一直認為不能沉下心深入徹底研究某一個專業是這一輩子的缺憾。

高考時，報著長大了有個修電視的手藝能賺錢養家糊口的樸素想法報考時電子專業。

上了大學之后，雖然非常喜歡電子、電路以及編程，但是又對物理充滿了好奇和興趣。

自以為憑著滿腔的興趣能在物理上有所作為，憑著大學的成績免考轉去研究了理論物理。

深入之后，才發現跟理想相去甚遠，又重拾了老本行去研發汽車電子。

再往后，因各種機緣巧合淪為了碼農，在電子設計、嵌入式開發、服務器開發、前端開發等上面踟躕前行。

涉獵很廣，但都淺嘗輒止，甚是遺憾。

言歸正傳，不久前，國外的客戶找到了我，提了一個需求“他們的設備通過某一個接口控制我們的系統”。

我研究了一下，給他們提供了一個方案。我們有一個設備經過簡單的IO改動可以提供UART接口給他們對接。將方案整理給他們，與之探討并得到他們的認可。

于是，按部就班地設計協議，修改程序，并手工修改硬件，制作了幾臺樣機給他們測試。

經過測試，所有的需求都得以實現，客戶非常滿意。

準備開始正式修改硬件，我又認真審核了一下方案，發現有兩個問題：

系統漏電流

我們的系統采用橋式整流電路實現了無極性輸入的功能，系統上的設備由系統電源統一供電。

因為無極性輸入的功能，所有設備都是浮地的。

當系統上只有一個電源供電時，如果這個電源滿足安規要求，其漏電流足夠小，不足對用戶的安全造成威脅，甚至不會被感知，也就是當人觸碰到系統上的某一個設備時，不會有觸電的感覺。

但是，后來設計的設備提供了單獨供電的接口。

當這類設備安裝系統上后被采用其它電源單獨供電，那整個系統就不止一個系統電源，而還有許多個給設備單獨供電的電源。多個電源的漏電流匯集在一起，當用戶觸碰到系統中的某個設備時，匯集的漏電流會流過人體，對人體安全造成威脅。

多個電源的漏電流對人體造成安全威脅

所幸系統的所有設備的外殼都沒有用戶可以觸碰到的金屬部件。

而這次提供給客戶的方面是設備的UART接口未經光耦的隔離連接到用戶的設備。

兩個設備的地是相互連上的一起的，這就意味著，n個電源匯集而來的漏電流可以流到客戶的設備；

可能有幾種情況，

如果客戶的設備跟我們的設備一樣沒有有可能被用戶碰撞的金屬部件，則不會有安全隱患。

而如果有可被觸碰到的金屬部件，當被觸碰時，用戶就會有觸電的感覺，甚至有安全威脅。

如果用戶設備的外殼有接到大地，漏電流通過接地線流入大地，外殼與大地沒有電勢差，則也不會有觸電的危險。

兩個設備不是同時上電的問題

由于我們的設備和客戶的設備不是由同一個電源供電，所以無法做到兩個電源同時上電。

那么在兩個設備的芯片與電源之間會形成潛通路：

未同時上電的兩個芯片所形成的潛通路

上圖所示，已上電設備將TX口設置為強推挽輸出，該輸出電流通過限流電流再經過未上電芯片的內部保護二極管，流入到電源，而電源一般會并接容量比較大的電解電容。

此時，相當于通過兩個芯片的IO以及了限流電阻向大電解電容充電。

如果限流電阻很小，甚至沒有限流電阻，則相當于io口的輸出直接短路到地。

極大可能燒毀兩個芯片。

當兩個芯片的IO連接在一起時，如果這兩個芯片不是由同一個電源供電，則一定要深入分析不同時上電的問題，在兩個IO口之間根據通信的波特率等接入合適阻值的限流電阻。

在芯片將IO口初始化為輸出狀態時，視情況做一些延時。

想到這，我趕緊跟客戶發送郵件確認其設備的接地問題，

同時跟負責硬件的同時確認限流電阻的問題。

項目到了關鍵時間節點，不允許再做大的改動，我后悔在提供方案之時，沒有想到這兩個問題。

這也是我沒有沉浸在硬件這一行所致，所以不禁發出開關的一番感慨。

來源：物聯網全棧開發

審核編輯：湯梓紅