Jak zapewnić bezpieczeństwo mojego urządzenia na co dzień?

Złożyłem proste światło pobudki. Ma zewnętrzne zasilanie, w tej chwili o napięciu 7 V i 600 mA. Wewnątrz znajduje się Arduino i wiązka diod LED kontrolowanych przez MOSFET.

W tej chwili działa dobrze, ale chciałbym się upewnić, że nie spali mojego mieszkania, gdy mnie nie ma. Do tej pory myślałem o następujących funkcjach:

• Bezpiecznik, oceniono gdzieś poniżej maksymalnej mocy zasilacza
• Przyzwoity radiator dla MOSFET. Robi się ciepło, ale nie pali mi palca.

Masz jeszcze coś do rozważenia?

Edycja: Urządzenie jest używane w sypialni. Nie za dużo gazu w nocy.

Jeśli byłby to profesjonalny projekt, zrobiłbyś FMEA , dla trybu awarii i analizy skutków . Konsultanci w garniturach i krawatach oferują ci drogie warsztaty FMEA, ale to wszystko po prostu zdrowy rozsądek. Wyrzuć go.

Zorganizuj kreatywną sesję z innymi osobami niż obecni projektanci. Chcesz wymyślić coś, co może pójść nie tak z produktem. Projektant musi być obecny, aby odpowiedzieć na pytania, ale nie jest najlepszą osobą do oceny: każdy projektant uważa, że ​​jej projekt jest odporny na błędy, a problemy pomijane podczas projektowania będą również pomijane podczas FMEA.

Po wyszczególnieniu rzeczy, które mogą się nie udać (jest to część trybu awarii), dodajesz kolumny do Oceny występowania (OR) i Oceny ważności (SR). Jak prawdopodobne jest niepowodzenie i jak źle byłoby, gdyby tak się stało. Jeśli wynikiem awarii jest zgaśnięcie światła w jaskini, jest to mniej dotkliwe (1) niż wtedy, gdy dom się spali (10). Iloczyn OR i SR daje numer priorytetu ryzyka (RPN). Sortuj tabelę według RPN, od najwyższej do najniższej, a wiesz, które problemy musisz najpierw zaatakować.

OK, to brzmi jak skomplikowane i wcale nie jest fajne. W przypadku projektu hobbystycznego nie chcesz tego robić, możesz lepiej przełączyć swoje hobby na robienie na drutach. Ale zasada pozostaje: spróbuj ocenić, co może pójść nie tak, jak źle byłoby, gdyby tak się stało, i co możesz zrobić, aby temu zapobiec.

Bezpiecznik to proste rozwiązanie wielu możliwych problemów, dlatego znajdziesz go w większości produktów. Bezpiecznik powinien być pierwszą częścią oglądaną z sieci. Nie umieszczaj go między zasilaczem a obwodem, ponieważ nie ochroni on samego zasilacza (chyba że ma już bezpiecznik).
Jeśli nagrzewanie jest ryzykowne, możesz dostarczyć radiator (którego prawdopodobnie i tak byś potrzebował, aby utrzymać FET zgodnie ze specyfikacją). Jeśli chcesz uzyskać dodatkowe ubezpieczenie, dodaj termistor, którego używasz jako detektora przegrzania, aby wyłączyć (część) obwodu w przypadku przegrzania. Pamiętaj, że na przykład regulatory napięcia często mają wbudowane zabezpieczenie termiczne, więc dla tych nie będziesz potrzebował dodatkowego czujnika temperatury.

Aby uzyskać więcej informacji, potrzebujemy więcej szczegółów na temat obwodu, ale zabezpieczenie przed przegrzaniem i przetężeniem (zwarciem) często obejmuje większość krytycznych awarii.

Gdy projektujesz niestandardowy sprzęt z zatwierdzonym pod względem bezpieczeństwa zasilaczem niskiego napięcia, który jest izolowany przez transformator o mocy tylko <5 watów, ryzyko bezpieczeństwa jest dość niskie w przypadku użytkowania przez konsumentów. Częściej projektant obawia się o ochronę komponentów przed awarią, ale dobrze, że martwisz się o bezpieczeństwo osobiste. Awaria elementu może spowodować zwarcie w zasilaniu, dla którego musi on spełnić wymagania testu palności, aby uzyskać certyfikat. Może to składać się z wbudowanego zabezpieczenia, takiego jak „polifuse” lub resetowalny rezystor termiczny, bezpiecznik lub po prostu wypalić uzwojenie wtórne po dłuższej awarii bez przepływu powietrza.

W twoim przypadku byłbym bardziej zaniepokojony wyborem odpowiedniego źródła zasilania dla twojego obciążenia i nie używam więcej napięcia niż potrzebujesz, aby spadek serii nie powodował nadmiernego ciepła. Zasilacze ścienne DC są zwykle nieuregulowane, co oznacza, że ​​mają wyższe napięcie niż określone, dopóki obciążenie nie osiągnie prądu znamionowego. To powoduje większą utratę V * I w przełączniku MOSFET LED. Zamiast zasilacza 7V 600mA, mógłbym rozważyć zasilacz 5V 1A lub więcej, aby napędzać więcej diod LED równolegle z mniejszym spadkiem. Niski poziom odpadania lub regulator LDO może, ale nie musi być konieczny dla Arduino, ale uruchamiaj sterowniki z nieuregulowanego źródła z filtrowaniem zgodnie z wymaganiami.

Jeśli nie jest zbyt gorąco, aby go dotknąć, nie martw się, chyba że okablowanie diody LED ulegnie zwarciu. Aby więc zabezpieczyć MOSFET, dodaj szeregowy bezpiecznik szeregowy przystosowany do prądu LED. Można je łączyć razem i kosztują dwa bity w małych ilościach.

To są moje dwa centy.