Является ли это осуществимой схемой?

Последние пару месяцев я работал над этим проектом, я приближаюсь к его завершению, и я очень волнуюсь! Тем не менее, это все еще довольно ново для меня, и поэтому я надеялся, что моя электрическая схема / накопленные знания могут быть проверены, прежде чем я пойду и начну тратить деньги на запчасти. Любая критика приветствуется, как и любые дополнительные ресурсы. Заранее благодарю вас!

Circuit diagram

Логика:

Настройка Arduino:

Контакты Arduino (кроме секции питания) в нижней части способны выдавать максимум до 40 мА, а при использовании нескольких контактов одновременно должно подаваться не более 200 мА

Пьезозуммеры - это единственный электрический компонент, который не нуждается в резисторах

Это было взято непосредственно из How To Mechatronics: подключение резистора 330 Ом к светодиодной ленте снижает ее электрический шум

Другой резистор, подключенный к светодиодной ленте, должен быть 25 Ом, поскольку у меня его нет, хотя вместо него я буду использовать 27-омный резистор. Где 5 светодиодов на полосе должны занимать 300 мА (каждый GRB использует 20 мА, а я использую всего 5, следовательно, 20 x 3 x 5 = 300). Используя закон Ома R = V / I, следовательно, R = 7,5 / 0,3, следовательно, R = 25.

** Я хотел бы добавить, что я также посмотрел на закон Уатта и был в большом замешательстве, так как вместо этого получил ток 200 мА (поскольку каждый светодиод потребляет от 0,1 до 0,3 Вт, следовательно, I = Вт / В, следовательно, I = 1,5 / 7,5, следовательно, I = 0,2) Я выбрал 27 Ом вместо 37,5 Ом, которые дал мне закон о ваттах , потому что , похоже , мехатроника действительно знала , что происходит Я выбрал питание платы через адаптер 7,5 В, 1А в основном потому, что хотел регулировать ее входное напряжение, и, поскольку она не будет подключена к компьютеру, я подумал, что USB - это немного схематично, и было бы разумнее использовать порт питания, а не Vin-контакт.

Настройка двигателя:

Двигатель был выбран исходя из моей потребности в высоком крутящем моменте – дверная ручка, которую я пытаюсь нажать, требует 5 фунтов (увеличена до 6 фунтов для дополнительного пространства для дыхания), а длина всей ручки составляет 4,5 дюйма (уменьшена до 3 дюймов для пространства для дыхания) (измерения были предоставлены другом поскольку меня ненадолго не будет дома, это может показаться немного излишним, но это просто потому, что я не думаю, что они полностью точны в первую очередь). Используя эти измерения и уравнение Крутящий момент = длина х Сила, я получил, что требуемый крутящий момент должен был быть больше 0,3572 кг / см, чтобы открыть мою дверь. Зная это, я взглянул на несколько шаговых двигателей Nema и выбрал один, способный выдавать такой крутящий момент (исходя из его удерживающего момента), который был самым легким и наименьшим. Мне хотелось чего-нибудь легкого, так как я все еще не уверен, как я буду крепить это к своей двери ...

Первоначально я собирался использовать L298N, но, видя, что использование вывода 5 В от Arduino не рекомендуется для его питания, и что они, как правило, не так хорошо рассеивают тепло для своих двигателей, я решил этого не делать

Наконец, был выбран источник питания 12V 4A, потому что мне нужно было что-то более мощное, чем 9V, и я хотел сэкономить деньги. Учитывая, что у меня был бы выбран параметр тока 0,5А - 0,7А (насколько мне известно, что-либо большее может привести к повреждению, в отличие от Arduino, дополнительный ток в данном случае не обязательно является плохой вещью), это немного излишне. Я думаю, что это не должно вызывать каких-либо тепловых ограничений, хотя, учитывая, что он рассчитан на 4А, и в любом случае мой двигатель не будет работать так часто :)

Ссылки (все ссылки, кроме двигателя, который идет на pololu, перенаправляют на amazon): Источник питания 7,5 В 1А: https://www.amazon.ca/Belker-Adjustable-Universal-Household-Electronics/dp/B07NKZCWT1/ref=cm_cr_arp_d_product_top?ie=UTF8 Источник питания 12V 4A: https://www.amazon.ca/COOLM-Adapter-100-240V-Doorbell-5-5X2-5MM/dp/B07H2T31JJKEYESTUDIO W5500 Ethernet Arduino (Uno): https://www.pololu.com/product/1209 Драйвер шагового двигателя TB6600: https://www.amazon.ca/TB6600-Stepper-Driver-Controller-tb6600/dp/B07B9ZQF5D/ Светодиодная лента (WS2812B): https://www.amazon.ca/gp/product/B01CDTED80/

, 👍1

Обсуждение

каково назначение устройства?, @jsotola

это дверной разблокировщик :) gona установил его в моей квартире, светодиоды создают цветовой код для ввода на веб-сайте, который я создал, динамик должен дать мне минутное предупреждение, и мотор потянет за веревочку, чтобы разблокировать дверь, @dhw123

интересно ... аутентификация по цветовому коду очень умна, @jsotola

1. Резистор 330 Ом не снижает уровень шума. В этом нет необходимости. 2. Светодиодная лента (WS2812B) может питаться от разъема питания Arduinos. Я бы предпочел внешний источник питания, чтобы избежать перегрузки регулятора мощности Arduinos. У него нет охлаждения, и если вы потребляете 500 мА, он должен рассеиваться (7,5-5) * 0,5 = 1,25 Вт. (Будет очень жарко ;-)) Вы могли бы встроить внешний регулятор с 7805 или LM317 или использовать 5-вольтовый источник питания. 3. Если цветовой код введен на веб-сайте, как веб-сайт взаимодействует с Arduino для управления двигателем? Я что, неправильно понял установку?, @Peter Paul Kiefer

Получите источник питания 5 В вместо 7,5 В. Приобретите один с разъемом micro-USB. Они, вероятно, дешевле, чем те, которые вы выбрали. Во-вторых, закон Ома не применяется к светодиодам WS2812, так как они сами регулируют ток. В-третьих, для работы некоторых зуммеров требуется транзистор, так как некоторые превышают максимальный ток вывода Arduino. В-четвертых, кажется, что шаговый двигатель немного излишен для приложения, которое вы описываете. Я подумывал о том, чтобы, может быть, использовать соленоид или один из более мощных сервоприводов для хобби. Но это отчасти зависит от того, сколько силы требуется, чтобы отпереть дверь., @Gerben

@Gerben тебе тоже большое спасибо :) Я очень ценю вашу помощь! Я не знаю, почему я не подумал о приобретении разъема micro USB, ха-ха, я определенно соглашусь с этим :) У меня есть много проектов на примете после этого, так что 2 и 3 действительно помогут с ними :), @dhw123

Вау, это большая работа. Я впечатлен. Я ничего не могу с собой поделать, но: ;-) В строке кода Arduino 141 вы увеличиваете переменную posi. Действительно ли это необходимо? Вы сделали inc. это уже в последней строке цикла while. В данный момент я очень занят, так что, возможно, я посмотрю на это в выходные., @Peter Paul Kiefer

@PeterPaulKiefer боже ... спасибо тебе! Я еще не тестировал его, но я уверен, что отладка заняла бы так много времени! Я полностью понимаю, что вы имеете в виду :) звучит неплохо, надеюсь, что в будущем мы тоже от него откажемся. это был большой проект, и я многому научился с момента начала :), @dhw123


1 ответ


-1

Давайте взглянем на светодиоды. Различные виды светодиодов имеют разные требования к прямому напряжению. Неяркие светодиоды, как правило, требуют меньшего напряжения, чем яркие светодиоды, поскольку для работы ярким светодиодам требуется больше энергии. Типичные значения VLED составляют 1,7 В для красного цвета с низкой яркостью, 1,9 В для красного цвета с высокой яркостью, 2 В для оранжевого и желтого, 2,1 В для зеленого и 3,4-3,6 В для ярко-белого и большинства синих типов.

Чтобы убедиться, что это напряжение падает на светодиоде, вы должны использовать напряжение, превышающее прямое напряжение светодиода. Используйте напряжение питания не менее 3 В для низковольтных светодиодов и 4,5 В для типов 3,4 В. Также добавьте резистор последовательно со светодиодом, чтобы ограничить избыточный ток от перегорания светодиода, обычно так, чтобы ток, протекающий через светодиод, составлял около 10 мА. Убедитесь, что ток не превышает максимального тока, указанного в спецификации светодиода. У вас есть 5 светодиодов последовательно с (при условии, что математика проста) напряжением 2 вольта, поэтому вам нужно 5 * 2 (они добавляют) или 10 вольт, чтобы они загорелись, затем немного больше (2 вольта), чтобы вы могли управлять током с помощью резистора. На данный момент у вас есть напряжение 5 вольт, пытающееся пропустить ток через цепь устройства напряжением 10 В, но ничего не произойдет. Используя 12 вольт и закон Ома, резистор 200 Ом даст вам около 10 мА, безопасный ток для большинства светодиодов. Если вы хотите, чтобы они светились, замените 27 Ом на 200 Ом и подключитесь к + 12 В вместо контакта 5 В. Примечание Светодиоды плохо работают параллельно, если ток не контролируется в каждом светодиоде или светодиодной гряде. Это основано на вашей схеме, показывающей 5 светодиодов, питаемых от источника 5 В.

,

Светодиоды, о которых идет речь, - это адресуемые светодиоды, которые сами регулируют свой ток. Ваш ответ не имеет к ним отношения., @StarCat

Прямое напряжение светодиода не зависит от номинальной мощности, все светодиоды (определенного цвета) имеют одинаковое прямое падение (более или менее, небольшие различия между производителями / материалами). Вместо этого силовые светодиоды работают при более высоких токах., @Sim Son

Взгляните на LUXEON 5050, ему требуется около 22 В при 25 мА и около 25 В при 200 мА. Затем идет фиолетовый индий-галлий, который имеет диапазон Vf от 2,8 до 4 вольт, или Зеленый, который составляет от 1,9 до 4 вольт, более 200% дельта. Попробуйте перейти по этой ссылке: https://www.circuitbread.com/ee-faq/the-forward-voltages-of-different-leds Vf определяется используемым химическим составом и процессом. Светодиоды также отлично заменяют низковольтные зенизаторы, просто уменьшите ток, попробуйте., @Gil