Arduinoで監視されるサーミスタ回路の落雷/サージ保護

私は、太陽熱温水器の市販の温度差調節器を、独自設計のArduinoベースの調節器に置き換えるかどうかを検討しています。私はそのようなことについて危険であるほど十分に知っています。

最初の質問：古典的な5V / 10Kohmサーミスタ電圧スプリッタ回路は、雷雨の間に何かを吹き飛ばしますか？サーミスタは、屋根に取り付けられた太陽電池パネルの60フィート離れたところにあります。ケーブルはシールドおよび接地されています。必要なもの-サーミスタ回路のサージプロテクタ、サーミスタリ​​ードへのいくつかのRC接続、サーミスタへのより多くの電流フローのためにベース抵抗を減らす....

2番目の質問：Arduino Atmegaマイクロプロセッサは、電源が切れた後にソフトウェアの実行を自動再起動して再開しますか？別の言い方をすると、停電後にリセットボタンを押す必要がありますか？

2番目の質問への回答：
AVRにはBOD（ブラウンアウト検出器）があり、その目的は短時間の電源遮断を検出し、発生したときにコントローラーをリセットすることです。ただし、データシートには次のステートメントがあります。

アプリケーションで電圧低下検出器が不要な場合は、このモジュールをオフにする必要があります。

Atmelが与える理由は、BODが睡眠中でも電力を消費するためです。奇妙なことに、BODはデバイスの信頼性の主要な要素です。低電力モードで長時間を費やし、電源装置にディップが発生すると、ロックしてハードウェアのリセットが必要になる場合があります。実際には、数秒間プラグを抜いてください。お客様に伝えたいことではありません。

ところで、Atmel はアプリケーションノート「AVR180：External Brown-out Protection」を公開しています。これの背後にある理論的根拠は何なのかわかりません。オンチップBODは信頼できないということですか？

2番目の質問の答えは簡単です。ATmegaはマイクロコントローラーであり、電源切断後に再起動して再開するようにハードワイヤードされています。実際、一部のボードではリセットボタンが実際に行っています。多くの電圧レギュレータにはイネーブルピンがあり、リセットボタンが実際にボードへの電力を遮断するような方法で簡単に接続できます。電源を投入するたびに、コントローラーは0x00（通常はジャンプ命令）でコンテンツを読み取り、コードの実行を開始します。

最初の質問、それほどではありません。落雷はかなり深刻なイベントであり、（特に回路図がない場合）、何が起こるかを言うのは困難です。まず、回路を絶縁することをお勧めします。小さな光アイソレータで必要な絶縁が得られる可能性がありますが、高電圧側に電力を供給する必要があります。より簡単な方法は、温度センサーを完全に独立させることです。少しのMSP430 + MRF24J40システムは、数個のバッテリーで数か月間実行でき、10ドル未満のコストで、現在の温度を数分ごとに送信できます。次に、照明が当たると、センシングワイヤを介してアースに簡単に到達できなくなります。つまり、稲妻が他の場所に当たる可能性が高くなります。最も簡単な方法（ストライクに耐えられる可能性が最も低い）は、サーミスタの両端にツェナーダイオードを配置することです。ただし、ツェナーを介したリーク電流の測定値の補償については注意が必要です。

温度センサーが落雷によって破壊される可能性を受け入れることができない場合（これは設計するのに興味深い要件です）、過渡電圧抑制ダイオードを調査し、はるかに高いシステムコストに備える必要があります。

GDTを調べてみてください。ガス放電管。これらは、通信で落雷から敏感な回路を緩衝するためによく使用されます。

定格電圧（50vから200vを超える）での抵抗は、数メガオームです。電圧が高いレベルに達すると、デバイスはグロー範囲に移動します（ネオンランプを考えてください）。これは小さなスパイクに適しています。ストライクから40 kVのようなREAL電圧が発生すると、抵抗が非常に小さく、ラインが互いに短絡するアーク相に変換され、敏感なコンポーネントを保護します。

まだ数百の低危険電圧を処理するために何かが必要ですが、その後GDTが引き継ぎます。

これらはいずれも、取締役会への直接ストライキからあなたを保護しません。うまくいけば、あなたは接地経路を持っているので、屋根の衝突は主に接地され、あなたが保護しているのは偶発的な電圧スパイクであり、真の照明電流経路ではありません。しかし、サーミスタ全体のGDTが問題になる可能性があります。

入力いただきありがとうございます。これについてもう少し検討した後、金属酸化物バリスタはある程度の保護を提供すると思います。この可能性に対処するために、私の市販の差動温度コントローラーには何があるのだろう。それはリバースエンジニアリングする私の能力を超えています。