Relé EMI. ¿Deberia estar preocupado?

Estoy usando un relé soldado de PCB para cambiar el dispositivo 8-10A 220V. Por curiosidad, traté de visualizar la EMI radiada por chispas de arco. Conecté el GND al polo neutral del problema y mantuve la punta de medición de la sonda 10x cerca del cuerpo del relé. Usé arduino para encender/apagar el relé. Encendido por 200 ms y Apagado por 800 ms y continuó.

Aquí están los gráficos que recibí:ingrese la descripción de la imagen aquí

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En el segundo, obtengo pico a pico de alrededor de 1V. ¿Deberia estar preocupado? Este relé estará en la misma placa que un microcontrolador (Atmega328P). Tengo un buen plano de tierra en la PCB y, en el caso real, no cambiaré con tanta frecuencia.

Una pregunta más: si tengo la libertad de elegir trazos delgados (10-16 mils) o trazos anchos (20-30 mils), ¿qué debo elegir para mejorar la resistencia al ruido de mi circuito?

Hace un tiempo, tuve una idea (que podría ser inútil). ¿Qué tal hacer carcasas de metal del tamaño de un relé y cubrir el relé con eso y, en última instancia, conectar a tierra la carcasa de metal? Debería bloquear la mayoría de las interferencias electromagnéticas que podrían perturbar el microcontrolador. Alternativamente, el microcontrolador se puede cubrir con una carcasa de metal de la misma manera.

Los relés fallan, es posible que no desee encerrarlo en una caja de metal, lo que hace que reemplazarlo sea mucho más difícil.
Puede usar un relé con carcasa de metal o mover el relé a una pequeña placa de circuito impreso aislada y mantener la red eléctrica alejada de su circuito de control. Compruebe cómo están hechos los relés de un horno de microondas típico, generalmente se colocan en un extremo de la placa de circuito impreso y rara vez son causa de fallas. Son tipos de plástico rentables y la placa de circuito impreso generalmente es de un solo lado. Tener un circuito de amortiguamiento de CA o algunos componentes reactivos puede ser una opción.

Respuestas (1)

Con respecto al ruido de 1Vpp con la conexión a tierra de la sonda de alcance pero la punta colgando cerca del relé: es fácil inducir ruido en una sonda de alcance flotante porque tienen una impedancia muy alta. Dependiendo de la longitud del cable de tierra de la sonda, su ubicación y la ubicación de la sonda, esencialmente está creando un buen circuito de captación para cualquier tipo de EMI.

¿Debería preocuparse por la proximidad del relé a su circuito? Respuesta en dos partes-

Seguridad : consulte la norma IEC 60950 para conocer las preocupaciones relacionadas con la seguridad al trabajar con circuitos alimentados por línea que deseará vender o regalar a las personas. También Underwriters Laboratories. Hay autorizaciones requeridas que debe tener que dependen de su circuito y su aplicación, por lo que no hay forma de proporcionar una respuesta exacta.

Funcionalidad : si tiene circuitos de muy alta impedancia (> 1M-10Mohm) en su placa que están dispuestos de tal manera que tienen un área de bucle que puede excitarse.

Si todas sus cosas son digitales (que generalmente son controladores de baja impedancia de fuente), probablemente no haya mucho de qué preocuparse.
Para demostrarlo, tome una resistencia de 100-1000 ohmios, suelde un lado a tierra y deje el otro lado flotando. Sujete la tierra de la sonda al lado de tierra y la sonda al lado flotante de la resistencia. Ahora tiene una señal (0 digital) con una fuente de impedancia de cualquiera que sea la resistencia. Ahora encienda y apague su relé y verá cuánto ruido de 60 Hz inducirá en algunos de sus rastros digitales.

Si está tomando algunas medidas analógicas (por ejemplo, una medida de voltaje de un sensor), debe preocuparse por la impedancia de fuente efectiva de ese sensor junto con cualquier acondicionamiento de señal (filtrado) que tenga. Puede repetir la misma prueba anterior pero con la impedancia de fuente del circuito analógico.

En cualquiera de esas situaciones, si la cantidad de ruido es mala (cuya definición depende de su aplicación), es posible que necesite algo de protección:

Si protege el relé, solo (quizás) eliminará 50/60 Hz que salen de él. Es muy difícil mantener 50/60 Hz fuera de cualquier cosa porque está en todas partes. Luces. Paredes. Puntos de venta. Equipo. Si protege su circuito (o las áreas sensibles del circuito), también se protegerá de otras fuentes de ruido ambiental. Una vez más, es posible que no pueda eliminar el ruido de 50/60 Hz de sus mediciones analógicas, por lo que es posible que deba filtrarlo más tarde.

Con respecto al ancho del trazo, desafortunadamente, depende. Sin conocer más detalles sobre la naturaleza del diseño (¿hay un plano de tierra? ¿Las pistas llevan alimentación de CC? ¿Necesitan una impedancia característica como parte de una línea de transmisión?) No hay forma de responder a eso.

Gracias Dave Realmente me gustó la respuesta detallada. Sin embargo, me gustaría señalar que la EMI generada durante la conmutación del relé no será de 50-60 Hz, que yo sepa. Puede ser cualquier alta frecuencia aleatoria porque se generará debido a la chispa de los contactos del relé mientras se acercan. Sin embargo, no soy un experto en esta área y me gustaría saber su opinión al respecto. Después de leer tu respuesta, siento que no debería preocuparme mucho. Muchas gracias.
Tiene razón, cualquier EMI introducido por la conmutación (arco, si está cambiando en vivo) tendrá algunas otras características de frecuencia. Sin embargo , la señal de alta amplitud en los gráficos de su osciloscopio se parece a la frecuencia de línea. Un arco será un pulso angosto de alta frecuencia, o múltiple, dependiendo de si los contactos del relé rebotan/parlotean cuando se cierran (lo que depende de las características del relé y del controlador). La parte difícil de buscar este tipo de ruido de pulso es que si le arroja una sonda de alcance, ¡el pulso puede ser filtrado por la capacitancia de la sonda parásita!
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