Uno de los aspectos menos enfatizados pero más importantes del diseño electrónico son los eventos de descarga electrostática (ESD). Si bien gran parte de la prevención de ESD depende de cómo un ingeniero diseñe un circuito, es decir, agregue la protección ESD adecuada, otro aspecto vital de la prevención de ESD ocurre en las etapas de fabricación y ensamblaje.

Hoy, Iona Tech, una empresa emergente con sede en Colorado, anunció el lanzamiento del «primer monitor de tensión corporal portátil inalámbrico del mundo».

Banda StatIQ. Imagen utilizada cortesía de Iona Tech

Usada en la parte superior del brazo en un factor de forma más pequeño y liviano que una baraja de cartas, la banda StatIQ mide continuamente el voltaje del cuerpo y activa una alarma cuando un usuario descarga electricidad estática de su cuerpo o cuando se excede un nivel preestablecido. Con capacidades de Bluetooth y Wi-Fi, el dispositivo puede conectarse a un teléfono inteligente para mostrar la tensión corporal del usuario en tiempo real.

All About Circuits mantuvo correspondencia con Jonathan Tapson, CTO de Iona Tech, para recopilar más detalles exclusivos sobre el nuevo monitor.

Eventos ESD en electrónica

Los eventos de ESD a menudo ocurren debido a la acumulación de electricidad estática cuando dos materiales diferentes se tocan y luego se separan. Este evento se rige por un proceso llamado carga triboeléctrica, en el que un objeto gana electrones y se carga negativamente, mientras que el otro objeto pierde electrones y se carga positivamente. Si una de estas entidades cargadas interactúa más tarde con otro objeto conductor, como una herramienta de metal o un componente electrónico, la carga puede moverse de un objeto a otro, lo que lleva a un evento de ESD.

La carga triboeléctrica es la fuente de muchos eventos de ESD. Imagen utilizada cortesía de Flowcrete

En la industria de fabricación de productos electrónicos, los eventos de ESD son particularmente relevantes porque muchos componentes electrónicos son extremadamente sensibles a las descargas electrostáticas. Incluso un evento de ESD pequeño, que puede no ser perceptible para un ser humano, puede causar daños significativos a estos componentes. Este daño puede causar una falla inmediata del dispositivo o puede debilitar el componente y hacer que falle prematuramente después de instalarlo en un dispositivo (una falla latente).

Para evitar eventos de ESD, los fabricantes de productos electrónicos usan una variedad de medidas de control de ESD: sus trabajadores usan correas de conexión a tierra para evitar la acumulación de electricidad estática, usan materiales antiestáticos para las superficies de trabajo y el empaque, y mantienen un ambiente controlado con un nivel adecuado de humedad para reducir la acumulación de electricidad estática. arriba.

StatIQ – un nuevo tipo de monitor ESD

Hoy, Iona Tech anunció el lanzamiento de un monitor de voltaje corporal inalámbrico para detectar y prevenir eventos de ESD. El nuevo dispositivo tiene como objetivo prevenir el daño causado por eventos de ESD al monitorear el voltaje corporal del usuario. El monitor detecta cuando se acumula una gran carga, lo que indica que un evento es inminente, o cuando el voltaje del cuerpo cae significativamente, lo que indica que ya se ha producido un evento de ESD.

Uno de los puntos fuertes de StatIQ es su capacidad para funcionar de forma inalámbrica y sin un punto de referencia terrestre.

«Funciona mejor cuando se usa contra la piel o sobre una prenda conductora o disipadora, como una bata o camisa que cumpla con ESD. Funciona con precisión reducida (+/-100 V) en comparación con las telas de algodón», señaló Tapson.

La física detrás del sistema StatIQ. Imagen utilizada cortesía de Iona Tech

A diferencia del monitoreo de voltaje corporal tradicional, que mide el voltaje corporal directamente utilizando una ubicación GND neutra como referencia, StatIQ determina el voltaje corporal en función del campo eléctrico del cuerpo. Cuando la superficie de la piel desarrolla una carga, también produce un campo eléctrico proporcional a la densidad de carga. El dispositivo puede estimar la carga de todo el cuerpo en función de la densidad de carga. Conociendo la capacidad del cuerpo humano, es posible calcular el voltaje total del cuerpo.

“Un ser humano típicamente tiene una capacidad eléctrica de 220 pF. Cuando adquirimos carga (arrastrando los pies u otra acción triboeléctrica), nuestro voltaje aumenta. También generamos un campo eléctrico que, según la ley de Gauss, es perpendicular a nuestra superficie conductora y proporcional a nuestra densidad de carga”, explica Tapson.

«StatIQ Band mide el campo eléctrico perpendicular a nuestra piel, lo que nos permite estimar la densidad de carga de la piel y, por lo tanto, la carga total del cuerpo y, por lo tanto, el voltaje».

¿Una solución a los daños electrónicos causados ​​por descargas electrostáticas?

Algunos informes estiman que la industria de fabricación de productos electrónicos pierde hasta $ 5 mil millones al año debido a eventos de ESD. Con este nuevo dispositivo, IONA Tech ha creado una forma de medir el voltaje corporal sin necesidad de cableado voluminoso y torpe. También es muy preciso.

“No obtenemos más de +/- 10 % de variación en una amplia variedad de formas y tamaños corporales de adultos”, dijo Tapson.

Usuario que lleva una banda StatIQ en la parte superior del brazo. Imagen utilizada cortesía de Iona Tech

El dispositivo funciona hasta 18 horas con una batería LiPo recargable y se recarga a través de USB-C. Con una frecuencia de muestreo de 1200 muestras por segundo, StatIQ Band tiene el potencial de aumentar el acceso a la protección y prevención de ESD y ahorrar millones a la industria electrónica.