Como proteger o microcontrolador de interferências eletromagnéticas

Estou trabalhando com circuito de alta tensão (2,1 kV para teste de capacitor do desfibrilador) e controlando a fonte de alimentação com arduino, lendo as informações necessárias do laptop usando a interface serial. Na maioria das vezes, o circuito funciona bem, mas de vez em quando durante a descarga do capacitor após o teste, o circuito é acionado por si mesmo sem que o operador pressione o botão. Às vezes, também o monitor serial falha. Achei que sim, porque o Linux para de ver a porta USB por um curto período de tempo. O próprio USB reaparece com um nome diferente. Suponho que isso aconteça porque, durante a descarga, o campo eletromagnético induz tensão no meu circuito, então minha pergunta é como proteger meu circuito contra essa influência ou talvez eu esteja totalmente errado sobre o motivo.

O ponto deste teste é medir o tempo de carga do capacitor. O tempo de carga definido como o tempo da energia ligada até o momento em que a corrente fornecida pela fonte de alimentação se aproxima de 0. A conexão de enable1 e enable2 usando o relé habilita a fonte de alimentação, a leitura da corrente fornece informações quando a fonte de alimentação sai aprox. zero Amperes. Durante a descarga, o resistor de descarga é conectado manualmente ao DUT.

Se a maior parte da interferência vier das conexões do circuito (um esquema ajudaria), você pode adicionar indutância às conexões para filtrar o feedback de alta frequência ou tentar isolar o circuito de descarga e o circuito de controle e monitoramento. Adicionar indutância pode ser tão simples quanto enrolar o fio em torno de um cordão de ferrite. Deve-se tomar cuidado para garantir que o feedback seja atenuado o suficiente, sem impedir a operação do circuito (ou seja, tempos de subida mais lentos). O isolamento óptico e físico são métodos comuns de separação de circuitos de alta e baixa tensão. Separar com segurança as áreas pode causar muitos problemas, mas você ainda pode manter os caminhos de retorno de cada circuito separados durante a maior parte da jornada. O caminho de retorno da tensão de pico deve ser desimpedido (menor indutância). Se os esforços de isolamento não fizerem o truque, pode-se diminuir a impedância de entrada das entradas digitais problemáticas usando resistores e capacitores pull-up ou pull-down. O valor do resistor deve ser alto o suficiente para que a operação regular da linha não seja impedida - ou seja, o driver pode suportar essa menor resistência; o capacitor reduz o conteúdo de alta frequência ao solo - comece com 100nF de cerâmica e trabalhe até 10uF, se necessário (tente primeiro sem nada, é claro!). Se a tensão em qualquer ponto exceder o máximo de uma peça, é possível fixá-la abaixo de um valor escolhido usando algo tão simples quanto um diodo zener, embora outro (superior e mais caro) o capacitor reduz o conteúdo de alta frequência ao solo - comece com 100nF de cerâmica e trabalhe até 10uF, se necessário (tente primeiro sem nada, é claro!). Se a tensão em qualquer ponto exceder o máximo de uma peça, é possível fixá-la abaixo de um valor escolhido usando algo tão simples quanto um diodo zener, embora outro (superior e mais caro) o capacitor reduz o conteúdo de alta frequência ao solo - comece com 100nF de cerâmica e trabalhe até 10uF, se necessário (tente primeiro sem nada, é claro!). Se a tensão em qualquer ponto exceder o máximo de uma peça, é possível fixá-la abaixo de um valor escolhido usando algo tão simples quanto um diodo zener, embora outro (superior e mais caro)Os sistemas / peças de TVS estão disponíveis. Isso apenas protege contra danos, no entanto.

Se a maior parte da interferência estiver irradiando das conexões de descarga do capacitor, uma abordagem seria reduzir a radiação na fonte. Suponho que desacelerar ou modificar a taxa de descarga da tampa (TVS) não é uma opção, pois afetaria as medições. A próxima melhor coisa a fazer é reduzir as propriedades de propagação dos fios e traços que alimentam o (s) capacitor (es): minimizar todos os comprimentos de conexão, incluindo o terra, e minimizar as áreas do loop de terra (mantenha o retorno o mais próximo possível do sinal / energia). Obviamente, a distância física entre o controlador e o DUT ajudará.

Não tenho experiência com camadas de blindagem EMI (mu-metal, etc.).

Uma estratégia para pular tudo isso é desligar temporariamente o controlador durante a descarga, algumas centenas de milissegundos, salvando o estado enquanto isso.