Aufgrund der Berichte über fehl-funktionierende Touch-Tasten im NK3A mini wollte ich mir ansehen, wie es um die Robustheit bestellt ist.
Laut verfügbarem Schaltplan [1] scheint die metallische Touch-Taste direkt mit einem Pin des Controllers verbunden zu sein. Und dieser Pin scheint in der Firmware auf Aktiv-High (3,3 V) gesetzt zu werden, solange keine Berührung abgefragt wird [2,3].
Ist der Pin intern, d.h. im Controller, gegen Kurzschluss geschützt? Oder muss ich als Nutzer des Nitrokeys 3A mini aufpassen, dass der Metallkontakt der Touch-Taste nie ihn Berührung mit anderen Metallteilen kommt, die geerdet sein könnten? Denn damit würde ich den Pin des Controllers ggf. kurzschließen.
Eine Messung: Wie erwartet ist die “Metallzunge” des Nitrokey 3A Mini auf 3,3 V gegenüber dem Gehäuse des Rechners. Und – über einen Widerstand, um weder meinen Rechner noch meinen Nitrokey zu beschädigen – fließt durchaus ein erheblicher Strom von ca. 6 mA.
Das unterstreicht meine Frage: Wie ist der Touch-”Button” des NK3A Mini gegen Kurzschlüsse gegen das Rechnergehäuse oder andere (geerdete) Metallteile geschützt? Liest hier jemand von Nitrokey mit?
Der GPIO Pin am NRF52840 is auf push-pull konfiguriert - laut den GPIO specs vom Mikrokontroller kann der GPIO dann bis zu 14mA treiben - bei VDD ~3V3. Grundsätzlich ist alles an einem USB Port bei grob 2,5W Maximum, dadurch dass 0.5A bei 5V getrieben werden können. d.h. bei den gemessenen <6mA und 3V3, sind das kleiner als 20mW - das erscheint mir doch nicht so wirklich eine “erhebliche” Leistung, das ist <1% von dem was der Port bereitsstellen kann.
Der Kurzschlußstrom wird wohl wahrscheinlich bei 14mA liegen, zumindest ist das spezifiziert für die GPIOs per Datenblatt - persönlich sehe ich das nicht so richtig problematisch - bin mir auch ziemlich sicher, dass die 14mA den Mikrokontroller selbst im Kurzschlussfall nicht toasten wird - aber wenn du Vorschläge hast wie wir das verbessern können (und in welchem Fall das konkret Probleme machen könnte), dann nehmen wir das gerne mit.
Die Angabe zum Kurzschlussstrom 14 mA habe ich im Datenblatt des nRF52 nicht gefunden. Vermutlich hat Nitrokey aber als Kunde von Nordic Semi ein vollständigeres Datenblatt als das öffentlich verfügbare. Ist darin denn angegeben, dass der Kurzschlussstrom dauerhaft ausgehalten wird? Ich arbeite mit Mikrocontrollern (allerdings in safety-kritischen Anwendungen) und dort ist für GPIOs spezifiziert, ob sie dauerhaft kurzschlussfest sind und falls nicht, auf welchen Wert man den Strom im Fehlerfall z.B. durch einen Serienwiderstand begrenzen muss. Gibt es diese Angaben für den nRF52?
Über eine Beschädigung des USB-Ports mache ich mir bei den Strömen übrigens auch keine Gedanken, zumal diese auch vom Rechner gegen Überstrom geschützt sind.
