Ett bra sätt att få elektronik att överleva i störd miljö börjar med att bygga kretskortet rätt.
Genomtänkta och skilda jordplan för kraft och signal, digital och analog, är det första och kanske svåraste om man inte sysslat med sådant innan.
Det är först när stabila jordplanen finns som man har man något att avkoppla mot, begränsa mot och mäta mot i den mån man gör det.
Utan fungerande jordplan och man får leva med osäkerhet i vad som fungerar eller blir friterat.
Fladdrar jordplan med höga strömmar och transienter så gör allt annat det också.
Många logik-kretsar har inbyggda skyddsdioder även mot för hög positiv spänning men det kan lätt bli fel-tänk:
GKQpe.jpg
Inkommande transienter kan om de är kraftiga nog se till att en MCU får ett par hundra volt i drivspänning via dioden till Vcc och de flesta MCUer är petiga med spänningen.
Därav att zenerdioder är lämpliga att komplettera med innan överspänningar når ingångar på en MCU, om det finns risk får sådant.
Digitala inkommande signaler är enkla att avkoppla frikostigt om det inte är tidskritiska signaler.
För utgående styrsignaler får man tänka igenom hur resulterande strömslingor ser ut. Ska retur-strömmen gå tvärs genom bilen och dela väg med startmotor och annat så så blir det svårt att få stabil funktion.
Avkoppling med RC-kretsar är enkelt och billigt. Ferrit-rör är enkelt att ta udden av värsta MHz-transienterna i bägge riktningarna. Dioder och spolar efter behov.
Varistorer och andra specifika överspännings-skydd är förekommande om man t.ex. mäter direkt på tändstifts-spänniing eller stora relän.
Är man osäker på om ett skydd för en GPIO ska räcka och funktionen är absolut viktig och det är tekniskt svårt att hantera jordplanen så är optokopplare en förhållandevis enkel och välfungerande lösning. Man brukar då även förse kopplaren med en yttre seriell lysdiod så att funktion och status är lätt kontrollerade och gärna optokopplare som gammaldags DIL-kretsar som man socklar för enkelt byte om det varit svåra överspänningar. Optokopplaren måste ha helt olika jordplan på in och utsida för att skyddet ska bli bra.
Dessa olika jordplan, ska sammankopplas till en gemensam jord-potential relativt övrig elektronik i t.ex. en bil eller var nu störkällorna finns, och det på ett väldefinerat sätt. Det ska inte finnas en mängd alternativa jordslingor. En sådan punkt finns redan i de flesta moderna bilar.
För batterdrift gemensam för hela anläggningen typ en bil så kan spänningsförsörjningen vara ett problem, den varierar, kan dippa så att MCU delvis resettar, vad händer då i din design utan watchdog för matningen?
Temperatur och fukt kan också introducera liknande störningar.
Det är egentligen inget komplicerat att bygga något för hög driftsäkerhet om man bara tänker igenom designen och inte tar genvägar.
Skatbon som med nöd fungerar på labbänk fungerar inte bättre i det fria.
Liknande men lite mer utförliga råd och förklaringar:
https://www.protoexpress.com/blog/7-pcb ... mc-issues/