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接地线

 模型飞机需要接地吗? 为什么?

    大部分人对接地的意义一知半解,即使是一些资深电子工程师,也是不懂的居多,或不重视的居多。
    遥控模型界迄今也没有看过真懂的人以中文发言过,为免不懂的人装懂,害死大家,所以我想稍微科普一下,消除电子文盲。

一般电子设备接地目的有三。
     1.减少EMI 干扰 
     2.增强EMC 能力  
     3.减少静电干扰。
EMI EMC 的原理较深,不容易用几句话谈清楚,麻瓜看到一半会睡著,所以这次先不谈。以后若点讚人数过百时再来写。

今天先来谈较容易懂的静电干扰问题。
    真实或模型飞机都一样,飞机飞行时与空气高速磨擦,机上的电子设备、机身、主翼、尾翼、大齿盘、等独立绝缘零件也会因高速旋转而产生静电。它的电压可以达数万,数十万,甚至上百万伏特。由于空气每公分只可挡1万伏特,所以互相绝缘之零件间就会互相喷出火花。这些静电压产生之电流、火花热量及电磁波,会经由异想不到之路经影响电子电路,使其误动作。火花产生之电磁波也会干扰通讯设备,例如遥控接收机,使真机或遥控模型失控。

    要消除静电,就要将所有独立绝缘之零件接地,可是飞机飞在空中,无地可接,无法将静电放入大地,所以只能以法拉第笼理论,将所有独立之零件以电线相接使其静电压等位。

    也就是说,如果马达、电变、接收机、陀螺、电池算一组,机身算一组(所有碳纤或金属),主桨算一组,尾桨一组,有绝缘之尾轴算一组,大齿盘也是一组。

    这5-6件互相绝缘之零件若在乾燥空气中飞行,就会各自产生不同正负静电压。累积超过数万伏特后就会开始互相放电。干扰接收机、电子陀螺及电变之运作。理论上只要将这些零件互相用电线连接,电荷可以互相流动,电压就会互相统一,形成法拉第笼,也就是当大家都一样是10万伏特时,互相电位差是"零" 就不会互相放电。

    但是飞机、直升机降落后,所有零件也会立即分别向大地放电,人若太快靠近,也会向操作人员强烈放电,打坏其手机,遥控器。以致让人觉得为何明明飞得好好的,降落后却发现电变、陀螺仪突然坏了。

怎么办!
    一般最直觉的方法是由机身金属螺丝,接一条线到电池负极。但是这个看似聪明的方法其实是错的,因为它潜藏很大危机。只要伺服器带正电的电线破皮接触机身就会产生很高电流烧坏电子设备。万一电池正极误触机身金属部分,就会产生强大电流及爆炸性火花,溶解电线。所以用电线接地是错的。

那要怎么办呢? 有正确方法吗?

    正确的方法是用一颗1M Ohm 电阻并联一颗100PF 陶质电容。将机身与电池正极或负极连接,看哪一边好接。(因静电动辄数万伏,电池的12-48-100伏相对毫不重要)。至于1 M Ohm 电阻旁为何要併联100PF电容,我会在以后的 EMC EMI 篇说明。
    其他4-5组零件 (主桨、尾桨、主齿盘,因为本身就是绝缘物,根本无法接电线、电阻、电容),如果怀疑它的静电会干扰、打坏电子设备,可以用抗静电喷剂,它的原理是产生10-100 M Ohm 低电阻,供静电流动,使电荷自动取得平衡,如果一时没有淮备抗静电喷剂,可用自来水加0.1%盐代替。但可别喷在会生鏽的零件上,例如轴承,铁螺丝。(如果连水也没有,可以用尿代替)

    干燥气候时飞机降落时应选草地、湿土、水泥、木质地,切勿降在绝缘塑胶或金属板上,一个会使静电无法慢慢释放,(以致大量喷到第一次摸他的人,例如主人),一个会使静电突然释放以致烧坏电子设备。

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