¿Cómo asegurar que mi dispositivo sea seguro para el uso diario?

He preparado una simple luz de despertador. Tiene una fuente de alimentación externa, actualmente clasificada de 7V y 600mA. En su interior tiene Arduino y un montón de LED controlados por un MOSFET.

Funciona bien en este momento, pero me gustaría asegurarme de que no queme mi piso mientras estoy fuera. Hasta ahora he estado pensando en las siguientes características:

• Fusible, clasificado en algún lugar por debajo de la salida máxima de la fuente de alimentación
• Un disipador de calor decente para MOSFET. Se calienta sin pero no me quema el dedo.

¿Algo más a tener en cuenta?

Editar: el dispositivo se usa en un dormitorio. No demasiado gas durante la noche.

Si este fuera un diseño profesional, haría un FMEA , para el Análisis de Modo y Efecto de Falla . Los consultores en traje y corbata le ofrecen costosos talleres de FMEA, pero todo es de sentido común. Echarlo.

Organice una sesión creativa con otras personas además de los diseñadores presentes. Desea pensar en cualquier cosa posible que pueda salir mal con el producto. El diseñador debe estar presente para responder preguntas, pero no es la mejor persona para hacer la evaluación: cada diseñador piensa que su diseño es a prueba de fallas, y los problemas que se pasan por alto durante el diseño también se pasarán por alto durante el FMEA.

Cuando haya enumerado las cosas que pueden salir mal (esa es la parte del modo de falla), agregue columnas para Clasificación de ocurrencia (OR) y Clasificación de gravedad (SR). Qué tan probable es que ocurra la falla y qué tan grave sería si sucediera. Si el resultado de la falla es que las luces en el estudio se apagan, la gravedad es menor (1) que cuando la casa se incendiaría (10). El producto de OR y SR le proporciona un Número de prioridad de riesgo (RPN). Ordene la tabla por RPN, de mayor a menor, y ya sabe qué problemas debe atacar primero.

OK, eso suena complicado y nada divertido. Para un proyecto de pasatiempo que no desea hacer todo eso, puede cambiar mejor su pasatiempo a tejer. Pero el principio permanece: trate de evaluar qué puede salir mal, qué tan malo sería si así fuera y qué puede hacer para evitarlo.

El fusible es una solución simple para muchos problemas posibles, y es por eso que encontrará uno en la mayoría de los productos. El fusible debe ser la primera parte vista desde la red eléctrica. No lo coloque entre la fuente de alimentación y el circuito, ya que no protegerá la fuente de alimentación en sí (a menos que ya tenga un fusible).
Si el calentamiento es un riesgo, puede proporcionar un disipador térmico (que probablemente necesitaría de todos modos para mantener el FET dentro de las especificaciones). Si desea un seguro adicional, agregue un termistor, que utiliza como detector de sobrecalentamiento para apagar (parte del) circuito en caso de sobrecalentamiento. Tenga en cuenta que, por ejemplo, los reguladores de voltaje a menudo tienen protección térmica incorporada, por lo que para aquellos que no necesitan el sensor de temperatura adicional.

Para obtener más información, necesitaremos más detalles sobre el circuito, pero la protección contra sobrecalentamiento y sobrecorriente (cortocircuito) a menudo cubre la mayoría de las fallas críticas.

Cuando diseña hardware personalizado con un suministro de bajo voltaje aprobado por seguridad que está aislado a través de un transformador que solo tiene una capacidad nominal de <5 vatios, el riesgo de seguridad es bastante bajo para el uso del consumidor. Con mayor frecuencia, un diseñador se preocupa por proteger los componentes de fallas, pero es bueno que le preocupe la seguridad personal. Una falla de un componente podría acortar el suministro para el cual debe cumplir con los requisitos de prueba de inflamabilidad para obtener la certificación. Esto puede consistir en protección incorporada, como un "Polyfuse" o resistencia térmica reiniciable, un fusible o simplemente quemar el devanado secundario después de una falla prolongada sin flujo de aire.

En su caso, estaría más preocupado por elegir el suministro adecuado para su carga y no usar más voltaje del que necesita para que la caída en serie no genere un calor excesivo. Los suministros de pared de CC generalmente no están regulados, lo que significa que tienen un voltaje más alto que el especificado hasta que la carga coincida con la corriente nominal. Esto crea más pérdida de V * I en su interruptor LED MOSFET. En lugar de un suministro de 7V 600mA, podría considerar un suministro de 5V 1A o más para controlar más LED en paralelo con menos caída. Un regulador de baja caída o LDO puede o no ser necesario para el Arduino, pero ejecuta los controladores desde la fuente no regulada con filtrado según sea necesario.

Si no hace demasiado calor al tacto, no se preocupe a menos que su cableado LED se cortocircuite. Entonces, para la protección del MOSFET, agregue un fusible reiniciable en serie para la corriente del LED. Estos se pueden agrupar y costar dos bits en pequeñas cantidades.

Ese es el valor de mis dos centavos.