Изучив различные схемы управления реле через Arduino, я заметил, что большую часть времени транзисторы используются для переключения отдельного источника питания в катушку реле, а не для непосредственного питания реле 5-вольтным выходом от I. / O булавка Arduino. Например, у меня 5-вольтовое реле DPDT, а также небольшой двигатель постоянного тока. Я хочу управлять обоими напрямую от моего Arduino UNO (клон SMD) с процессором Atmel328? Было бы целесообразно продолжить?
Если нет (скорее всего):
Может ли кто-нибудь дать подробное объяснение и, возможно, важные предостережения относительно текущих ограничений и прочего?
Как можно контролировать такие компоненты, не рискуя Arduino? Каковы некоторые общие средства для достижения этой цели?
Какие другие устройства могут аналогичным образом повредить плату Arduino (или любой микроконтроллер)?
Я просто новичок, который хочет быть очень осторожным. Спасибо.
источник
Ответы:
Выводы процессора имеют строго ограниченные возможности привода.
Некоторые процессоры будут выдавать только несколько мА, а максимум, который вы обычно получаете официально, находится в диапазоне от 20 до 30 мА.
Обычно для процессора существует ограничение общего тока, и только несколько контактов могут одновременно обеспечивать пиковый ток.
Выводы процессора имеют значительное эффективное сопротивление, и высокое напряжение будет «падать» при увеличении тока, а низкое напряжение будет расти при увеличении нагрузки. Штыри МОГУТ быть специфичными с максимальным током короткого замыкания, но в этот момент высокий вывод будет вытянут низким, а низкий - высоким, поэтому ток короткого замыкания имеет ограниченную применимость.
Даже если у вас есть процессор, скажем, 25 мА на каждый контакт, номинальная мощность невелика. 25 мА · 4 В, скажем (падение 1 В на 5 В Vcc) = 100 мВт. Большинству двигателей потребуется больше, и только очень маленькие двигатели будут работать хорошо, если они питаются только от контакта.
Электродвигатели и катушки индуктивности будут генерировать значительно высокие напряжения при прерывании тока - могут легко возникнуть напряжения в десятки вольт и более 100 вольт. Подсоединение двигателя индуктора непосредственно к контакту процессора - это приглашение к разрушению. Мерфи часто обязывает.
Транзистор (биполярный или полевой МОП-транзистор), который будет приводить в движение типичные двигатели хобби, стоит 10 центов (или не требует утилизации оборудования) и позволяет буферизовать и «усиливать» токовый привод порта. Использование транзистора или другого буфера - это очень хорошая идея, если у вас есть один или несколько процессоров, и вы не хотите, чтобы они умирали полуслучайно.
MOSFET Motor Driver - отсюда - раздел 8.
Напряжения и номера деталей для их примера - выберите, чтобы удовлетворить.
Двухполюсник NPN может использоваться с добавлением входного резистора к базе транзистора.
Двунаправленный драйвер - если вы хотите, чтобы драйвер мог управлять высокой и низкой нагрузкой, эта схема будет работать. отсюда
входной шлюз в данном случае является внутренним драйвером процессора. Два вентиля MOSFET подключаются непосредственно к контакту процессора. Vdd обычно должен быть не выше, чем процессор Vmax_drive_out. Чуть выше можно заставить работать с подходящим дизайном. С помощью этой схемы (или аналогичной) можно подключить намного более высокие нагрузки напряжения плюс один дополнительный транзистор.
Буфер, такой как ULN2803 (и другие члены семьи), будет управлять 8 каналами x 500 мА / канал, и несколько могут быть параллельными.
ULN2803 - это 8 транзисторов «Дарлингтона» с эмиттерами, соединенными с общим заземлением, 8 коллекторов с «открытым коллектором» (не подключенных) и 8 диодов с обратной связью для борьбы с скачками перенапряжения (используйте опционально). (Существует семейство ULN280x с немного другими входными характеристиками).
Это устройство обеспечивает недорогие средства для обеспечения драйверов 8 x 500 мА. Нагрузка, подключенная от выхода к V +, включается, когда на входной вывод подается высокий уровень. После того, как вы воспользуетесь одним из них несколько раз, вы обнаружите, что они просты в использовании и очень полезны. (Существует также семейство ULN200x с 7 каналами на пакет).
YouTube "как" видео
Вождение шагового двигателя
Также здесь
Вождение небольших двигателей постоянного тока - и многое другое.
Digikey - при желании можно получить 1, $ 0,72 / 1, $ 0,29, 1000.
Технический паспорт ULN2803
Для продажи в Sparkfun - может быть довольно дешевле, но они доступны
источник
Рекомендуемый выходной сигнал (источник или приемник) от вывода ввода / вывода составляет 20 мА. Абсолютный максимум составляет 40 мА. Ваша катушка реле, вероятно, потребляет больше, чем это, особенно, когда она первоначально заряжается. Это повредит ваш выходной контакт. Тогда это в конечном счете потерпит неудачу.
Нет, не сейчас. :)
Используйте транзисторы или полевые транзисторы.
Все, что превышает максимальные пределы напряжения или тока, как указано в спецификации. В частности, катушки (например, в реле и двигателях) могут иметь высокое обратное напряжение, когда они выключены, поэтому вам необходим демпфирующий диод .
Было бы целесообразно принять во внимание то, что я написал выше, и прочитать множество статей в Интернете о том, как управлять двигателями и реле от Arduino. Вы не первый человек, который пытается это сделать.
источник
Взгляните на простую схему в этом PDF от Arduino Playground. Он показывает один транзистор для управления маленьким реле.
Как говорит Рассел в своем ответе, ULN2803 или аналогичный - это микросхема, которая позволит вам управлять несколькими маленькими реле, что лучше, чем использование нескольких транзисторов, если вы этого хотите.
(Также обратите внимание на диод «D1» в цепи, к которой я подключен - это нужно вам, это для защиты транзистора от возможных повреждений в результате индуктивных пиков, генерируемых при выключении реле. Некоторые из микросхем в стиле ULN имеют этот встроенный диод, вот почему вы не всегда видите это в схемах.)
источник
Чтобы по-настоящему защитить ваш Arduino, стоит надеть на разъем фотоприемник и управлять этим путем. Тогда никакой случайный индуктивный заряд или короткое замыкание не могут повлиять на Arduino.
Их также называют оптоизоляторами или оптопарами.
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=143954.0
источник
Давайте посмотрим, как некоторые основные, они, кажется, являются основой для многих вопросов:
Конденсатор при включении питания потребляет огромное количество тока, которое сужается при зарядке. Эта кривая также называется постоянной времени RC (это близко, но не точно " http://www.electronics-tutorials.ws/rc/rc_1.html " даст лучшее объяснение).
При выключении конденсатор разряжается с экспоненциальной скоростью (постоянная времени RC) в зависимости от значения, напряжения заряда и нагрузки. Это делает их хорошими для удержания питания в течение короткого времени, когда отключается питание.
Индуктор ничего не тянет при первом включении, но ток увеличивается экспоненциально, пока его напряжение не достигнет напряжения питания.
При отключении индуктивного поля в катушке индуктивности происходит коллапс, приводящий к переполюсовке. Напряжение будет расти неограниченно, пока обычно что-то внешне не ограничит его. Чем быстрее он выключен, тем быстрее время нарастания и напряжение. Энергия перестанет течь, когда индуктивный заряд рассеется. Угадайте, куда этот ток уходит, когда индуктивная нагрузка, такая как реле, подключена к выводу порта?
По этой причине вам необходимо поместить диод (обычно называемый диодом с маховым колесом) через индуктивную нагрузку. Google для: «кривая заряда индуктора / конденсатора» вы найдете множество хороших графиков, объясняющих это. Если вы посмотрите на схему, то катод + подключен к самой положительной стороне источника питания. В этой конфигурации он не будет работать, пока напряжение не изменится (когда индуктивная нагрузка отключена).
Другое распространенное заблуждение заключается в том, что вы можете загрузить микропроцессорный ввод / вывод по максимуму. Это плохой дизайн. Они дают вам максимум на вывод, на порт и на чип. При комнатной температуре вам, вероятно, это сойдет с рук на некоторое время.
Предположим, у нас есть порт с нагрузкой 40 мА. Выход составляет 0,005 от шины питания. Используя закон Ома, мы рассеиваем 20 милливатт мощности на один вывод. При такой скорости загрузки устройство не перегревается из-за внутреннего рассеивания мощности.
Когда выходной контакт меняет состояние, он потребляет больше тока, потому что он должен заряжать или разряжать свою внутреннюю и внешнюю емкость, «больше тепла», больше скорости «больше тепла».
Если вы посмотрите, что некоторые характеристики дадут вам максимальную температуру, это для соединения на матрице, а не температуры корпуса. Пластик - плохой проводник, поэтому теплоотводящая упаковка не делает много. Теперь рассмотрим это вместе с температурой окружающей среды. Оценки обычно даются с устройством при 25 ° С, угадайте, что происходит, когда становится теплее.
Радоваться, веселиться,
Гил
источник