Причины, по которым не удается подключить реле непосредственно от цифрового пика Arduino

Изучив различные схемы управления реле через Arduino, я заметил, что в большинстве случаев транзисторы используются для переключения отдельного источника питания в катушку реле, а не прямого питания реле 5-вольтным выходом от вывода ввода /вывода Arduino. Например, у меня есть 5-вольтное реле DPDT, а также небольшой двигатель постоянного тока. Я хочу вести как прямо из моего Arduino UNO (клон SMD) с помощью процессора Atmel328? Было бы целесообразным продолжить?

Если нет (скорее всего):

  1. Может кто-нибудь дать подробное объяснение и может также важные меры предосторожности по текущим ограничениям и т. д.

  2. Как можно управлять такими компонентами без риска для Arduino? Каковы некоторые общие средства для достижения этого?

  3. Какие другие устройства могут повредить плату Arduino (или любой микроконтроллер) аналогичным образом?

Я просто новичок, который хочет быть очень осторожным. Спасибо.

8 голосов | спросил DorkOrc 20 +03002015-10-20T10:46:43+03:00312015bEurope/MoscowTue, 20 Oct 2015 10:46:43 +0300 2015, 10:46:43

5 ответов


7

Штырьки процессора имеют строго ограниченные возможности текущего привода.

  • Номинальные значения могут различаться в зависимости от того, нужен ли вам высокий или низкий привод.
  • Некоторые процессоры будут поставлять только несколько мА, и большинство из них, как правило, официально получаете, находится в диапазоне от 20 до 30 мА.

  • Обычно существует общий предел тока для процессора, и только несколько контактов могут одновременно обеспечивать пиковый ток.

  • Штыри процессора имеют значительное эффективное сопротивление, и высокое напряжение будет «падать» по мере увеличения тока, и при увеличении нагрузки небольшое напряжение повышается. ПИН МОЖЕТ быть конкретным с максимальным током короткого замыкания, но в этот момент высокий штырь будет вытягиваться на низком уровне, а низкий контакт будет вытягиваться высоко, так что ток короткого замыкания имеет ограниченную применимость.

Даже если вы говорите, что 25 мА на каждый номинальный процессор, доступная мощность мала. 25 mA Â · 4V говорят (падение на 1V на 5V Vcc) = 100 мВт. Большинство двигателей будут принимать более того, и только очень маленькие двигатели будут работать хорошо, когда питаются только штырем.

Электродвигатели и индукторы будут генерировать значительно высокие напряжения, когда ток прерван - напряжения в десятках вольт могут легко возникнуть, и может произойти 100+ вольт. Подключение мотора индуктивности к процессорному штырю напрямую - это приглашение к уничтожению. Мерфи часто обязуется.


Транзистор (биполярный или MOSFET), который будет управлять обычными двигателями хобби, стоит 10 центов (или без утилизированного оборудования) и позволяет буксировать и «усиливать» токовый привод порта. Использование транзистора или другого буфера является очень хорошей идеей, если у вас есть один или несколько процессоров и вы не хотите, чтобы они умирали полуслучайно.

Драйвер двигателя MOSFET - отсюда - раздел 8.

Напряжения и номера деталей для их примера - выберите подходящий.
Биплоар NPN можно использовать с добавлением входного резистора к базе транзисторов.

 введите описание изображения здесь>> </a> </p>

<p> Двунаправленный драйвер - если вы хотите, чтобы водитель мог управлять нагрузкой с высокой и низкой мощностью, эта схема будет работать. <a href= отсюда
Входным затвором в этом случае является внутренний драйвер процессора. Два MOSFET-входа соединяются непосредственно с выводом процессора. Обычно Vdd не должен превышать процессор Vmax_drive_out. Чуть выше можно сделать работу с подходящим дизайном. Гораздо более высокие нагрузки на напряжение могут приводиться в действие этой схемой (или аналогичной) плюс один дополнительный транзистор.

 введите описание изображения здесь>> </a> </p>

<hr>
<p> Буфер, такой как ULN2803 (и другие члены семейства), будет управлять 8 каналами x 500 мА /канал, а несколько могут быть параллельными. </p>

<hr>
<p> A ULN2803 представляет собой по существу 8 x транзисторов «Дарлингтона» с эмиттерами, подключенными к общей земле, 8 x «коллекторы с открытым коллектором» (несвязанные) и 8 обратных диодов для работы с перепадами напряжения (использование необязательно). (Существует семейство ULN280x со слегка отличающимися входными характеристиками). </p>

<p> Это устройство обеспечивает недорогое средство обеспечения 8 x 500 мА драйверов. Нагрузка, подключенная к выходу к V +, включается, когда входной штырь приводится в действие. После того, как вы использовали один раз несколько раз, вы найдете их тривиально простыми в использовании и очень полезными. (Существует также семейство ULN200x с 7 каналами на пакет). </p>

<p> <a href= YouTube «как» видео


Управление шаговым двигателем

 введите описание изображения здесь>> </a> </p>

<p> <a href= Также здесь


Привод небольших двигателей постоянного тока - и многое другое.

 введите описание изображения здесь>> </a>
<a href = Примеры zillion

Digikey - доступно в 1, если желательно $ 0,72 /1, $ 0,29 в 1000-х годах.

ULN2803 datasheet


Для продажи в Sparkfun - может быть дешевле, но они доступны

ответил Russell McMahon 20 +03002015-10-20T11:55:18+03:00312015bEurope/MoscowTue, 20 Oct 2015 11:55:18 +0300 2015, 11:55:18
7

Рекомендуемый выход (источник или приемник) с вывода I /O составляет 20 мА. Абсолютный максимум составляет 40 мА. Возможно, ваша катушка реле потребляет больше, чем это, особенно когда она изначально активируется. Это повредит ваш выходной вывод. Тогда это в конечном итоге потерпит неудачу.

  

Ничто, кажется, не слишком далеко.

Нет, еще нет. :)

  

Как можно управлять такими компонентами без риска для Arduino? Каковы некоторые общие способы достижения этого?

Используйте транзисторы или МОП-транзисторы.

  

Какие другие устройства могут повредить плату Arduino (или любой микроконтроллер) аналогичным образом?

Все, что превышает максимальные пределы напряжения или тока, как указано в техническом описании. Катушки (например, в реле и двигатели), в частности, могут иметь высокое обратное напряжение при выключении, поэтому вам нужно демпферный диод .

  

Было бы целесообразным продолжить?

Было бы целесообразно обратить внимание на то, что я написал выше, и прочитать множество статей в Интернете о том, как управлять моторами и реле от Arduino. Вы не первый человек, пытающийся это сделать.

ответил Nick Gammon 20 +03002015-10-20T11:45:43+03:00312015bEurope/MoscowTue, 20 Oct 2015 11:45:43 +0300 2015, 11:45:43
3

Посмотрите на простую схему на этом PDF с игровой площадки Arduino , Он показывает один транзистор для управления небольшим реле.

Как говорит Рассел в своем ответе, ULN2803 или аналогичный чип, который позволит вам управлять несколькими небольшими реле, которые являются более аккуратными, чем использование нескольких транзисторов, если это то, что вы хотите.

(Также обратите внимание на диод «D1» в соединенной с ним схеме - вам это нужно, чтобы защитить транзистор от повреждения в результате индуктивных всплесков, возникающих при выключении реле. Некоторые чипы ULN имеют этот диод встроенный, поэтому вы не всегда видите его в схемах.)

ответил Andy 20 +03002015-10-20T13:39:09+03:00312015bEurope/MoscowTue, 20 Oct 2015 13:39:09 +0300 2015, 13:39:09
3

Чтобы действительно защитить ваш ардуино, стоит положить фото-соединитель на штырь и таким образом управлять вашей схемой. Тогда никакой паразитный индуктивный заряд или короткий не может повлиять на ардуино.

Они также называются OptoIsolators или Optocouplers.

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=143954.0

ответил user14178 20 +03002015-10-20T16:22:30+03:00312015bEurope/MoscowTue, 20 Oct 2015 16:22:30 +0300 2015, 16:22:30
3

Давайте посмотрим, как некоторые базовые, они, кажется, лежат в основе множества вопросов:

Конденсатор при включении питания потребляет огромное количество тока, которое сужается, когда оно заряжается. 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 конденсатора разряжается с экспоненциальной скоростью (постоянная времени RC) в зависимости от значения, напряжения заряда и нагрузки. Это делает их хорошими для удержания мощности в течение короткого времени, когда питание не работает.

Индуктор ничего не рисует при первом включении, но ток увеличивается экспоненциально, пока его напряжение не достигнет напряжения питания.

При выключении индуктивного поля в обрыве индуктора, приводящего к потере полярности. Напряжение будет неограниченным, пока, как правило, что-то нарушает его. Чем быстрее он выключается, тем быстрее время и напряжение нарастания. Энергия перестанет течь, когда индуктивный заряд рассеивается. Угадайте, где этот ток идет, когда индуктивная нагрузка, такая как реле, подключена к порту?

По этой причине вам нужно поместить диод (обычно называемый диодом с колесиком) через индуктивную нагрузку. Google для: «кривая заряда индуктора /конденсатора» вы найдете много хороших графиков, объясняющих это. Если вы посмотрите на схему, она имеет катод +, подключенный к наиболее положительной стороне источника питания. В этой конфигурации он не будет работать, если напряжение не изменится (когда индуктивная нагрузка отключена).

Другим распространенным заблуждением является то, что вы можете загружать микропроцессорный ввод-вывод до максимума. Это плохой дизайн. Они дают вам максимум на вывод, на порт и чип. При комнатной температуре вы, вероятно, сойдете с ним на некоторое время.

Предположим, что у нас есть порт с нагрузкой 40 мА. Выходной сигнал составляет 0,005 от рельса. Используя закон Ома, мы рассеиваем 20 милливатт энергии на одном штыре. При такой скорости загрузки не требуется много времени для нагрева устройства из-за внутреннего рассеивания мощности.

Когда выходной штифт меняет состояние, он потребляет больше тока, потому что он должен заряжать или разряжать свою внутреннюю и внешнюю емкость, «более высокую температуру», большую скорость - более высокую температуру.

Если вы посмотрите, некоторые из спецификаций дадут вам максимальную температуру, это будет для соединения на матрице, а не в случае температуры. Пластик - это плохой проводник, поэтому тепло, тонущее пакет, не очень много. Теперь рассмотрим это вместе с температурой окружающей среды. Оценки даются, как правило, с помощью устройства при 25 ° C, угадывайте, что происходит, когда он нагревается.

Удачи,

Жиль

ответил Gil 23 +03002015-10-23T05:20:45+03:00312015bEurope/MoscowFri, 23 Oct 2015 05:20:45 +0300 2015, 05:20:45

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132