Индустриализация Arduino - 24V io? (Электроника)

Question

Индустриализация Arduino - 24V io? (Электроника)

Я хотел бы сделать плату Arduino, способную работать с вводом/выводом 24 В.

Питание Arduino будет осуществляться через какой-либо линейный или импульсный стабилизатор. Низкий ток, поэтому эффективность не является основной проблемой.

Для ввода: Масштабирование входа от 24 В до 5 В может быть создано с помощью делителя напряжения.

Насколько мне известно, в ардуино никогда не будет поступать большой ток? Значит, потери мощности минимальны?

Для вывода: От 5 до 24 В можно легко получить с помощью полевого МОП-транзистора? Так как это увеличит возможную нагрузку (более высокие силы тока), учитывая, что я использую питание 24 В/отдельную линию.

Поэтому я мог сделать половину операций ввода-вывода только вводом, а половину — только выводом.

Можно ли совместить полевой МОП-транзистор и делитель напряжения и каким образом?
Верны ли мои «предположения» о вводе-выводе или есть лучшие способы справиться с этим?
О чем еще мне следует подумать? Защита от перенапряжения? Инверсия полярности? Защита от слишком больших токов?

@Paul, 👍2

Обсуждение

Похоже, вам нужно изолированное переключение уровня, а не только делители напряжения и МОП-транзисторы. По крайней мере, это то, что *я* слышу, когда кто-то говорит "индустриализировать"..., @Ignacio Vazquez-Abrams

Как [это](https://industruino.com/shop/product/industruino-ind-io-kit-2)., @Ignacio Vazquez-Abrams

Звучит больше как работа для оптоизоляторов., @Gerben

Или это: http://www.rugged-circuits.com/ruggeduino/, @Majenko

Очень хорошие моменты, действительно, установка оптоизоляторов может быть лучшим ходом. Я как бы хочу воздержаться от использования реле, так как я слышал, что они могут сгореть, чтобы не переставать выводить сигнал. Таким образом, мой лучший вариант - это двухсторонние оптоизоляторы, которые могут работать с 5 В на одной стороне и 20 В (большие амперы) на другой стороне? Это сделало бы невозможным использование аналоговых входов для отличных от 0-5 В, но я не уверен, что они необходимы. Делитель напряжения с защитой от перенапряжения подойдет для аналоговых входов? Думаю, я собираюсь проверить больше других дизайнов, прежде чем пытаться сделать свой собственный., @Paul

3 ответа

Лучший ответ:

▲ 1

Промышленные цепи 24 В постоянного тока обычно основаны на датчиках измерения (AI) 4–20 мА и выходах (AO) для клапанов и других приводов. Имеются также 24 В постоянного тока DI & DO. Я считаю, что вам следует исследовать чипы Analog Devices и Texas Instruments для интерфейса 4-20 мА. Они имеют ряд микросхем для считывания и вывода 4-20 мА. Вы можете начать, если погуглите «примечание к применению аналоговых устройств 4-20 мА» или «примечание к применению texas tools 4-20 мА». Если вы погуглите «примечания по применению 4–20 мА», вы обнаружите, что есть множество людей, которые делают эти микросхемы, и множество людей, которые предоставляют примечания по применению для контуров 4–20 мА.

Любая информация, представленная здесь, относится к предостережению Emptor.

9 янв 16, @user16258

Мне просто пришло в голову, что ПЛК не будет напрямую питать что-то. У меня всегда была такая мысль, потому что это было 24 В (но амперы были бы критичны, и никто не собирается запускать 2 А через ПЛК?) Таким образом, я мог бы получить несколько двухсторонних оптоизоляторов и просто подключить их, как обычный ПЛК, поскольку они также не предназначены для прямого питания., @Paul

▲ 0

Это довольно старая запись, но я уверен, что люди все еще время от времени ищут эту тему. Если вам нужно превратить Arduino в своего рода замену ПЛК, посмотрите эти ссылки. Я сделал эти задачи, и они работали довольно легко для меня. Сравнив стоимость ПЛК с этими альтернативами, вы не найдете нового ПЛК по той же цене:

https://www.universal-solder.ca/product/canaduino-plc-mega328-programmable-logic-controller-electronics-diy-kit-for-arduino-nano-included/

и

https://www.visuino.com/ — визуальная идея

27 июн 20, @jeff

@*kxtronic* · Accepted Answer · 2016-01-08 16:37-00:00

Вы упомянули 2 элемента: напряжение питания для Arduino и увеличение выходного напряжения до 24 В.

Если у вас есть доступное напряжение питания 24 В, я бы посоветовал вам поискать преобразователь постоянного тока, который масштабируется до 12 В. Или, если вы хотите разработать собственную печатную плату, возможно, используйте стабилизатор напряжения 78xx. 78xx — это 3-контактные устройства, и для их работы требуется только 2 крышки — я полагаю, что радиатор не понадобится.

Для масштабирования выходов до 24 В я бы предложил один из следующих вариантов:

a) Плата реле / Они берут 5 В от вашего Arduino и замыкают механический переключатель. Если реле хорошего качества, они прослужат вам долгие годы. И вы можете переключать нагрузки от 0 до 240В и более, постоянного или переменного тока. Плюс реле в прочности и в том, что они вполне терпимы к кратковременным перегрузкам по току. Минус в том, что реле «медленнее» по сравнению с полупроводниками, и они могут дать дугу при размыкании контактов, особенно при работе с индуктивными нагрузками и тому подобное. Дугообразование изнашивает ваши контакты и в крайних случаях создает электромагнитные помехи, которые могут мешать работе вашей электроники. Возникновение дуги можно устранить при переменном токе с помощью конденсатора на контактах или при постоянном токе с помощью обратноходового диода.

Если вы будете делать свою собственную печатную плату, не забудьте про обратный диод на контактах, соединяющих катушки реле, иначе вы можете сжечь Arduino из-за скачка напряжения!

Многие из этих плат доступны в Интернете, так что это быстрое решение.

b) Оптопары / Тоже хороший вариант. Функционально они действуют как реле. Они немного менее терпимы к перегрузкам по току, поэтому выбирали их с умом. Они бесшумны и быстро действуют. Доступны для переменного или постоянного тока и до 600 В. Недостатком является то, что они, как правило, немного дороже, чем релейные платы. Я говорю об устройствах промышленного класса, а не о каком-то дешевом веб-сайте :-)

c) МОП-транзисторы или биполярные транзисторы / Если вы проектируете свою печатную плату, это может быть вариантом. Здесь вы можете использовать MOSFET или PNP-транзистор соответствующих номиналов, и все будет готово. Хотя, возможно, учитывая ваши временные затраты, вышеперечисленные варианты в конечном итоге могут оказаться менее дорогими. В этом случае вы получаете полный контроль над компоновкой печатной платы, что может быть важно. Если вы пойдете по этому пути, не забудьте добавить обратноходовой диод на выход этих устройств для защиты от всплесков при переключении индуктивных нагрузок (= двигатели, соленоиды).

Большим преимуществом реле и оптронов является обеспечиваемая ими гальваническая развязка как между нагрузкой и платой, так и между самими нагрузками.

Если бы вы могли предоставить более подробные характеристики нагрузок, сред и т. д., я помогу вам сузить круг выбора.