PCB de aterramento para o gabinete

Estou projetando um pequeno sensor que se encaixa em um gabinete de alumínio personalizado. O sensor usa o barramento CAN e um cabo longo para conectá-lo ao host e à energia. A blindagem do cabo aterrará o gabinete através do conector.

Sensor

Ao desenvolver o sensor, percebi o quanto é importante aterrar o gabinete, caso contrário, minhas leituras de ADC são mais barulhentas.

Agora, meu dilema é que, se meus clientes esquecerem de aterrar a blindagem ou usar um cabo blindado (o que eles usarão), o desempenho será fraco, pois o gabinete ficará flutuando.

Conectar o aterramento ao gabinete (blindagem) no interior também parece uma má ideia, pois isso cria um loop de aterramento.

Existe alguma maneira de resolver esse problema? Uma blindagem acoplada a CA?

grounding shielding enclosure

— SensorMan
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O acoplamento da blindagem CA parece problemático, pois causará um loop de aterramento CA. Suponho que você não possa integrar um "escudo" interno separado ou uma versão barata dele, como traços de guarda e aviões terrestres extras (silenciosos)?

— Pyramids

Uma blindagem interna não pode ser realizada no projeto atual. Não sei ao certo por que tenho esse problema, mas colocá-lo dentro do gabinete torna tudo pior. O acoplamento CA foi algo que vi usado em dispositivos USB. Eles têm um resistor de 1Meg paralelo e uma tampa de 4,7nF entre o terra e a blindagem no dispositivo.

— SensorMan

O que significa que o seu dispositivo USB, se a blindagem for adicionalmente aterrada externamente, terá um loop de aterramento com impedância interna de 1Meg || 4.7nF. Muito melhor do que uma resistência praticamente zero, mas também não é perfeita. Você já tentou qual é o impacto empírico dessa abordagem em seu protótipo?

— Pyramids

Oi pirâmides, não, eu não tenho. Vou testar as 3 abordagens diferentes e que você saiba :)

— SensorMan

Respostas:

Duas soluções:

Inclua um cabo blindado com o sensor. Coloque um adesivo no sensor dizendo: é necessário cabo blindado.
Gaste tempo suficiente para entender por que as leituras do ADC são sensíveis à falta de conexão da blindagem. Talvez você possa melhorar isso alterando a filtragem dos sinais nos condutores internos?

Para um produto como esse, obtive bons resultados ao conectar o aterramento da placa ao gabinete (não tenho certeza se você fez isso, mas não vejo motivo para isso).

Também vi esse tipo de produto com um gabinete de metal cheio e apenas um cabo blindado conectado ao exterior é muito imune a testes de ESD e de ruptura (CE), além de muito silencioso na EMI. Portanto, a menos que haja algo que eu não tenha entendido, você deve se preocupar se esse não for o caso.

Boa sorte.

— Rolf Ostergaard
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Obrigado pela sua resposta Rolf. Eu tenho a opção de conectar o terra da placa ao gabinete, como mostra a figura, mas me preocupo com a formação de loops de terra, pois a blindagem também é conectada à terra da placa através do conector. Não tenho certeza se entendi sua resposta corretamente: você viu os dois tipos de aterramento? 1) Terra da placa conectada ao gabinete. 2) apenas o cabo blindado conectado ao gabinete e a placa não está conectada. Isso está correto? Qual você recomendaria então? Obrigado novamente.

— SensorMan

Não vejo razão para não aterrar a placa no gabinete. E você precisa explicar onde está o "fantasma do loop de aterramento" e que dano ele faz para que eu possa entender se eu me preocupar.

— Rolf Ostergaard

Eu acho que ele quis dizer o laço formado pela blindagem e a linha de aterramento do cabo. Você poderia explicar isso?

— richieqianle

Conecte o terra do circuito ao gabinete. Isso por si só irá proteger seu circuito. O loop de terra acontece quando você tem dois pontos de terra com potenciais diferentes. Se você conectar tudo ao mesmo gabinete, com um cabo grosso o suficiente, não sentirá nenhum loop de aterramento.

A propósito, tente medir o ruído na sua entrada ADC quando não houver terra disponível. Tenho certeza de que é um ruído induzido pela linha de energia de 50-60Hz.

— Ali Alavi
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