Estamos diseñando un producto que debe cumplir con las directivas EMC. Consiste en una placa posterior de metal doblada en un chasis (el frente está abierto). en la contraportada hay un SMPS montado. y encima de esto tenemos nuestra PCB principal que tiene un plano de tierra de señal en la parte superior de la PCB. todo estará rodeado por una cubierta de plástico con algo de espacio para la interfaz de usuario en la PCB. Ver imagen para aclaración.
Todos los componentes SMD estarán en la parte posterior de la PCB, el frente tiene el plano GND. El producto se conectará en una configuración maestro-esclavo a través de RS-485. Debido a que las unidades pueden estar muy lejos unas de otras y estar en diferentes circuitos de alimentación, puede haber grandes diferencias de voltaje entre las conexiones a tierra individuales, por lo que también conectamos la señal a tierra con la conexión RS-485.
Mi pregunta es: (¿cómo) necesitamos conectar la tierra de la señal a la tierra de seguridad (cubierta trasera de metal)? Entiendo que si conectamos la señal a tierra a la tierra de seguridad y también conectamos las señales a tierra individuales entre las unidades, creamos un bucle de tierra.
OK, tienes varios problemas aquí.
Comunicación
EDITAR: a pesar de ser diferencial, RS-485 necesita una ruta de retorno de "tierra" para manejar corrientes de señal desequilibradas. Dado que la distancia es larga y los terrenos pueden ser muy diferentes, el aislamiento es su mejor opción. Dado que no ha definido los valores de los requisitos, es imposible decirle exactamente cómo hacerlo.
Aislado puede significar el dispositivo que menciona Andy, u optoacoplamiento de las entradas.
Cableado
Nuevamente, no ha insinuado qué estilo de cableado planea usar para transportar el RS-485, específicamente, si dicho cable está blindado o no, y más importante aún, si los conectores que sobresalen de su placa deben conectarse a tierra por razones de seguridad.
Si los conectores son de metal visible, o mejor dicho, de metal que se puede tocar, deben estar conectados a tierra de forma segura al chasis.
Si los cables están blindados, el blindaje debe estar bien conectado a tierra de seguridad o conectado a tierra sin apretar a través de condensadores de 10nF en paralelo con una resistencia de 1Meg.
Es posible que esto último no sea posible si el conector en cuestión tiene el blindaje adherido a la carcasa del conector, que a su vez está conectado al conector de la unidad que ya conectó a tierra anteriormente. Eso es inevitable.
Internamente
De hecho, la tierra del sistema debe estar conectada a la tierra de seguridad, ya sea a través de una conexión dura o mediante una combinación de resistencia de capacitor. El sistema de puesta a tierra diseñado de manera que no fluyan corrientes a través de dichas puestas a tierra desde el propio sistema. Es decir... NO HAY CORRIENTES DE RETORNO DE SEÑAL.
Esta conexión a tierra proporciona dos funciones, evita la acumulación de estática en sus componentes electrónicos y proporciona una vía de escape para las corrientes EMC y EMI.
Todas las conexiones a tierra de seguridad deben conectarse en estrella individualmente a un solo punto de conexión.
Este es un tema muy amplio que no ha proporcionado suficiente información para responder. Si desea una respuesta real, debe contratar a un ingeniero y darle al menos una semana para comprenderlo todo.
Hay dos opciones consideradas por la mayoría de las personas: poner a tierra todo con grandes rutas seguras, o aislar todo (como se menciona en otra respuesta) y tener señalización diferencial.
Mi respuesta es: diseñar el sistema correctamente.
Usted describe una "tierra de seguridad" y una "tierra de señal". Como no conozco el sistema, no sé cuáles son estos dos. Debe asegurarse de tener una ruta de retorno de baja inductancia. Eso significa mantener las distancias lo más cortas posible para la ruta completa de cada señal. ¿Supongo que el terreno de seguridad es su ruta de retorno de ESD? Asegúrese de que haya una ruta lo más corta posible desde los diodos ESD hasta esta conexión a tierra de seguridad, manteniendo el bucle pequeño. La conexión a tierra de la señal deberá conectarse a la fuente de la señal (asegúrese de que la ruta sea un bucle lo más pequeño posible, puede que le convenga usar la conexión a tierra de seguridad, o puede que no, dependiendo de la configuración y el resto del sistema) . Pero en realidad, hay demasiado para profundizar y se brinda muy poca información.
La única respuesta rápida que puedo hacer es estar de acuerdo con Andy alias y sugerir utilizar señalización diferencial para eliminar la necesidad de una ruta de retorno de señal.
BertVano
Trevor_G