Conexión a tierra de la PCB al gabinete

Estoy diseñando un pequeño sensor que cabe en una carcasa de aluminio personalizada. El sensor utiliza bus CAN y un cable largo para conectarlo al host y la alimentación. El blindaje del cable conectará a tierra el gabinete a través del conector.

Sensor

Mientras desarrollaba el sensor, me di cuenta de lo importante que es conectar a tierra el gabinete; de lo contrario, mis lecturas de ADC son más ruidosas.

Ahora mi dilema es que si mis clientes olvidan poner a tierra el escudo o usar un cable blindado (que lo harán) el rendimiento será pobre, ya que el recinto quedará flotando.

Conectar la tierra de alimentación al gabinete (escudo) en el interior también parece una mala idea, ya que esto crea un circuito de tierra.

¿Hay alguna forma de evitar este problema? ¿Un blindaje acoplado a CA?

grounding shielding enclosure

— SensorMan
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El acoplamiento del protector de CA suena problemático ya que provocará un bucle de tierra de CA. ¿Supongo que no puede integrar un "escudo" interno separado, o una versión barata del mismo, como rastros de guardia y planos de tierra adicionales (silenciosos)?

— pirámides del

No se puede realizar un escudo interno en el diseño actual. No estoy muy seguro de por qué tengo este problema, pero ponerlo dentro del gabinete empeora todo. El acoplamiento de CA fue algo que vi usado en dispositivos USB. Tienen una resistencia paralela de 1Meg y una tapa de 4.7nF entre tierra y blindaje en el dispositivo.

— SensorMan

Lo que significa que su dispositivo USB, si su pantalla está conectada a tierra externamente, tendrá un circuito de tierra con una impedancia incorporada de 1Meg || 4.7nF. Mucho mejor que una resistencia prácticamente nula, pero tampoco perfecta. ¿Ya has probado cuál es el impacto empírico de este enfoque en tu prototipo?

— pirámides

Hola pirámides, no, no tengo.

— Probaré

Respuestas:

Dos soluciones:

Incluya un cable blindado con el sensor. Coloque una etiqueta adhesiva en el sensor que diga: se requiere cable blindado.
Dedique suficiente tiempo a comprender por qué sus lecturas de ADC son sensibles a la falta de conexión de pantalla. ¿Quizás pueda mejorar esto cambiando el filtrado de las señales en los conductores internos?

Para un producto como este, he visto buenos resultados al conectar la tierra de la placa al gabinete (no estoy seguro si lo ha hecho, pero no veo ninguna razón para no hacerlo).

También he visto este tipo de producto con una carcasa de metal completo y solo un cable blindado que se conecta al exterior es muy inmune a las pruebas de ESD y de explosión (CE), así como muy silencioso en EMI. Entonces, a menos que haya algo que no haya recogido, debería preocuparse si ese no es el caso.

Buena suerte.

— Rolf Ostergaard
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Gracias por tu respuesta Rolf. Tengo la opción de conectar la tierra de la placa al gabinete, como se muestra en la imagen, pero solo me preocupa la formación de bucles de tierra, ya que el escudo también se conecta a la tierra de la placa a través del conector. No estoy seguro si entiendo su respuesta correctamente: ¿Ha visto ambos tipos de conexión a tierra? 1) Placa de tierra conectada al recinto. 2) solo el cable blindado conectado al gabinete y la placa no está conectada. ¿Es esto correcto? ¿Cuál recomendarías entonces? Gracias de nuevo.

— SensorMan

No veo ninguna razón para no conectar a tierra el tablero al gabinete. Y necesita explicar dónde está el "fantasma del bucle de tierra" y qué daño hace para que pueda entender si me preocuparía.

— Rolf Ostergaard el

Creo que se refería al bucle formado por el blindaje y la línea de tierra del cable. ¿Podría explicarme eso?

— richieqianle

Conecte la tierra de su circuito al gabinete. Esto solo protegerá su circuito. El bucle de tierra ocurre cuando tienes dos puntos de tierra con potenciales diferentes. Si conecta todo a la misma carcasa, con un cable lo suficientemente grueso, no experimentaría ningún bucle de tierra.

Por cierto, intente medir el ruido en su entrada de ADC cuando no haya tierra disponible. Estoy bastante seguro de que es un ruido inducido por la línea de alimentación de 50-60Hz.

— Ali Alavi
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