, szyna „masy” zasilacza nie musi mieć potencjału uziemienia / neutralnego i wydaje się, że to urządzenie rzeczywiście wykorzystuje takie „pływająca” szyna uziemiająca.

Jak zwykle norma, „ziemia” wejściowa oscyloskopu jest podłączona do Ziemi, a kiedy podłączyłeś „masę” sondy oscyloskopowej do „masy” urządzenia, skutecznie zwarłeś „pływającą” szynę do masy / masy.

Gdybyś monitorował swój cel po podłączeniu sondy i zanim podłączyłeś przewód uziemiający, być może zauważyłeś, jakie duże napięcie było obecne na sondzie.

To, co nie jest od razu jasne, nie wiedząc o konkretnej konstrukcji zasilacza, jest przyczyną uszkodzenia układów scalonych. Przypuszczalnie nie jest to przypadek, że „masa” obwodu jest po prostu przywiązana do linii aktywnej. Ciekawym ćwiczeniem byłoby prześledzenie obwodu zasilającego i sprawdzenie, w jaki sposób połączenie z masą doprowadziło do oczekiwanych rezultatów.

Jest to jasna i ważna lekcja, aby nie zakładać, czym jest „GND”! Ma to zastosowanie w każdych okolicznościach, ale jest tym bardziej ważne, gdy ten rodzaj zasilacza jest w grze. Chociaż nie jest to kontrola wyczerpująca, niektóre proste kontrole miernika (kontrola ciągłości przy odłączeniu oraz napięcie prądu przemiennego i stałego przy zasilaniu) zawsze są opłacalne między znanym uziemieniem a „podejrzewanym” uziemieniem. A jeśli mimo wszystko podłączyłeś sondę oscyloskopu, warto również sprawdzić, czy nie dzieje się tam nic nieoczekiwanego.