Bagaimana cara memastikan perangkat saya aman untuk digunakan setiap hari?

Saya telah mengumpulkan lampu bangun sederhana. Ini memiliki pasokan eksternal, saat ini diberi nilai 7V dan 600mA. Di dalamnya ada Arduino dan banyak LED yang dikendalikan oleh MOSFET.

Ini berfungsi dengan baik saat ini tetapi saya ingin memastikan bahwa itu tidak akan membakar flat saya saat saya pergi. Sejauh ini saya telah memikirkan fitur-fitur berikut:

• Sekering, berperingkat di suatu tempat di bawah output maksimum catu daya
• Pendingin yang layak untuk MOSFET. Itu menjadi hangat tanpa tetapi tidak membakar jari saya.

Ada hal lain yang perlu dipertimbangkan?

Sunting: Perangkat ini digunakan di kamar tidur. Tidak terlalu banyak gas di malam hari.

Jika ini akan menjadi desain profesional, Anda akan melakukan FMEA , untuk Mode Kegagalan dan Analisis Efek . Konsultan dalam setelan dan dasi menawarkan lokakarya FMEA mahal, tapi itu semua hanya akal sehat. Usir dia.

Atur sesi kreatif bersama orang lain selain para perancang yang hadir. Anda ingin memikirkan segala hal yang mungkin salah dengan produk. Perancang harus hadir untuk menjawab pertanyaan, tetapi dia bukan orang terbaik untuk melakukan penilaian: setiap desainer berpikir desainnya anti-gagal, dan masalah yang diabaikan selama desain juga akan diabaikan selama FMEA.

Ketika Anda telah mendaftarkan hal-hal yang dapat salah (itulah bagian mode kegagalan) Anda menambahkan kolom untuk Peringkat Kejadian (OR) dan Tingkat Permasalahan (SR). Seberapa besar kemungkinan kegagalan terjadi dan seberapa buruk jadinya jika itu terjadi. Jika hasil dari kegagalan adalah bahwa lampu di ruang keluar itu keparahan yang lebih rendah (1) daripada ketika rumah akan terbakar (10). Produk OR dan SR memberi Anda Nomor Prioritas Risiko (RPN). Urutkan tabel berdasarkan RPN, tinggi ke rendah, dan Anda tahu masalah mana yang harus diserang terlebih dahulu.

OK, itu terdengar rumit, dan tidak menyenangkan sama sekali. Untuk proyek hobi Anda tidak ingin melakukan semua itu, maka Anda dapat beralih hobi merajut dengan lebih baik. Tetapi prinsipnya tetap: cobalah menilai apa yang salah, seberapa buruk jadinya, dan apa yang dapat Anda lakukan untuk mencegahnya.

Sekering adalah solusi sederhana untuk banyak masalah yang mungkin terjadi, dan itulah sebabnya Anda akan menemukannya di sebagian besar produk. Sekering harus menjadi bagian pertama yang dilihat dari listrik. Jangan letakkan di antara catu daya dan sirkuit, karena tidak akan melindungi catu daya itu sendiri (kecuali jika sudah memiliki sekring).
Jika memanaskan adalah risiko, Anda dapat memberikan heatsink (yang mungkin Anda perlukan untuk menjaga FET tetap dalam spesifikasi). Jika Anda ingin asuransi tambahan tambahkan termistor, yang Anda gunakan sebagai detektor overheating untuk mematikan (bagian dari) rangkaian jika terjadi overheating. Perhatikan bahwa misalnya regulator tegangan sering memiliki built-in perlindungan termal, jadi bagi mereka Anda tidak akan memerlukan sensor suhu ekstra.

Untuk lebih banyak, kita akan memerlukan lebih banyak detail tentang sirkuit, tetapi perlindungan overheating dan arus lebih (korsleting) sering mencakup sebagian besar kegagalan kritis.

Saat Anda mendesain perangkat keras khusus dengan pasokan tegangan rendah yang disetujui keselamatan yang diisolasi melalui transformator yang hanya diberi nilai <5 Watt, risiko keselamatan cukup rendah untuk penggunaan konsumen. Lebih sering seorang desainer khawatir tentang melindungi komponen dari kegagalan, tetapi ada baiknya Anda memperhatikan keselamatan pribadi. Kegagalan komponen dapat mempersingkat pasokan yang harus memenuhi persyaratan uji mudah terbakar untuk mendapatkan sertifikasi. Ini dapat terdiri dari perlindungan bawaan seperti "Polyfuse" atau resistor termal yang dapat disetel ulang, sekering atau sekadar membakar gulungan sekunder setelah kegagalan yang lama tanpa aliran udara.

Dalam kasus Anda, saya akan lebih khawatir tentang memilih pasokan yang tepat untuk beban Anda dan tidak menggunakan tegangan lebih dari yang Anda butuhkan sehingga penurunan seri tidak menciptakan panas yang berlebihan. Pasokan dinding DC biasanya tidak diatur, artinya tegangannya lebih tinggi dari yang ditentukan sampai beban sesuai dengan arus pengenal. Ini menciptakan lebih banyak kerugian V * I pada saklar LED MOSFET Anda. Daripada pasokan 7V 600mA, saya mungkin mempertimbangkan pasokan 5V 1A atau lebih untuk mendorong lebih banyak LED secara paralel dengan sedikit penurunan. Drop out rendah atau regulator LDO mungkin atau mungkin tidak diperlukan untuk Arduino tetapi jalankan driver dari sumber yang tidak diatur dengan penyaringan seperti yang diperlukan.

Jika tidak terlalu panas untuk disentuh, jangan khawatir kecuali kabel LED Anda padam. Jadi untuk perlindungan MOSFET, tambahkan sekering yang dapat disetel ulang dalam rangkaian yang diperingkat untuk arus LED. Ini dapat digabung bersama dan biaya dua bit dalam jumlah kecil.

Nilai dua sen saya.