שְׁאֵלָה:
כיצד ניתן לשלוט על ידי התקני זרם גבוה יותר (מנועים, סולנואידים, אורות וכו ') על ידי ארדואינו?
jlbnjmn
2014-02-24 02:42:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני מחפש פתרון ישים באופן רחב, כזה שניתן להתאים למגוון פרויקטים.

כרגע אני עובד על כמה פרויקטים שכל אחד מהם דורש התקני שליטה הנעים בין 800mA ל -2A מ ארדואינו אונו. אחד שולט במנועי צעד, אחד שולט במפעילי סולנואיד 12vdc, ואחד שולט בשסתומי פנאומט 12vdc.

לדוגמא:

הארדואינו עוקב אחר כפתור, ובכל פעם שלוחצים על הכפתור הוא מפעיל את מפעיל הסולנואיד. מכיוון שהארדואינו אינו מסוגל למקור את הזרם הנדרש על ידי הסולנואיד, נדרש ספק כוח נפרד כאשר הארדואינו שולט במתג (ממסר, טרנזיסטור וכו ') המאפשר לעבור את הזרם הגבוה יותר. עבור מנוע הצעד, הפריסה מורכבת יותר מכיוון שיהיה צורך בארבעה פינים השולטים בארבעה מתגים נפרדים (כדי לשמור על יכולת פעולה הדדית של המעגל). הממסר שולט על שסתום אוויר ודורש גם 12 וולט.

אני מנסה להבין כיצד להשתמש במעגל יחיד שיכול לשמש בכל אחד מהיישומים הללו (ובכל פרויקטים עתידיים) הכוללים שליטה בהתקני זרם גבוהים יותר מכפי שסיכות Arduino יכולות להתמודד.

מהירות האב טיפוס, רכיבים סטנדרטיים ועלות נמוכה הם הגורמים המניעים. מהירות החלפה, אורך חיים יעיל ורעש חשובים גם הם.

האם יש לוח פריצה, מעגל או רכיב שניתן לחבר לסיכה של ארדואינו ולהשתמש בו לשליטה בהתקן זרם גבוה? באופן אידיאלי עם פוטנציומטר נשלט על ידי תוכנה כך שניתן יהיה לקבוע את ההתנגדות לפרויקטים שונים ברישום עצמו.

אז על מה הלוח הזה היה שולט? ההתנגדות או המתח? או המכשיר עצמו?
הלוח ישלוט במכשיר עצמו. הוספתי פרטים לשאלה.
הגדר "זרם גבוה".
ארבע תשובות:
#1
+13
jfpoilpret
2014-02-24 03:36:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כדי להניע זרמים כה גבוהים, ייתכן שיהיה עליך להפיל מספר טרנזיסטורים (אתה יכול גם להשתמש ב טרנזיסטור דרלינגטון). ישנם מערכים של דרלינגטונים המותקנים בשבב (למשל ב- ULN2803A יש 8 טרנזיסטורי דרלינגטון, אך הוא מוגבל ל -500 mA).

ככל הנראה תצטרך להתמודד עם טרנזיסטורים בעלי הספק גבוה יותר; כדוגמה מצאתי את STMicroelectronics TIP110 שיכול לתמוך בהחלפת זרם 2A (שיא 4A), אך כנראה יהיה צורך בגוף קירור כדי להפיץ חום.

שים לב שאני תוהה אם הסטפרים שלכם באמת זקוקים לזרם 2A (האם הם כל כך גדולים?). עבור סטפרים, אתה יכול בדרך כלל למצוא IC שיכול להניע אותם בקלות, למשל. ה- L293D אבל זה יכול לנהוג "רק" 600mA).

לסיכום, אני חושש שלא תמצאו פיתרון "one size fits all", מכיוון שכל המכשירים שלכם שונים וצריכים להיות מונעים על ידי המעגל המתאים.

עריכה:

מכיוון שהגודל הגדול אינו נושא במקרה של טיפוס הפרוטוטייפ שלך, תוכל ללכת עם MOSFET במקום טרנזיסטורים דו-קוטביים רגילים. MOSFET יוכל להניע זרמים ומתחים גבוהים יותר מאשר טרנזיסטורים סטנדרטיים.

החיסרון הוא שאתה יכול להשתמש בו כמתג בלבד (כמו למשל ממסר) ובכך לא באמת יכול להניע את הכוח המדויק למכשירים שלך. אני מניח שזה לא משנה עבור מנוע צעד או סולנואיד, אבל זה עשוי להיות חשוב למשל עבור אורות נהיגה.

עם זאת, הנקודה הטובה היא שאתה עדיין יכול להשתמש ב- PWM לשם כך כ- MOSFET. מהירות החלפה מספיק טובה למטרות כאלה.

לגבי מחיר, ישנם סוגים שונים של MOSFET שם בחוץ, אבל אני מניח שתוכל למצוא אחד שמתאים לצרכים שלך (12V, 2A) בפחות מ- $ 1.

אני ממליץ לך להעיף מבט אל המאמר הנהדר הזה בנושא זה.

ה- 2A מיועד לסולנואידים. אני מבין שמידה אחת מתאימה לכולם היא אתגר ולא אידיאלי להפקה. במקרה זה המטרה היא טיפוס מהיר יותר של אבות טיפוס, כאשר בניית יתר מקובלת.
שים לב שגם עם TIP110, כנראה שתצטרך להוסיף טרנזיסטור קטן יותר בינו לבין סיכת הפלט של Arduino, מכיוון ש- TIP110 יכול לצייר 50mA על בסיסו, שהוא גבוה מדי עבור סיכת Arduino.
אני חושב שטיפ 120 הוא אידיאלי לכך, על פי גליון הנתונים, הוא מסוגל לטפל בזרמים של עד 5A ו- 6V - https://www.fairchildsemi.com/datasheets/TI/TIP120.pdf
#2
+7
Peter Bloomfield
2014-02-26 07:00:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

יש הרבה דרכים להחליף עומס גבוה יותר, ו- jfpoilpret תיאר כמה אפשרויות טובות. אסכם כמה פתרונות מבוססי ממסר, המתאימים בעיקר למהירויות מיתוג איטיות יחסית (כלומר בדרך כלל לא מתאימות ל- PWM).

ממסרי מצב מוצק
ממסרי מצב מוצק (SSR) הם מתגים מבוססי מוליכים למחצה. הם מגיעים במגוון רחב של תצורות, בהתאם לדרישות שלך, אך גורם המפתח הוא שאין להם חלקים נעים. פירוש הדבר שהם יכולים להיות אמינים מאוד בטווח הארוך אם משתמשים בהם כראוי.

באופן פנימי, הם מורכבים בדרך כלל מ- MOSFET ו thyristors או דומים. זה יכול לאפשר להם להשיג מהירויות מיתוג גבוהות למדי בתיאוריה. אולם בפועל, ככל שהוא מיועד יותר כוח, כך קשה לעבור במהירות. פירוש הדבר שמהירות גבוהה + הספק גבוה יכולות להיות יקרות למדי.

גורם קריטי שיש לזכור הוא שבדרך כלל תזדקק לסוג SSR אחר אם התכוונת להחליף זרם חילופין במקום DC. כדאי גם לציין שחלקם יגיעו עם מבודד אופטו מובנה או דומה בכדי להפריד בין ספקי הכוח שלך.

ממסרים אלקטרוניים מכניים
זה יותר גישה 'מסורתית'. ממסר אלקטרו מכני (EMR) הוא רכיב פשוט למדי, המכיל מתג מכני, הנשלט על ידי סליל אלקטרומגנטי. אם המתג פתוח בדרך כלל, הסליל מושך אותו סגור כאשר מוחל זרם בקרה. לעומת זאת, מתג סגור בדרך כלל ייפתח כאשר מפעיל זרם בקרה.

ישנם מספר יתרונות של EMR ​​לעומת דברים כמו SSR. העלות הברורה ביותר היא העלות - הפשטות שלהם הופכת אותם לזולים למדי, והעלות אינה עולה כל כך חדה בגרסאות בעלות הספק גבוה יותר. בנוסף, השליטה והעומס מבודדים מטבעם, ולא אכפת להם אם אתה מחליף AC או DC.

ישנם מספר חסרונות. ההיבט המכני פירושו ש- EMR בדרך כלל איטי בהרבה מפתרונות מיתוג שאינם מכניים, והם עלולים לסבול מקפיצה במגע. בנוסף, הם יכולים להתבלות פיזית והם יכולים להיות מושפעים מדברים כמו זעזועים, רעידות ושדות מגנטיים אחרים (פוטנציאליים).

בעת תכנון מעגל לשימוש ב- EMR, חשוב להיות מודע ל back-EMF (כוח אלקטרומוטיבי). כאשר מרימים זרם בקרה, הסליל משמש כמשרן, המאחסן מטען אלקטרומגנטית. כאשר זרם הבקרה נעצר, המטען המאוחסן יכול לעלות בחזרה דרך מעגל הבקרה, וליצור ספייק מתח שלילי גדול (שעלול להיות הרבה יותר גדול ממה שהופעל במקור).

ספייק זה יכול לצער / להרוס כל רכיבים מחוברים או סיכות מיקרו-בקר. זה בדרך כלל מונע / מיתוג על ידי הצבת דיודה לאחור על פני אנשי השליטה של ​​הממסר. בהקשר זה היא מכונה לעיתים דיודה חזרה והיא מאפשרת ל- EMF להתפזר בבטחה.

האם היית אומר ש- MOSFET המשמש כמתואר במאמר המקושר על ידי jfpoilpret יהווה חלופה מתאימה לממסר האלקטרומכני עבור יישומים אלה?
כן, עבור היישומים שתיארת, אני מצפה ש- MOSFET יספיק. רק זכרו שהם רגישים לפריקה סטטית, לכן יש לנקוט באמצעי זהירות מתאימים בעת הטיפול בהם.
#3
+3
David Cary
2014-03-11 08:41:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כפי שכבר אמר jfpoilpret, MOSFET כוח הוא נהדר להפעלה וכיבוי של מתח ה- 12 VDC למכשירים המגיעים עד 44 A. ישנם עשרות MOSFET חשמל כאלה עבור פחות מ -1 $ כל אחד. קיימים MOSFET יקרים יותר שיכולים להתמודד עם זרם ומתח גבוהים בהרבה.

באופן עקרוני ניתן להניע מנוע צעד עם מיקרו-בקר וקומץ טרנזיסטורים ועוד כמה חלקים קטנים. עם זאת, אנשים רבים העדיף להשתמש ב"שבב נהג צעד ", כך שאי אפשר שבאג תוכנה יפעיל בטעות טרנזיסטורים באופן שיקצר את אספקת החשמל לקרקע (בדרך כלל יהרוס לפחות שני טרנזיסטורים). לטפל במיקרו סטפינג, הגבלת זרם, הגנה מפני עומס יתר תרמי ותכונות נחמדות אחרות.

כל שבבי הדרייבר הצפוניים שמעולם שמעתי עליהם וכמה לוחות פריצה מהמדף המשתמשים בשבבים אלה הם מופיע ב http://reprap.org/wiki/stepper_motor_driver.

בפרט, רבים ממדפסות התלת מימד של RepRap שראיתי מחברות ארדואינו לארבע Pololu נהגי צעד (מתחת ל 15 $ כל אחד) להניע חמישה מנועי צעד.

#4
  0
Indee
2019-10-29 10:32:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הכנתי מעגל Arduino (Arduino Nano) להפעלת Peltier 12 וולט (שהוא גם מקור הספק גבוה) באמצעות טרנזיסטור MTP3055V MOSFET 60V 12A. והמעגל פועל טוב מאוד.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...