なぜホットプラグが爆発するのか、それを防ぐ方法は？

私は何回もホットプラグの非常に愚かな間違いを犯しました。私の問題は、急いだことです。Arduinoをオンにしたり、他の高価なICやハードウェアをプラグインしたことを忘れるのは簡単です。

今日、ESCの PWM入力をArduinoデジタルピンにホットプラグしました。魔法の煙が逃げるのを見ました。さようならデジタルピンのグループ！私は今自分が嫌いです。

なぜホットプラグされるのが好きではないのですか？

これに対して簡単に保護する方法はありますか？

すでに述べたこれらに加えて、他の2つの効果が非常に繊細な回路を混乱させる可能性があります。

-シールドケーブルと同軸ケーブルは実際にはコンデンサであり、電荷を保持することができます。この充電は信号と誤解され、望ましくない状態の変化（プロセッサのクラッシュなど）を引き起こしたり、...

-ラッチアップ。ICに電力が供給されると、一部のタイプの保護されていないCMOS入力は、マイクロ秒でも電源電圧を超える電圧に耐えることができません。クラッシュした状態、または電源レール間でほぼ短絡回路として機能します。

両側の2つのピンが長く、中央の2つのピンが短いことに注意してください。これにより、接続が適切な順序で行われます（プラグを抜くときに適切な順序で切断されます）。

コネクタがホットプラグ用に設計されていない場合、そのような保証はありません。

希望する順序は次のとおりです。

• まず、グランド/シールド。

これにより、両側が「0V」が何であるかについて合意し、静電気も安全に放電します。時には小さな火花が見えることがあります。ESDに敏感なピンを最初に接続する必要はありません！

• 第二に、電源。

• 第三に、信号

順序は非常に重要です。電源が入っていないチップの信号ピンに電圧が印加されないようにしたいので、ESD保護ダイオードに電流が流れ、IOピンからチップに電力が供給されます。これにより、チップが損傷する可能性があります。

また、グランドが最後に接続されると、信号線は代わりにグランドとして機能し、電流が流れます。デバイスにUSBからの+ 5VからのLDOで電力供給される3V3チップが含まれ、グランドが接続されていない場合、デバイス内の電圧がどうなるかを知っている人は...

それをしない方法の優れた例は、オーディオRCAコネクタです。

先端が最初に接触する方法に注意してください。以前にこれをやったことがあると思います。ラウドスピーカーは、グラウンドが接続されるまで、非常に大きなハム音を出します。

なぜ物がホットプラグされないのですか？

ピンが間違った順序で接続されているためです。

ESCに言及しているので、いくつかのチップを揚げるのに十分な大きさの電圧と電流があると思います。この場合、最初に地面を接続しないと本当に痛いことがあります...

これを再度保護する簡単な方法はありますか？

ホットプラグ対応のコネクタを使用してください。それが電源、信号とグランドのみを運ばない場合、代わりに信号線に大きな値の抵抗器で逃げることができます...しかし、それはハックです。

残念ながら、これらのコネクタは非常にまれです。arduinoで使用されるヘッダーのようなヘッダーは、製造時にのみ差し込まれる完成品の一部として設計されているため、ホットプラグに対して安全ではありません。

ホットプラグ対応コネクタは、通常の規格（USB、HDMIなど）で使用できますが、これはアプリケーションに必要なものではありません。

だから、あなたは慎重にそれをし続け、回路をいじる前に電源を切っていると思う...

ホットスワップにはいくつかの理由があります
。1）接地電流が異常な方法で回路に流れる前にVccを接続した場合。たとえば、グランドの前にVccが接続され、デジタルまたはアナログピンが接続されている場合、電力はVccに流れ込み、ピンから流れ出てそのピンを短絡させ、回路のその部分を焼き切る可能性があります。

2）システムバスまたは電源の一時的な電圧降下から「ブラウンアウト」を引き起こす可能性があります。

3）切断すると、回路またはケーブルのインダクタが切断されると高電圧が発生する可能性があります。

（サービス担当者が事故でホットスワップするような製品では、ホットスワップに対応していないケーブルがありました。ケーブル内の相互インダクタンスのために（また、メーターなどで互いに隣り合ってまっすぐなワイヤが走る不適切なケーブル設計）ケーブルの両側のデジタルドライバーを吹き飛ばします。さらに検査すると、ケーブルが切断されるとデジタルCMOSラインが7Vに上昇することがわかりました！）

また、以下の両方の戦略の実装にも大きな成功を収めました。独自のホットスワップシステムをローリングして標準コネクタを見つける場合に設計でできることの1つ（私はバスにsca2を使用しましたが、sataまたは別の業界標準コネクタを使用できます。それに他のもの）。

プリチャージ回路：

長いピンと電流制限抵抗を使用して、デバイスへの突入電流を制限できます。長いピンが最初に合致します。ホストシステムの電源レールが仕様内に収まるように電流制限を設定する必要がありますが、デバイスは、電源ピンと信号ピンが接続される前に適切に充電されます。プリチャージ抵抗器の値を選択する際には注意が必要です。次のシナリオはいくつかの一般的な問題を示しています。プリチャージ抵抗器の値が小さすぎる場合、デバイスはまだ挿入時に過大な電流を引き込み、システムの電源レールが低下します規制外。

ホットスワップコントローラー

ホットスワップコントローラーICは、デバイスへの突入電流を制御します。通常、ホットスワップコントローラには電子ヒューズが組み込まれており、高電流アプリケーションでは、突入電流と短絡を区別するのが難しい場合があります。コンポーネントはプリチャージ抵抗器よりも高価であり、場合によっては、システムでよりアクティブなコンポーネントを使用すると信頼性の問題が生じる可能性があります。

画像とテキストソース：ホットスワップの設計上の考慮事項

それは本当に回路に依存し、場合によってはコネクタ自体にも依存します。

何かを切断または接続すると、接続がすべて同時に行われるわけではありません。これは、プロセス中に予測できない接続状態があることを意味します。これらの接続のいくつかは、本当にしたくない場所に大きな電圧または大きな電流を入れることができます。さらに悪いことに、コネクタは通常タイトです。つまり、ユーザーはそれらをくねらせてバラバラにし、プロセスでさらにランダムなメイクとブレークを作成します。

カードエッジコネクタなどの一部のコネクタは、適切に嵌合する前に挿入または取り外し中に隣接するピンを短絡させることでも有名です。これらの1つをホットでプラグインまたはアンプラグすることを考えてはいけません。

単純なプルアッププルダウンドライブを使用してLEDに接続する2ピンプラグなど、切断されるものが何でもかまわない場合、ESDでザップしないと悪いことは起こりません。しかし、ほとんどのものはそれほど堅牢ではありません。

もちろん、ホットプラグ可能なものに設計することもできますが、それは複雑で高価であり、製品のほとんどの期間にわたって機能せず、特定の設計要件でない場合は正当化するのが困難です。

とはいえ、システムは常に、センサーAが接続されていないときに電源が投入された場合、出力Bがそのセンサーに依存する何らかの状態にならないように設計する必要があります。そのセンサーの損失が障害または危険を引き起こす場合、その損失を検出し、安全な状態に入るための適切な手段を追加する必要があります。

ただし、一般的に、MIGHTの発生を本当に知っている場合を除いて、ホットプラグはしないでください。