Згорів Lan-порт, чому і хто винен?

Більшість з нас поняття не має про значення цього словосполучення і тим не менше живе спокійно. Але якщо ви купили обладнання Ubiquiti, то вас вже не можна віднести до більшості. Ви стаєте частиною команди професіоналів, яка має чітко поставлені цілі та знає прямий шлях до їх досягнення. Тепер вам необхідно почати розбиратися в фізичних процесах, що відбуваються з вашим обладнанням, використовувати їх у своїх інтересах, отримувати від цього вигоду.
Електростатичний розряд (ElectroStatic Discharge) - ESD, є згубним для сучасної електроніки.

ESD це мініатюрна блискавка, проскакує між поверхнями з різним рівнем електричного потенціалу. Як і будь-яка блискавка в нашому світі, ESD - це така ж згубна блискавка в мікросвіті. Сучасна електроніка настільки мініатюрна, що навіть невеликий електростатичний розряд випалює електронні елементи в дим. А якщо і не цілком, то в будь-якому випадку далі деградація параметрів неминуче призведе до виходу приладу з ладу.
Можливо не всі знають, але вже давно існує теоретичне обґрунтування процесів, що відбуваються, математичні і електричні моделі процесу ESD, рекомендації до захисту від різних видів мікро-блискавок. Читайте опису цих моделей далі і будьте готові зустріти їх вплив на практиці.

Причина №1: Людське тіло

Ми не дарма ставимо цю причину на перше місце. Переважна більшість вигоряння сучасних мікросхем відбувається через невігластво їх господарів. З курсу шкільної фізики ми повинні знати, що наше тіло є якоюсь подобою електричного конденсатора. Воно має площу з різними структурами поверхонь, опором, індуктивністю, місткістю. У процесі життєдіяльності ми мимоволі заряджаємо та розряджаємо навколишні предмети. Іноді це помітно, іноді ні. Накопиченої на наших пальцях електрики цілком вистачає для вбивства крихітних транзисторів всередині мікросхем. Вимірювання в лабораторії показують, що напруга розряду між тілом людини і заземленими деталями легко досягає 4 кіловольт, а місткість нашого конденсатора становить близько 500 пФ, що дозволяє "вбивати і випалювати" мікроелементи всередині корпусу мікросхеми в момент його торкання. І хоча цей розряд триває десяті частки наносекунд, повірте, цього цілком достатньо.

Рекомендація №1.

Перед будь-якими роботами з електронними приладами необхідно вжити заходів до зняття статичної електрики з вашого тіла. Це повинні бути заземлювальні браслети, металізовані рукавички, одяг для професіоналів, яка має чітко поставлені цілі та знає прямий шлях до їх досягнення. Тепер вам необхідно почати розбиратися в фізичних процесах, що відбуваються з вашим обладнанням, використовувати їх у своїх інтересах, отримувати від цього вигоду.

Причина №2: Механічна модель

В цілому, ця модель аналогічна попередній з тією лише різницею, що різниця потенціалів виникає не внаслідок життєдіяльності людини, а внаслідок механічного тертя різних поверхонь, які утворюють навколо нас. Стосовно до нашого випадку - це наприклад тертя незакріпленого кабелю зниження об дах, перенесення приладів в упаковці, що електризується та подальший монтаж, протягування кабелю руками в рукавичках і т.п. Можливо, не всі приймають такі причини серйозно, але для певних регіонів цілком відчутними джерелами статичної електрики на вуличних приладах виступають запилене повітря - тертя частинок пилу легко і просто електризує пластикові поверхні. Те саме можна сказати і до снігових зарядів, до дощових крапель, особливо в грозу.

Рекомендація №2.

Як і в попередньому випадку - вживати заходів до зняття статичної електрики з корпусів приладів і навколишніх предметів перед монтажем будь-якого обладнання і в процесі експлуатації. Ретельно заземлювати корпуса всіх що беруть участь у взаємодії пристроїв. Стежити за винятком самої можливості електризації будь-яких елементів конструкції, приладів, кріплення.

Причина №3: Модель зарядженого пристрою

Маючи справу з електричними приладами, ніколи не треба скидати з рахунків електромагнітні процеси, що відбуваються між елементами або всередині конструктивів елементної бази. Іншими словами, навколо котушок індуктивності неминуче виникають змінні електромагнітні поля, навколо конденсаторів - поля постійної електромагнітної напруженості, імпульсні діоди створюють вібраційні поля, що працюють мікросхеми створюють поля, розподілені по чималій площі. Додайте сюди ємністні здатності звичайних на перший погляд ізольованих провідників, що з'єднують елементи монтажу, внутрішні пластикові поверхні корпусу, шини харчування і вихідні каскади.
Не важко уявити собі ситуацію, коли всі ці поля почнуть взаємодіяти між собою. Вони можуть, як взаємно знищитися, так і скластися! В результаті ESD може виникнути всередині самого пристрою між робочими елементами, що не проявляючись зовні. Тільки з плином часу стане ясно, що прилад перестав функціонувати штатно, або зовсім відмовив.

Рекомендація №3.

Перед масовим виробництвом споживчого обладнання, будь-який розробник проводить тести. Отримання сертифіката РЄ (Consumer Electronics) передбачає відсутність можливості виникнення умов для електромагнітного розряду всередині пристрою, при дотриманні споживачем зазначених умов експлуатації! Будь ласка, використовуйте куплене вами пристрій тільки в рекомендованих виробником умовах навколишнього середовища. Інакше буде біда.

Причина №4: Модель зарядженого кабелю

Всі ми по багато разів підключали одні свої пристрої до інших різними кабелями. Але мало хто розуміє, що частою причиною вигоряння вхідних каскадів обладнання є з'єднання контактів з кабелем. Місткість вашого зазвичай лежачого на столі десятиметрового кабелю становить близько 100 пФ і може викликати електростатичний розряд напругою до 1 кВ. При цьому розсіюється близько 500 мкВт енергії, що у багато разів більше, ніж в описаних вище моделях. Розрядний струм, що протікає через з'єднання зарядженого кабелю і контакти вхідних ланцюгів приладу, нерідко досягає 10 А. Задумайтесь! Ви самі вбиваєте свій пристрій, навіть не почавши його експлуатувати. Величезна блискавка в мікросвіті вашого пристрою випалює все на своєму шляху, не проявляючись зовні. Неможливо уникнути сторонніх наведень у кабелі. Він як вторинна обмотка трансформатора збирає на собі зовнішні електромагнітні поля, радісно віддаючи їх у ваші мікросхеми. Єдина можливість уникнути смерті пристрою на ваших руках - слідувати нашим рекомендаціям.

Рекомендація №4.

Завжди, повторимо ще раз - завжди використовувати екранований Tough Cable при підключенні нових пристроїв до інших. При цьому в обов'язковому порядку повинна дотримуватися технологія підключення: спочатку проводиться надійне заземлення кінців кабелю і тільки потім - комутація. Багато десятків людей байдуже поставилися до цієї рекомендації, а потім не могли знайти причину смерті своїх залозок. Не будьте схожі на них, використовуйте рекомендації фахівців. Ми працюємо для вашого блага.

Причина №5: Модель імпульсу лини передач

Розглянуті вище моделі припускаю виникнення неприємних впливів із зовнішнього стосовно вашого пристрою боку. Ми готові захищатися від блискавок, атак ворогів, хуртовин та бурани. Однак ніхто з нас не чекає удару ножем в спину. Це висловлюючись образно. Іншими словами ми звикли завжди сліпо довіряти побутовій розетці змінного струму, що стирчить зі стіни нашого будинку або офісу. Чомусь всі впевнені, що там тільки 220 Вольт. Іноді це так. Але іноді, в найнесподіваніший момент, відбувається перекіс фаз на генераторі, відмикається нульовий провід, підключається потужне індуктивна навантаження або вимикається сусідська мікрохвильовка, гримить грім і виблискують блискавки за багато кілометрів від вас. Все це призводить не тільки до стрибка напруги у вашій фазі.

Рекомендація №5.

Ніколи не довіряйте публічним лініям передач. Вони підступні і непередбачувані. Ваш власний мережевий фільтр в парі з резервним UPS забезпечать набагато більший термін життя дорогого обладнання, ніж це відбувається у безтурботних власників.

У цьому матеріалі ми спробували донести до вас думку про те, що не все так просто в нашому світі. Покладатися на  "ану ж" можуть тільки ті, хто не несе ніякої відповідальності за безперебійну роботу побудованих  мереж. Хто може купувати нове і нове обладнання, витрачати купу часу на його монтаж та налагодження. Для всіх інших має стати очевидним, що тільки дотримання рекомендацій є запорукою успішного і довгострокового користування пристроєм.