ESD test con AC-Safe. Interessanti foto e video sui particolari della scarica ESD e Test di scarica ESD a 4KV sul circuito AC-Safe.
Test di scarica ESD a 4KV sul circuito AC-Safe
ESD test con AC-Safe
Autore:
Emanuele
Imprenditore, investitore, progettista elettronico da +20 anni e Blogger dal 2006. Fondatore di Elettronica Open Source, la community numero 1 in Italia di elettronica embedded e microcontrollori. Ha sviluppato nel settore avionico, ferroviario, medicale, industriale e consumer. Esperto in microcontrollori, quindi nella realizzazione di firmware in ASM e C, è stato consulente e/o partner di aziende come Microchip, Freescale, Renesas e Quantum Qprox. Attualmente CEO di Contango SL, società di investimenti nel settore finanziario, immobiliare ed editoriale. Questo il profilo completo LinkedIn Chi accende una candela da te s'illumina anche lui, ma non ti lascia al buio - Share for life!
Questo tipo di scariche sono letali per buona parte dei dispositivi che vengono utilizzati quotidianamente. su eevblog un giorno il caro dave jones si è messo a far esplodere multimetri con un generatore di scariche ad alto potenziale e grande quantità di energia. Non so se ci sono leggi a riguardo, ma test del genere andrebbero sempre fatti sui prodotti da commercializzare
so che ci siano dei regolamenti (norme Cei 81-1 e 81-4) ma non li conosco e non so se sono applicati ai dispositivi di consumo…
http://www.voltimum.it/news/1021/cm/la-protezione-dalle-sovratensioni.html
in ogni caso mi ricordo che da piccolo un sacco di volte durante i temporali la linea telefonica se ne andava ed era molto più vulnerabile di ora, ricordo di una volta che tutta la zona è riamsta senza telefono per 1 o 2 giorni… 😐
oggi invece è molto più stabile… anche se da poco è caduto un mega fulmine vicino a casa mia, ma veramente vicino, ed è saltato tutto per una mattinata in tutta la strada…
questi problemi dei fulmini non so se si riesca a risolverli, ma sicuramente la protezione che arriva a reggere i 4 kV è ok, ma sapete a che distanza protegge?
nel senso, se un fulmine mi cade a 300 metri che scarica mi arriva nel dispositivo?
altra cosa…la corrente dei fulmini può arrivare a 200kA e 10 GV …mi ricordo che ci volevano 1,21 GW per far andare la delorean e mon so che protezione avesse messo doc..:)
baffo, abbiamo gli stessi punti di riferimento!
http://www.youtube.com/watch?v=CqrAkcwgD8k
anche se mi sono sempre chiesto (e continuo a chiedermi perchè) li chiama gigowatt e non gigawatt
a breve su EOS il flusso canalizzatore XD
Diversi anni fa, un collaudatore di cavi elettrici resto folgorato durante la prova dei cavi poichè non aveva indossato la cinta di protezione che l’avrebbe salvato.
Senza contare altri incidenti dovuti a difetti delle apparecchiature di controllo e protezione.
Per i fulmini occorre fare un apposito calcolo, per valutare i costi dell’impianto antifulmine rispetto al danno provocabile e la probabilità di fulminazione che varia in base al territorio.
Da notare che il fulmine può entrare da qualsiasi parte, ovvero attraverso l’impianto telefonico, dell’antenna tv e ovviamente attraverso la rete elettrica.
Se potete staccate ogni apparecchio fisicamente dalla rete ed è consigliabile dotarsi di appositi scaricatori in ogni tipo di linea (elettrica e telefonica).
Recentemente sono usciti in commercio dei nuovi scaricatori per la protezione degli impianti fotovoltaici.
Oggi quasi tutte le fabbriche di materiali elettrici producono degli scaricatori modulari su guida din facimente installabili.
Per chi volesse approfondire può visitare il sito dell’ABB o altre marche come CON.TRADE, oppure, per i più pigri, leggersi:
http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/b87e867b64fae683c125729d005ac2f5/$file/2ctc432001b0901.pdf
ahah appena qualcuno in bagno cade e si sbatte la testa al lavandino attaccando un orologio mentre è in piedi sul wc … hhaha quel film mi è sempre piaciuto 🙂
e cosa mi dici di mcGiver? vabbè non andiamo off-topic…^_^..
MacGyver è il più cazzuto di tutti nell’inventare oggetti con i quali lui ammazza la gente, ma al comune mortale non funzioneranno mai! grandissimo! Vogliamo parlare anche di robocop e terminator? quei film stanno avanti anni luce! (lo so che gli anni luce misurano una distanza, ma rende bene l’idea) 😀 Chissà se vedremo ancora film di questo calibro… Al cinema si contano sulla punta delle dita i film che meritano in questo senso
pienamente d’accordo con tutti voi che film puramente da ingegneri come questi ormai nelle sale italiane non se ne vedono più da tempo. Le bombe di mcgyver realizzate dal niente erano davvero spettacolari…con il suo ingegno riusciva sempre a scamparsela…spettacolo e stima assoluta per quell’uomo! 😉
I fulmini sono una grande forza della natura ,
chiaramente questo dispositivo serve solo se il fulmine casca a una certa distanza dall’abitazione ,
invece il momento che casca sull’abitazione vicinanze o questo diventa completamente inutile visto le correnti e le tensioni che entrano in gioco ,
chiaramente i fulmini non si limitano a usare come porta d’ingresso le reti elettriche o telefoniche ma possono anche correre lungo i tubi metallici sia del gas sia dall’acqua ,
Partendo da questo principio i fulmini possono anche risalire lungo l’impianto di terra ,
In caso che il fulmine casca sulla casa cci sono poche fughe a per i dispositivi elettrici visto le correnti e le tensioni che entrano in gioco ,
Se un fulmine mi cade a 300 metri che scarica mi arriva nel dispositivo?
Credo sia molto difficile dare una risposta. Se cè qualche esperto di fulmini si faccia avanti!
Comunque, già la Marcatura CE prevede scariche da 4KV e fino a 16KV, dipende dalla norma applicata.
Vi consiglio di leggere il mio articolo sulle protezioni primarie e secondarie… in commercio ci sono tante protezioni (i cosiddetti scaricatori) fasulli, che per costare poco non fanno granchè…
http://it.emcelettronica.com/protezione-rete-elettrica-e-linea-telefonica-ac-safe
Per proteggere un dispositivo dai fulmini usate:
in effetti la cosa del fulmine a 300 metri è un pò un casino, prima di tutto perchè i fulmini non sono sempre uguali mi sorge ora domanda come si può modellare un fulmine? secondo voi può essere modellato come un grande condensatore con una faccia piana (terra) e un corpo appuntito (diciamo) una nuvola ? tenendo presente che un fuilmine è una scarica da-a cielo-terra e si manifesta con una colonna di gas ionizzato a quanto ho capito un plasma… forse la risposta si trova qui–> http://it.wikipedia.org/wiki/Plasma_(fisica)
in ogni caso credo che lo studio della cosa sia molto interessante perchè sapendo come si propaga il fulmine, pur non sapendo dove cade è possibile credo, creare una rete di protezione che assorbe il colpo intorno a certe zone isolate..che ne so, intorno a un ponte radio creare una rete di parafulmini in modo da proteggere il punto desiderato.. mhà forse sto sparando cretinate, avranno gia le loro protezioni..
o forse nessuno lo ha studiato perchè non si sà dove cade? bhò… fattostà che si deve sempre fare la valutazione del rischio di fulminazione per 4 motivi: possibilità di morire, perdita di servizio pubblico, perdita di patrimonio culturale, perdita economica… come prevedono le norme.. sarà diverso il rischio di una casa isolata dal rischio di un palazzo o un luogo pubblico..
che ricordo, vi è una statistica dei luoghi di fulminazione, viene considerata anche l’altezza dell’edificio rispetto a quelli circostanti e si deve tracciare una planimetria considerando l’altezza degli edifici circostanti, ovviamente l’interesse dell’edificio concorre alle misure di protezioni da adottare, come dire non spendo un patrimonio per rifugio in legno. Considero il fulmine, più che un plasma, un’arco elettrico dovuto alla perforazione del dielettrico ovvero l’aria che comunque ha perso parte della sua rigidità per via dei valori dell’umidità dell’aria durante la pioggia. Per modellarlo sarebbe opportuno, secondo me, considerare i punti più alti del territorio, o meglio quelli a punta rispetto al contesto. Devi considerare anche la forza che il fulmine possiede quando scarica a terra, considera che le bandelle di rame per costruire la gabbia di faraday intorno all’edificio devo essere di almeno 3 mm e di con sezione di almeno 50 mmq, considera ancora che queste devo essere ancorate all’edificio e in base al valore dell’edificio questa gabbia può essere più o meno stretta, con un evidente lievitazione dei costi. Il problema di fondo è il costo. Per quanto concerne le linee elettriche la protezione avviene sia attraverso degli spinterometri, montati sul traliccio, oltre le protezioni sia in partenza che in arrivo della linea.
wohu, sono scariche elettriche distruttive per i componenti, almeno credo, e fanno anche male a noi, l’importanza della distanza giusta tra i diversi pads di un circuito stampato, però non consta solo del fatto che questi si trovi o no a contatto con dei fulmini, ma credo che anche la semplice carica di un condensatore, può generare una altissima scarica elettrica, se i pads non sono sufficientemente distanti
La pistola che scarica Kvolt costa un tantino…. Tempo fa mi ero dato da fare realizzando un test ESD sui PCB fai-da-te
http://it.emcelettronica.com/esd-test-sui-pcb-fatto-casa
In fondo basta conoscere la formula scritta nell’articolo sopra per avere un’idea di che tensione si sta scaricando e gli accendigas cinesi li vendono ad 1 euro 😉
spesso mi è capitato di vedere anche i circuiti che gestiscono il flash delle macchine fotografiche usa e gette utilizzati come taser. forse mettendone qualcuno in serie è possibile riuscire a fare test per tensioni abbastanza alte… L’idea personalmente mi fa un pò paura… dato che sono abbastanza distratto, posso stare sicuro che se utilizzassi un artificio del genere, prima di mandare una scarica sul DUT sono morto fulminato XD è lo stesso motivo per il quale cerco sempre di usare alimentatori già belli e fatti piuttosto che costruirmene io… però non capisco, se anche i piezoelettrici degli accendini producono queste tensioni, non vengono usati perchè l’energia erogata è poca? In ogni caso potrebbero dare informazioni importanti sulle zone del circuito in cui è possibile che schiocchi qualche scintilla
bhè, tanto bassa la tensione generata dagli accendini piezoelettrici non lo è… non so se hai mai avuto la brutta esperienza di avere amici che ti sparassero la scossa generata direttamente sulla pelle o attraverso gli indumenti… senti il pizzichio tipico della scossa elettrostatica (quella che avverti durante le giornate secche quando urti con la mano o il gomito contro uno spigolo metallico) solo con un’intensità più forte… Addirittura, come ho già detto, riesce a trapanare gli indumenti…quindi tanto innocua non lo è!! E poi penso che Emanuele si riferisse agli accendigas che vendono i cinsesi alimentati da una batteria stilo. Questi sono ancora più dolorosi dei piezoelettrici perchè la scarica qui è continua, quindi meglio starne lontani. L’idea dell’utilizzare l’accendigas come pistola spara KV non è male, anzi… direi che è geniale e fa risparmiare un pò di soldi!! 😉
LOL io sono uno di quelli che vanno in giro a fulminare la gente! comunque è moltointeressante come soluzione economica. quasi quasi mi costruisco qualche scatoletta con dentro la circuiteria di un accendigas e un paio di coccodrilli per fare i test
Non è male come idea, vero? Però quando l’avrai costruito fammi sapere, perchè inizierei a sperare di non incontrarti mai… temerei di essere fulminato dalla scatoletta… (p.s. alle scuole medie fulminavo anch’io, ma col tempo ho smesso! ;))
sono un burlone 😀 (e la foto che ho nel profilo mi è testimone)
Io non ho capito che cosa si intende per punte di scarica. Sono quelle due saldature che sembrano fatte a bolla invece che a cono tra cui si crea la scarica? Una cosa che mi ha sempre meravigliato è come possa il corpo umano caricarsi fino a 4KV.
http://www.ecse.rpi.edu/~schubert/Course-Teaching-modules/A41-Human-body-model-and-electrostatic-discharge-ESD.pdf
Le punte di scarica sono quelle realizzate nel PCB facendo 2 piste a punta con una distanza di 1.2mm tra le punte.
Forse il fulmine è l’esempio più noto di scarica elettrostatica presente in natura. Questo si origina a seguito di una differenza di potenziale che si instaura tra la nube e la terra. Tale differenza di potenziale tra una nube e la terra (o spesso anche tra due nubi con densità di carica differenti), è tipicamente centinaia di milioni di volt. Il fatto che la differenza di potenziale instaurata sia così elevata permette una corrente risultante che scorre attraverso l’aria ionizzata provocando un rilascio esplosivo di energia. I fulmini, intesi come scariche elettrostatiche, seguono la legge di Paschen. Paschen studiò come andava la tensione di break down tra due lamine piatte immerse in un gas in funzione della pressione e della distanza tra le lamine. Si scoprì che per ogni gas è identificabile una curva di tensione di innesco della scarica elettrostatica in funzione del prodotto tra la pressione e la distanza delle lamine. La tensione di break down altro non è che la differenza di potenziale tra le lamine poste ad una certa distanza d perché si instauri un campo elettrico di intensità tale da superare la costante di rigidità dielettrica del gas. Siccome il campo elettrico è definito come rapporto tra la differenza di potenziale alle lamine e la distanza tra le stesse (so benissimo che il campo elettrico è pari al gradiente del potenziale cambiato di segno, ma questa non mi sembra la sede adatta per essere così spintamente rigorosi…), maggiore è la distanza e maggiore sarà la differenza di potenziale alle lamine a parità di campo elettrico (= rigidità dielettrica del gas). Quindi mi aspetto dalle curve di Paschen che a parità di pressione del gas, all’aumentare della distanza aumenta anche la differenza di potenziale alle lamine, e in effetti così è : http://it.wikipedia.org/wiki/Curve_di_Paschen. Analogamente, siccome queste curve sono tracciate in funzione del prodotto dp, a parità di distanza tra le lamine, all’aumentare della pressione del gas aumenta la tensione da applicare tra le due lamelle perché si instauri una scarica elettrostatica. Il perché di questa dipendenza è da ricercare nel carattere ionizzato del gas. Infatti, una pressione elevata è sinonimo di elevata energia cinetica delle particelle di gas. Tali particelle, scontrandosi tra loro, liberano elettroni passando da neutre a ionizzate. Maggiore è la pressione e maggiore sarà la probabilità che ci possano essere urti tra le partcelle (in altre parole si riduce il cammino medio della singola particella) e conseguentemente aumenterà la concentrazione di ioni positivi. Questo strato di carica positiva funge da schermo tra le due lamine riducendo il campo elettrico effettivo che non ha così modo di superare la rigidità dielettrica del gas. Questa che vi ho appena posto è una delle spiegazioni che viene data, anche se sinceramente la vedo poco realistica perché secondo un mio punto di vista (e dei fisici), maggiore è la concentrazione di ioni e maggiore sarà la conducibilità del gas con conseguente riduzione della rigidità dielettrica. Una spiegazione che mi verrebbe da dare riguarda l’interazione che le particelle subiscono dal campo elettrico generato dalle lamine, interazione che diminuisce all’aumentare dell’energia cinetica delle particelle. Per intenderci, maggiore è la velocità di spostamento delle particelle e minore sarà la concentrazione media di atomi ionizzati che possono concorrere a formare il cammino conduttivo per la generazione dell’arco voltaico.
Questa teoria spiegherebbe in maniera abbastanza completa l’andamento delle curve di Paschen.