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热熔胶会造成短路吗?

时间:2018-09-24 作者:Max Maxfield,EEWeb主编 阅读:
我刚把热熔胶挤到通电的LED上,它马上就坏了…这到底是ESD引起的,还是因为液态热熔胶导电而引起了短路?

几天前,我的“桃花运势预测引擎”(Inamorata Prognostication Engine)项目遇到了一些麻烦,我本来该将电子设备和显示器装到主控板上了,上方大图是面板上半部的正面图(无旋钮、开关、按键和拨号盘)。(编按:作者从2013年就曾在EE Times的博客文章中介绍的一个DIY计划,作品会是一个像是西洋骨董家具、可以显示时间日期还能测“心情”的有趣装置;外观参考下图。)
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“桃花运势预测引擎”(Inamorata Prognostication Engine)
(来源:Max Maxfield)

面板上的一个个白点是直径5mm的仿珍珠母盘;实际上它们是镶嵌在吉他琴颈上琴格之间用以标记指位的琴徽(Pearloid Dots),每个点后面都有一个孔,每个孔后面都是一个Adafruit出品的NeoPixel三色LED。要特别注意由16个点组成的那五个圈,它们最后将装上电位计,实现电动化,由人或机器来操控;我的想法是在每个零件后面装一个Adafruit的16-LED NeoPixel环,如下图。
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16-LED NeoPixel环
(来源:Adafruit)

每个NeoPixel都有四个接脚:0V、5V、Data-in、Data-out。环上的NeoPixel以菊花链形式连接,这样就可以用微控制器中的一个接脚(在本例中为Arduino Mega)来控制那16颗LED。需要注意的一点是,0V、5V和Data-in信号在环上的不同点接入,也就是说,它们并没有围绕单一个NeoPixel;如下图所示。
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0V、5V和Data-in信号是分开的
(来源:Max Maxfield)

OK…如果你看懂了上面的图,也从中了解所有可能的信息,我们再一起看看安装在夹具中的主控板背面;整套零件最终会装进“预测引擎”的外壳,但现在它还在我的餐桌上。我老婆(可爱的Gina)一直暗示她希望我快点完成这个案子,这样她的餐厅才能恢复原状。
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主控板背面
(来源:Max Maxfield)

也许不太容易看清楚…那5个NeoPixel环就挂在上图右侧的灰在线;在黏到面板上之前,我先将它们分散开,因此它们没有碰到任何东西(彼此之间也没接触),然后再通电确保它们正常运作。我做过的事情只有一个个它们点亮,并让它们一直亮着。我儿子Joseph坐在我桌子的另一侧充当“监察员”,当我把最上面的环放到面板上,慢慢调整其位置,直到NeoPixel与相对应的孔和点完全对齐,再涂上一点热熔胶将环固定到面板上。
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这是我的热熔胶枪
(来源:Max Maxfield)

是的,谢谢你可能本来想提醒我的,现在我知道热熔胶没办法沾在冰冷的黄铜上;我在这里遇到的问题是,只要我在环上的Data-in接脚信号抵达的那个点周围涂上热熔胶,Joseph就报告说链中的第一个NeoPixel LED (他最关心的最顶部的那个LED)灭了。直到我关闭电源,环上的其他LED还一直亮着;可是当我关闭又重新开启电源时,发现所有的LED都不会亮了;环上的所有LED是以菊花链形式连结,这意味着一颗LED已经在某种程度上被损坏了。

我能想到的两种可能的原因是短路或静电问题;一开始,我忽略了ESD因素,因为设备是放在防静电垫上的,我也戴着防静电腕带,而且所有电缆都有屏蔽(这解释了为何我花那么长时间布线)。而让我深受打击的是,这是我第一次在NeoPixel通电的情况下使用热熔胶枪;这让我很想知道,热熔胶在液态下是否会导电?

第二天,我问隔壁人称“学问小胡子”的Ivan对这件事的看法,他说他相信温度非常非常高的热熔胶的电阻仍然超级高,而且他们一直都在通电的电路上使用热熔胶,从来没遇到任何问题。不过Ivan也说,如果热熔胶棒内有脏东西,有可能降低熔胶电阻。

于是首先我们测量了热熔胶枪的金属尖到两线插头的火线和零线端子电阻,两者电阻都无限大;接下来,将热熔胶加热并测量其电阻(还是无限大);然后,重新测量火线和零线端子的电阻(一样无限大)。接着在热熔胶枪仍全速运转时,我们检查尖端到插头的零线端子是否有任何AC电压分量(没有);最后按压热熔胶枪板机挤出更多热熔胶,看有没有任何直流分量(也是没有)。

现在看来,可能是我的热熔胶枪尖端不小心将Data-in信号短路为0V (或5V),但Data-in信号是在0V和5V之间摆动,我不明白这为什么会造成问题。所以,我还得回去研究一下是否与ESD有关。而说到这,现在我为了让自己安心,在使用热熔胶之前都会把所有电源关闭…请问亲爱的读者们对此有何看法?你认为我是不是漏掉了什么因素?

编按:原文刊登于ASPENCORE旗下EEWeb网站,Jenny Liao/EDN China编译

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