Причины, по которым нельзя подключать реле непосредственно к цифровому контакту Arduino

Рекомендуемый выход (источник или приемник) от вывода ввода-вывода составляет 20 мА. Абсолютный максимум составляет 40 мА. Ваша катушка реле, скорее всего, будет потреблять больше энергии, особенно когда она изначально заряжается. Это повредит ваш выходной вывод. Тогда он в конце концов потерпит неудачу.

Кажется, пока все в порядке.

Нет, еще нет. :)

Как можно управлять такими компонентами, не рискуя Arduino? Каковы некоторые общие средства для достижения этой цели?

Используйте транзисторы или МОП-транзисторы.

Какие другие устройства могут нанести вред плате Arduino (или любому блоку микроконтроллера) аналогичным образом?

Все, что превышает максимальные пределы напряжения или тока, указанные в таблице данных. В частности, катушки (например, в реле и двигателях), скорее всего, будут иметь высокое обратное напряжение, когда они выключены, поэтому вам нужен демпфирующий диод.

Было бы целесообразно продолжить?

Было бы целесообразно обратить внимание на то, что я написал выше, и прочитать много-много статей в Интернете о том, как управлять двигателями и реле от Arduino. Вы не первый, кто пытается это сделать.

Взгляните на простую схему в этом PDF-файле с игровой площадки Arduino. На нем изображен один транзистор для привода небольшого реле.

Как говорит Рассел в своем ответе, ULN2803 или аналогичный-это чип, который позволит вам управлять несколькими небольшими реле, что аккуратнее, чем использование нескольких транзисторов, если вы этого хотите.

(Также обратите внимание на диод "D1" в цепи, которую я подключил - вам это нужно, чтобы защитить транзистор от повреждения индуктивными всплесками, генерируемыми при выключении реле. В некоторые микросхемы типа ULN встроен этот диод, поэтому вы не всегда видите его на схемах.)

Чтобы действительно защитить ваш arduino, стоит надеть фоторазъемник на контакт и управлять вашей схемой таким образом. Тогда никакой случайный индуктивный заряд или короткое замыкание не смогут повлиять на arduino.

Их также называют оптоизоляторами или оптопарами.

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

Давайте посмотрим на некоторые базовые вопросы, которые, по-видимому, лежат в основе многих вопросов:

Конденсатор при включении питания потребляет огромное количество тока, который уменьшается по мере зарядки. 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 (RC постоянная времени) в зависимости от величины напряжения заряда и нагрузки. Это делает их хорошими для удержания энергии в течение короткого времени, когда питание выходит из строя.

При первом включении индуктор ничего не притягивает, но ток увеличивается экспоненциально, пока его напряжение не достигнет напряжения питания.

При выключении индуктивное поле в индукторе схлопывается, вызывая обратную полярность. Напряжение будет расти неограниченно до тех пор, пока обычно что-то внешне не ограничит его. Чем быстрее он выключается, тем быстрее время нарастания и напряжение. Энергия перестанет течь, когда индуктивный заряд будет рассеян. Угадайте, куда идет этот ток, когда индуктивная нагрузка, такая как реле, подключена к выводу порта?

По этой причине вам нужно поставить диод (обычно называемый диодом маховика) поперек индуктивной нагрузки. Google для: "кривая заряда индуктора/конденсатора" вы найдете много хороших графиков, объясняющих это. Этот диод не нужен, если вы используете соответствующий номинальный МОП-транзистор (UIS). Информация о UIS (Незамкнутый индуктивный шип) содержится в техническом паспорте MOSFET. Если вы посмотрите на схему, то увидите, что катод + подключен к самой положительной стороне источника питания. В этой конфигурации он не будет проводить ток до тех пор, пока напряжение не изменится на противоположное (когда индуктивная нагрузка выключена).

Еще одним распространенным заблуждением является то, что вы можете максимально загрузить микропроцессорный ввод-вывод. Это плохой дизайн. Они дают вам максимум на пин, 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 силовой рейки. Используя закон Ома, мы рассеиваем 20 милливатт мощности на одном выводе. При такой скорости загрузки перегрев устройства не займет много времени из-за внутреннего рассеивания мощности.

Когда выходной вывод меняет состояние, он потребляет больше тока, потому что ему приходится заряжать или разряжать свою внутреннюю и внешнюю емкость, "больше тепла", больше скорости, ‘больше тепла’.

Если вы посмотрите некоторые спецификации, они дадут вам максимальную температуру, это для соединения на матрице, а не для температуры корпуса. Пластик-плохой проводник, поэтому тепло, тонущее в упаковке, мало что дает. Теперь рассмотрим это вместе с температурой окружающей среды. Оценки даются обычно с устройством при температуре 25С, угадайте, что происходит, когда становится теплее.

Получайте удовольствие,

Джил