Заземляемся!

[vitkor]

Долго думал, в какой раздел поместить. Если не туда, то прошу прощения.

Заземляемся!
Да, да! Именно заземляемся, а не приземляемся. В данном длинном опусе речь пойдет о вертолетах и заземлении. В нашем случае заземление есть не что иное, как соединение потенциально опасных в плане статического электричества частей вертолета между собой и минусом приемника или регулятора. Тем самым мы выравниваем потенциалы и тока вроде как не будет.
Кому больше нравится правильные определения то вот:
«Одна из функций заземления суть есть уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.»
Цинично выдрано из педивикии!
Неоднократно на форумах встречал сообщения, что приемник внезапно уходит в «фаилсейв», вертолет ведет себя неконтролируемо, и вообще, завелся Барабашка.
Некоторые пилоты проверяют все соединения, меняют батареи питания бортовой электроники, меняют приемники, но, увы и ах, данные меры помогают не всегда.
В местности, где вы летаете, статическое электричество может себя ни коим образом и не проявить. Но это не значит, что его нет. Например, летом, когда влаги в воздухе больше, вероятность словить  «фаилсейв», гораздо ниже, чем зимой, когда воздух очень сухой, и статика скапливается гораздо лучше.
Не миновала и меня чаша сия:
http://forum.rcdesign.ru/blogs/32384/blog4574.html?referrerid=32384
http://forum.rcdesign.ru/blogs/32384/blog5390.html?referrerid=32384
Во втором случае, как потом выяснилось, контроллер сгорел от статики. Так мне сообщила служба саппорта Кастл, после того, как получили контроллер. Случай признан не гарантийным. Балка была заземлена, а вот мотораму с мотором заземлить поленился. Летал осенью, температура была ниже нуля. Так что, не следует пренебрегать заземлением. Лучше потратить 50-100 руб. на заземление, чем 50 и более долларов на ремонт вертолета.
Вертолет, как технически сложная машина, имеет множество трущихся частей. Эти части не всегда подобраны правильно, и иногда имеем классическую электрофорную машину в чистом виде. Так, например, обстоят дела с алюминиевой  хвостовой балкой, и движущимся внутри нее ремнем. Некоторые части, о которых мы и не подозреваем, имеют свойство накапливать статический заряд. Например, электромотор. Вращаясь с бешенной скоростью он прогоняет через себя воздух для охлаждения, в воздухе имеется некоторое количество частиц пыли и прочей требухи. Вот они, вместе с молекулами воздуха  за счет незначительно трения и создают статический потенциал! А ведь двигатель соединен с сердцем вертолета – контроллером управления мотора! Опасно, однако! В принципе, и ротор вертолета имеет способность накапливать статику, но он, как правило, хорошо изолирован от всей остальной электроники. Так как серьезного исследования на тему статики на RC вертолетах, найти мне не удалось, то попробую в меру своего понимания, простыми словами объяснить, что же получается.
Ремень, двигаясь, внутри хвостовой балки, колеблясь, трется о нее. А из школы многие помнят опыт с эбонитовой палочкой и куском шерсти. Когда, потерев палочку о шерсть, мы можем притянуть ей кусочки бумаги. Примерно тоже самое происходит и в паре балка-ремень. Но в связи с тем, что интенсивность трения намного выше, то выше соответственно потенциал. Этот потенциал накапливается, и когда достигается некая критическая разность потенциалов (в другой части вертолета заряд не накапливается), происходит разряд – маленькая молния. И вот эта колоссальная  помеха попадает, например, через сервомашинку на балке во все электронные части вертолета, со всеми вытекающими последствиями. Современные процессоры (они установлены практически во всех электронных устройствах вертолета) очень боятся статики, хоть производители и борются с этим, но помогает это далеко не всегда. Вот вам и «фаилсейв»!
А бороться с этим нехорошим явлением очень просто. Достаточно выровнять потенциал, а при равном потенциале, тока и микро молнии не будет. Для этого достаточно  соединить хвостовую балку, мотор, а также другие потенциально опасные части с минусом приемника или батареи. Тогда, заряд как бы растечется по всем этим частям, и потенциал будет равным. Данный принцип справедлив как для электро вертолетов, так и для ДВС, как для вертолетов с валом в приводе хвостового ротора, так и с ремнем. Отсутствие статики в вертолетах с валом в приводе хвоста, считаю общепринятым заблуждением. Статика никуда не делась, просто вероятность того, что потенциал достигнет того критического уровня, при котором будет большой БУМ гораздо ниже. Помним, что у нас есть еще и бешено вращающийся мотор!
Ролик-пример статического электричества на вертолетах:


Статейка получилась достаточно большая. Дабы не утомлять читателя своим графоманством, как и что сделать, вместе с фото будет во второй части статьи.
Также, оставляю за собой право, опубликовать через неделю-две этот материал в своем блоге. В остальном никакого копилефта нет.

P.S Я не Бог, и могу ошибаться, и заблуждаться, так что конструктивная критика приветствуется.

[tim001]

Эх,  не дооценил я в своё время эту статику и поплатился 45 Кастлом. Полезная статья.

[vitkor]

Я поплатился 110-м Кастлом. 
Вот и решил народ предостеречь. Нечего наступать на грабли, на которые уже кто-то наступал. Многие пренебрегают простыми мерами. А ведь можно было дешево отделаться. 

[Serj]

А точно достаточно все на минус приемника зацепить? или все же лучше именно на минус регулятора?

[Anton_vrn]

Минус приемника и регулятора всегда соеденины, т.е. можно цеплять куда удобней...

[rpilot]

"Куда удобней лучше не цеплять"... Лучше придерживаться простого правила.
  - не создать последовательных цепочек из заземляемых проводов.

Кто занимался аудиотехникой легко вспомнит, как боролись с наводками на входной каскад, что бы не было низкочастотных наводок по питанию.

Все заземляемые части желательно соединить в одной точке поближе к "-" питания.

Также полезно знать, что рамы выполненные из угля имеют очень маленькое сопротивление в  пределах одного слоя (примерно 5-10 ом). Следовательно ее  можно использовать вместо проводника.

По опыту работы - неправильное заземление еще больший враг, чем его отсутствие

[vitkor]

5-10 Ом для заземления много. По ПУЭ, металлосвязь должна быть не более 4 Ом, по моему. Лучше придерживаться этого правила. Заземление по типу звезда делают для минимизации разницы длинны проводов, а следовательно минимизации разности потенциалов в проводке заземления. На вертолете, думаю, можно делать и по типу контура. Длины проводов не те, чтобы все так влияло. Пока, на электро вертах заземляю все на минус приемника, на ДВС свожу все на картер двигателя. Т.е получается звезда. Длины проводов разные.

To Anton_vrn
Я бы не стал утверждать так категорично, что минус всегда общий. Хрен его знает, что там производители наваяли. Спектр электрооборудование, применяемый, на вертолетах очень большой. Может быть и развязано. Лучше проверить тестером. Тоже самое, касается и импульсных BEC. Минус может быть и развязан, если там на выходе трансформатор, например. Об этом будет написано во второй части.

[rpilot]

По поводу сопротивления...

Мы же не заземление делаем а отвод (уравнивание статического заряда).
Для этих целей проводник сопротивлением даже 100к - 1MOm вполне подойдет.

В идеале нужно добиться отсутствия пересечения контуров (цепей) по которым проходит сигнал и ток возникающий при уравнивании статического заряда. Следовательно цепи заземления должны быть соединены между собой и соединяться с нашей электроникой только в одной точке. В этом случае не важно "+ это или  -". 

По аналогии с розетками - нужен дополнительный (третий) провод  "защитного заземления".

Нужно будет попробовать обычный электропроводящий лак для это применить.

ЗЫ на самолете для стекания статики на консолях крыльев установлен "веник" из распущенного стального тросика

[vitkor]

Чет мне кажется, что если разное сопротивление, то и разный ток. Резюки в заземлении немного для другого. Обычно чтоб не убило просто.  Либо тогда все через резистор, либо напрямую. Мы же выравниваем токи и потенциалы. Заземляемых мест не так уж и много. Раму для надежности до кучи в общую точку зацепить и все. Как проводник, ее использовать я бы не стал.
Теоретически, можно конечно все и к плюсу подсоединить, но я бы не стал. Зачем? В плюсовой шине уже могут стоять всякие транзисторы, и прочие активные элементы. Полевику не очень понравиться, когда через него не нужный ток пойдет. Да и к минусу проще. Минусовая шина, как правило, общая для всех устройств.
В общем вопросов конечно много еще.
Нечто похожее на веник из тросика есть и для вертолетов.
http://www.espritmodel.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=7208
Правда ценность его сомнительна. Т.е ценность известна, а вот на сколько эффективно работает - не понятно. По мне, кусок провода за 20руб. всяко лучше, так как дешевле, и уже проверенно работает.

[McMaxicus]

По цепочке нашел очень интересный ролик про хвостовые лопасти и важность заземления подшипников хвостового редуктора...

Производитель Протоса просто рекомендует землить балку на раму... Боб Финлесс в видео по постройке Протоса говорит о том, что можно землить все на минус, но сам ограничивается рекомендованным. Я ему не верю - с Контроником может этого и хватит, но на счет Кастла я уже так не думаю, хочу землить все правильно...

Технических знаний мне не хватит, зато руками сделать смогу, поэтому я Ваш преданный слушатель! 

[AlexSr]

Напряжение, ток, сопротивление - в заземлении.

Давайте разделим понятие "заземления" на две состовляющих:

Первая - "бытовое" понятие заземления (то самое, про котором в ПУЭ). К нему же относится противогрозовое заземление и прочее ...
Цель - исключить протекание опасных ТОКОВ . Так как человека убивает именно ТОК, а не напряжение.
Причём ток - совсем небольшой, меньше ампера, может и убить!
Вот почему в такого рода заземлениях важным является малое сопротивление заземляющего контура и проводников.
Так как заземление принимает "на себя" все возможные токи. И исключает тем самым их "блуждание".

Второе - заземление от статитечского электричества. Наш случай.
Природа статического электричества такова, что оно обладает очень большими напряжениями и очень малыми (относительно) токами.
Никого же не убивало, когда снимаешь синтетический свитер/рубашку через голову? А искры летят дай бог! Напряжение там - в десятки киловольт! Вот только токи - мизерные, как нынче модно: "нанотоки"  потому и не убивает такой разряд.
Другими словами - источник статического электричества обладает очень большим внутренним сопротивлением. В десятки или даже сотни и тысячи мегоом.

Исходя из правила господина Ома следует - что падение напряжения на источнике тока будет равно половине исходного значения напряжения, если последовательно с ним, в качестве нагрузки, включить сопротивление  - равное внутреннему сопротивлению источника.
Вот почему, да же заземление такого рода через резистор в 1 МОм будет работать. Такое заземление понизит уровень напряжения статического заряда до значения, при котором не возможно образование "пробоя" (искры).
А именно искра (как источник широкополосного электромагнитного излучения) создаёт помехи приёмнику и всей аппаратуре.

Защитные браслеты на производстве (при работе с электронными компонентами, особенно КМОП) именно так и устроенны. Провод от браслета подключен через высокоомный резистор, что бы исключить удар током человека, если он случайно коснётся источника силового напряжения в работающей аппаратуре.
Иначе - там бы работали одни "смертники" 
_________________________________________________

Я уже писал, что часто использую для целей такого заземления графит. Например нанося его на пластиковую шестерню, наружнюю сторону ремня. Очень часто этого бывает вполне достаточно, что бы убрать источник статического электричества. Закоротить его.

Но это - одна из мер, дополнительная. Заземляться необходимо! 

[vitkor]

Алекс, то что делаем мы - это является заземлением только номинально. Более правильно - выравнивание потенциалов, и как следствие равномерное распределение статического заряда. Так как вертолет не человек, то защитный браслет через МОм ему не требуется. Для человеков это делается с целью безопасности. А нам, чем быстрее заряд рассосется, тем лучше. Т.е чем меньше сопротивление, тем лучше. Не помню, откуда этот странный термин "рассосется". Я уже забыл, что такое интеграл. Но, в голове отложился термин скорость накапливания и стекания заряда.
При большом сопротивлении металлосвязи мы можем словить такую ситуацию, что заряд будет быстрее накапливаться, чем рассасываться. В общем, я предлагаю руководствоваться принципом минимально возможного сопротивления. Хуже от этого точно не будет. При классическом заземлении руководствуются именно этой мыслью. В случае с браслетом - заземление защитное. Там немного по другому.
Плюс ко всему, мне не совсем понятна причина ухода приемника в фаилсейв от статики. То что я написал выше - есть только мое предположение.
Если предположить, что происходит разряд в виде микромолнии, то широкополосная помеха, мне кажется так влиять не должна. А тут получается, что приемник как-бы перегружается (процессор зависает). Вероятно потом у процессора срабатывает внутренний вочдог. Т.е причина вроде ясна, но детально и точно объяснить ее у меня не получается. Доказательств которые можно пощупать нет! Как мне кажется, что-то связано еще и с большой напряженностью поля, во время разряда. Расстояния не большие, а напряжения ого-го.

[AlexSr]

Правильно - заземление, это когда заряд уходит в землю  через контур заземления скажем на здании. Всё остальное, уравнивание потенциалов. И в нашем случае - именно потенциалов, а не токов. Потому так и не существенно - наличие сопротивления.

Специально его ставить я естественно не призываю! (хотя, можно соеденить + и - источника напряжения через высокоомный резистор, или выводы питания, скажем на длинных проводах серв, что бы заряд побежал через него, а не схему.)
Но, обращаю внимание на то, что допустимо наличие (скажем так: технологического) сопротивления в цепи. В частности, борьба со статикой может в себя включать обработку ремня специальными спреями/жидкостями предназначенными для этого.
Источники статики в основном: ремень, пластиковые шестерни, пластиковые лопасти.
Статика образуется на не проводящих в нормальном состоянии материалах (краска на алюминиевом крыле, оксидная плёнка). Если им "добавить" проводимости обработав соответствующим образом (к примеру: на шестерне делаем по краю, по плоской стороне, сплошную дорожку мягким карандашом), то и статика накапливаться(образовываться) не будет.
Не будет она образовываться и при высокой (вышее 85%) влажности воздуха.

Вообще, очень полезно понимать механизмы/причины чего - либо. Тогда и методы борьбы становятся очевидны!

Воздействие статики на микросхемы/электронику осуществляется двумя путями:

1 - "молния" в стороне - импульс очень широкополосного излучения, короткий по времени, но значительный по амплитуде. Наводит на проводниках/антеннах/ножках м.с. и прочем соответствующий импульс напряжения/тока. Проще говоря - помеха.
2 - непосредственный локальный "пробой" статического электричества, через кристалл. По скольку заранее сказать как потечёт статический заряд нельзя (проводимость любой поверхности определяется множеством факторов), то такой пробой возникает когда заряд находит "короткую" дорогу через одну/несколько ног нашей м.с., кристалл и замыкается на "земляную шину".
Может глюкнуть проц/память или ещё что, а может и насовсем выйти из строя. Пробьёт переход в каком то транзюке/диоде и всё, "сливай воду".

В любом случае, эти процессы определяется разностью потенциалов (напряжением). Которое должно быть весьма значительное.

По этому, можно бороться с проявлениями статики создавая специально "пробойники" - места, где в первую очередь будет образовываться "молния". Но очень маленькая по размеру и, соответственно, по своей "вредности" для окружения.

При большом сопротивлении металлосвязи мы можем словить такую ситуацию, что заряд будет быстрее накапливаться, чем рассасываться.

Если речь о десятках-сотнях МегоОм, то - да. Иначе - нет. Да и при почти полной электро-изоляции, между двумя металлическими частями - будет локальный пробой. Всё дело в расстоянии. Чем оно меньше - тем при меньшем напряжении наступит пробой и с меньшей энергией. Вообще, статическое электричество накапливается и распространяется по поверхности проводника! Этим оно отличается от "обычного" электричества, текущего в сечении проводника. Похоже на то, как ВЧ волны распространяются в скин-слое, не заходя в глубь.

Но не смотря на всё, что я написал выше, ещё раз повторю! Заземляться НАДО ОБЯЗАТЕЛЬНО! 

[vitkor]

По наличию сопротивления связи у нас с Вами разногласия.  Во-первых, мы не знаем, с какой скоростью накапливается статический потенциал. И с какой скоростью он будет уравниваться. Для этого, я предлагаю максимально снижать сопротивление всех связей. И не в коем случае не рекомендую использовать раму как проводник, та как ее и саму нужно заземлять (если карбон). Во-вторых, к сопротивлению заземления всегда очень жесткие требования, и не только к тому, что выравнивает потенциал (защитное), но и к контурам в частности. Те самые по-моему 4 Ома.
В третьих, там где есть разность потенциалов, там есть/будет и ток. Та самая микромолния. Или просто стекание заряда через воздух. Не думаю, что могут возникнуть молнии между ножками процессора. Но какие-то паразитные токи могут быть.

То, что Вы написали про воздействие статики на микросхемы – все верно. Всем запомнить! :ура: Но к сожалению, только отчасти объясняет нашего Барабашку. В принципе для многих больше и не надо. Опытным (дорогим путем) найдены места, которые наиболее опасны. Но, боюсь, не для всех моделей может быть справедливо. Надеюсь, что будет необходимо и достаточно.

Но какие бы разногласия не были, согласие есть в одном и самом важном:
Заземляться надо!

To all
Можно попробовать проделать простой опыт. Взять электрофорную машину (у меня нет), расположить в полуметре от нее приемник с сервой. Суть проста. Вращая машину, мы получаем те самые микромолнии, и смотрим воздействие их на приемник. Если падает в фаилсейв, то молния влияет на прием, и возможно наводки от самого импульса молнии через антенну. Если же все будет работать, то причина на вертолете  видимо в другом. Статика воздействует как-то по другому. Например, напрямую на процессор приемника. Ну это, если кому нефиг будет делать.

[Anton_vrn]

Есть еще сервы и гироскоп со своими процессорами...