Mój układ optoizolacji

[Bystrzacha]

Witam,

jakiś czas temu przy próbie sterowania silnikiem przez Arduino UNO, płytka uległa spaleniu. Silnik był oczywiście zasilany przez tranzystor, którym sterowało Arduino, jednak uległ on spaleniu i napięcie zasilające silnik( 24V DC) przedostało się na pin Arduino. Wtedy własnie po zaistniałej sytuacji pomyślałem, aby zrobić jakiś układ elektroniczny, który skutecznie zabezpieczy moje Arduino.

Pierwsza myśl jaka przyszła mi do głowy to użycie przekaźnika, jednak jest on dosyć duży i po chwili namysłu odrzuciłem go.  Lecz po krótkiej chwili spojrzałem do swojego organizera i zobaczyłem kieszonkę z transoptorami i właśnie czegoś takiego szukałem. Transoptor w przeciwieństwie do przekaźnika jest niewielki i dzięki czemu można układ w łatwy sposób w przyszłości przekształcić z przewlekanego na SMD. 

          

 

                                                                                                                                       Zdjęcia gotowego modułu.                 

Do złożenia tego modułu użyłem dwóch transoptorów, dwóch diod prostowniczych(ponieważ gdy podłączałem silnik to cewka w nim zawarta powodowała niepożądane działanie układu, raz doprowadziła nawet do spalenia jednego z transoptorów), dwóch tranzystorów DB911, czterech podwójnych gniazd na przewody i jednego potrójnego.

                                                                                                                                                   

                                                                                                                                                      Schemat układu.

Zasada działania układu:

Aby uruchomić układ należy zdecydować, z których transoptorów będziemy korzystać( z pierwszego, z drugiego, z obu). Załóżmy, że będziemy korzystać z pierwszego transoptora. W tym wypadku musimy podłączyć baterię 1,5 V plusem do pierwszego zacisku potrójnego gniazda, gdyż on jest połączony z kolektorem fototranzystora wewnątrz pierwszego transoptora. Minus baterii podłączamy do ostatniego zacisku potrójnego gniazda( ostatnie gniazdo jest połączone z emiterem zarówno pierwszego jak i drugiego transoptora). Dalej do pierwszego gniazda w lewym górnym rogu podłączamy urządzenie wraz z zasilaniem według schematu układu. Teraz należy zasilić diodę wewnątrz transoptora, w tym celu podłączamy się wyprowadzeniami np. z Arduino do pierwszego gniazda w lewym dolnym rogu minusem do GND, a plusem do wybranego portu Arduino. Ostatni krok jaki należy wykonać to napisać program do Arduino i cieszyć się bezpiecznie działającym układem 🙂

Zdjęcie przykładowego podłączenia układu zrealizowanego według pomysłu autora wpisu:

                                                                                                                            

                                                                                                                                              Sterowanie silnikiem 5V DC.

 

Prosty program testowy:

void setup()
{
  pinMode(7, OUTPUT);
}

void loop()
{
 digitalWrite(7,HIGH);
 delay(50);
 digitalWrite(7,LOW);
 delay(1000);
}

Dziękuję za odczytanie 🙂 

[Treker (Damian Szymański)]

@Bystrzacha, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 😉

[Bystrzacha]

Dziękuję bardzo za zaakceptowanie. Będę starał się prezentować jeszcze więcej DIY 🙂

[Belferek]

Dziwna ta Twoja konstrukcja, po co Ci ta bateria? Obejrzyj sobie ten filmik

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Treker (Damian Szymański)]

Miałem pewne obiekcje przed akceptacją tego projektu, ale uznałem, że nie powinienem oceniać DIY pod względem merytorycznym przed ich akceptacją, bo to nic nie da skoro nikt inny nie będzie widział naszych postów. W związku z tym opublikowałem post licząc, że ruszy tutaj jakąś dyskusja i tak też się stało. Bardzo proszę tylko, aby dyskusja nie poszła w stronę jakiejś kłótni. Lepiej byłoby skupić się na dyskusji merytorycznej i naprowadzić autora na lepsze rozwiązanie bez zniechęcania innych czytelników, którzy "ze strachu" nie będą opisywali swoich DIY 🙂

@Bystrzacha masz coś na "obronę" tego projektu? Jesteś po prostu początkującym, który szukał rozwiązania i jakoś poradziłeś sobie ze swoim problemem (nie wiedząc, że to nie jest zbyt dobre rozwiązanie), czy jednak będziesz  "upierał" się, że taka wersja jest poprawna i możesz to jakoś uzasadnić?

[Elvis]

A mam inne pytanie - dlaczego tyle świętego oburzenia pojawia się gdy ktoś przygotuje kiepski schemat, a nikt nie reaguje i nie ma najmniejszych zastrzeżeń przy koszmarnie napisanym i pełnym błędów programie (i nie chodzi mi tutaj o programy pisane przez początkujących)? Skoro zakładamy, że w DIY "programować każdy może" i jak działa to jest wystarczająco dobre, to dlaczego inaczej traktujemy hardware? Pytam nie tylko w odniesieniu do tej dyskusji, bo z tego co widzę podobne podejście pojawia się i poza forum - sprzęt jest projektowany z uwagą i przestrzeganiem reguł sztuki inżynierskiej, a oprogramowanie... byle działało i było na czas napisane.

[ethanak]

Może dlatego, że więcej osób tutaj zna się (przynajmniej we własnym mniemaniu) na elektronice niż na programowaniu? Zwróć uwagę na Forbotowe kursy: elektronika jest omówiona drobiazgowo od podstaw (czyli od "baterii zwartej grubym drutem" - z jakiej to było książki...), programowanie natomiast to takie coś co albo się tylko fachowcy znają, albo "to takie proste, zamieniasz delaje na millisy i już działa"... Nie mam oczywiście żadnych pretensji do owych kursów i ich autorów bo robią świetną robotę... ale sam przyznasz, że nieco kierunkową.

Poza tym... mówisz o błędach popełnianych przez nie-początkujących. I tu zaczyna być problem. Bo początkujący będzie siedział cicho nawet jeśli taki błąd dostrzeże (bo nie wypada pouczać starszych), kolega nie-początkujący prawdopodobnie w ogóle na kod nie zwróci uwagi (bo o ile jakiś podstawowy błąd w schemacie sam się rzuci w oczy przy pierwszym spojrzeniu, o tyle znalezienie błędu w kodzie wymaga owego kodu przeczytania).

Przy błędach początkujących jest jeszcze gorzej - jakaś niepisana zasada głaskania userów po główce i bezstressowego wychowania nowych użytkowników powoduje, że publiczne pisanie o błędach jest niemile widziane, a już stwierdzenie że "ten kod nadaje się wyłącznie do skasowania i napisania od nowa, tym razem porządnie" może wywołać falę negatywnej reakcji (nie chcę tego nazywać hejtem, ale coś w tym jest) i pretensje, że zamiast pomagać poprawić 30 baboli w 20 linijkach programu śmiem tak brzydko się w stosunku do biednego adepta sztuki programistycznej odzywać... I dlatego pewnie rażący błąd w elektronice wpływający na bezpieczeństwo użytkowania zostanie dla dobra zarówno autora owego arcydzieła jak i ewentualnych naśladowców wytknięty - ale ponieważ błąd w kodzie LF-a spowoduje najwyżej przegraną w zawodach (ew. rozwalenie owego LF-a na najbliższej ścianie) nikt nie będzie się narażał na jakieś negatywy.

Inna sprawa to podejście użytkowników do własnych dzieł. O ile Ty czy ja wręcz wymagamy zgłaszania wszelkich błędów - ja np. z chęcią taki błąd we własnym programie poprawiając wyjaśnię przy okazji skąd się on tam wziął, dlaczego go nie zauważyłem i opiszę dla potomności sposób na ustrzeżenie się takowych - o tyle lwia część użytkowników (z paroma chlubnymi wyjątkami) uważa swój kod za arcydzieło godne mistrzów i wszelkie uwagi na jego temat bierze jako osobiste wycieczki...

Ot, tak przy trzeciej kawie 🙂

 

[marek1707]

Temat jest czysto sprzętowy, to i uwagi moje dotyczą sprzętu. O programie nic tu nie było, więc o tym nie piszę. Jestem w stanie szybko znaleźć błędy w schemacie - na tym m.in. polega moja praca - więc to robię. Główną bolączką jaką tu widzę nie jest wcale ten żałosny "projekt" (bo każdy kiedyś zaczynał i każdy błędy popełnia) tylko to, że został oceniony pozytywnie i opublikowany w dziale, w którym teoretycznie taka weryfikacja ma miejsce. Widzę bowiem istotną różnicę między zakładką "Początkujący", która de facto znaczy "Wszelkie trywialne, niewydarzone, a może czasem genialne lub takie sobie pomysły plus mnóstwo wątpliwości" a "Projekty DIY", gdzie aby zaistnieć trzeba zostać przynajmniej przeczytanym przez Admina. Dawno tu nie zglądałem i nie chcę rzucać kamieniami (bo przestając się udzielać tracę prawo do narzekania), ale mamy chyba np. współpracujących autorów artykułów szkoleniowych, którzy są fachowcami i mogliby pomóc weryfikować takie rzeczy w sytuacji gdy Treker zwyczajnie "nie wyrabia"? Znak zapytania jest celowo. W dziale "Początkujący" mogę wskazywać błędy lub (prościej - w końcu po to są) skierować do konkretnego kursu lub książki. A tutaj? Przecież ktoś już to przejrzał i dał swoją parafkę..

Nie miało to być "święte oburzenie" a raczej zwrócenie uwagi na problem trzymania pewnego poziomu. Przecież to co tu mamy jest w jawnej sprzeczności nawet z treścią kursów samego Forbota. Człowiek nie ma pojęcia o pracy z półprzewodnikami - po raz n-ty kierować do szkółki? Sam na to nie wpadł? Nie było czasu? W sieci każdy może dziś opublikować każdą bzdurę i na to wpływu nie mamy, ale działy ze wstępną weryfikacją są właśnie po to, by odrzucać merytorycznie niedojrzałe prace. A strach? Moim zdaniem trzeba mieć do siebie trochę dystansu a dostępność medium jakim jest internet i łatwość publikacji wcale nie usprawiedliwia radosnego propagowania głupot. Można to nazwać strachem, choć ja wolałbym pokorę. Jak na dłoni widać tu starą prawdę: "Wiem, że nic nie wiem" może powiedzieć tylko ktoś naprawdę mądry, bo tylko on dostrzega ogrom tego co jeszcze przed nim. Niedouczony myśli, że coś wie i od razu leci sprzedać to na targu. A tam nawet taki gniot jak poniższy temat ma setki kliknięć i fala się rozlewa, bo kolejni amatorzy zwyczajnie nie mają narzędzi do weryfikacji i odróżniania chłamu od rzeczywistej wiedzy. To miałem na myśli pisząc o złych czasach.

[wmaker]

Kilka postów napisane, niestety oczywiste dla Was błędy nie zostały wskazane choćby tematycznie (do zapytania "po co bateria" potrzeba jednego zdania rozwinięcia). W moich wypocinach dopytuję ile się da ale nie każdy ma tyle "odwagi" i wtedy temat umiera bez rozwiązania, wskazań kierunku rozwoju, co gorsza bez efektu edukacji wszystkich pozostałych czytających wątek. Bardzo Was proszę o pracę u podstaw z możliwym ograniczeniem wycieczek do lamerów ( do nich to nie dotrze a zaciemnia samą wiedzę) Ci z nas którym otwieracie oczy są Wam wdzięczni i to możecie wyczuć we wpisach. Edukacja to ciężka praca, sądzę że nawet cięższa dla edukujących, dlatego też zwróciłem uwagę na FORBOTA bo odwala(cie) kawał roboty, rozumiem że możecie być poirytowani efektami ale oceńcie obiektywnie, nie możliwe jest żeby trafiali tu tylko wybitni uczniowie (właściwie rozkład normalny determinuje odwrotną sytuację - większość to przeciętniacy) i jako przeciętniak potrzebuję pokazania palcem błędu lub kierunku jego eliminacji (broń Boże naprawienia bo to nie edukuje). Nie poddawajcie się!

[Bystrzacha]

Pisząc post, nie myślałem, że wzbudzę aż takie zamieszanie 🙂 A co do układu to zrobiłem go głównie poto,  aby pozbyć się problemu. W przyszłości pomyślę nad jego udoskonalenie. 

Dodatkowa bateria jest dodana w celu skutecznej separacji układów logiki 5V od układu w którym będą wyższe napięcia. Chodziło mi o to, aby nie było żadnej możliwości przedostatnia się napięcia większego niż 5V na Arduino, bo gdyby dioda transoptor była zasilana z tego samego źródła co znajdowałoby się na kolektorze transoptora, to w przypadku jakiegoś uszkodzenia układu to wysokie napiecie mogło by się cofnąć na Arduino. Bynajmniej tak to rozumiem, ale mogę się mylić, gdyż są to poniekąd moje początki z elektroniką. 

Edytowano Kwiecień 2, 2019 przez Bystrzacha

[Belferek]

5 godzin temu, wmaker napisał:

do zapytania "po co bateria" potrzeba jednego zdania rozwinięcia

Zamiast zdania rozwinięcia podałem link do ciekawego filmiku gdzie łopatologicznie wyjaśniono zasadę działania transoptora, pokazano schemat i przykład jego wykorzystania. Co tu się rozpisywać - mam nadzieję, że Bystrzacha filmik obejrzy kilka razy i swój projekt poprawi o czym nas poinformuje.

Edytowano Kwiecień 2, 2019 przez Belferek

[Treker (Damian Szymański)]

21 godzin temu, marek1707 napisał:

Dawno tu nie zglądałem i nie chcę rzucać kamieniami (bo przestając się udzielać tracę prawo do narzekania), ale mamy chyba np. współpracujących autorów artykułów szkoleniowych, którzy są fachowcami i mogliby pomóc weryfikować takie rzeczy w sytuacji gdy Treker zwyczajnie "nie wyrabia"? Znak zapytania jest celowo. W dziale "Początkujący" mogę wskazywać błędy lub (prościej - w końcu po to są) skierować do konkretnego kursu lub książki. A tutaj? Przecież ktoś już to przejrzał i dał swoją parafkę..

@marek1707 masz rację Marku, popełniłem tutaj błąd. Nie zweryfikowałem tego projektu pod kątem merytorycznym. Sprawdziłem tylko czy zgadza się opis (poprawne osadzenie, zdjęć, kodu itd) i opublikowałem temat w dziale z DIY. Teraz już trochę za późno, ale przenoszę go do działu Projekty - DIY (początkujący), bo faktycznie tutaj powinien się znaleźć. Przepraszam za wywołane zamieszanie. Tak jak było powiedziane, ja już zwyczajnie nie wyrabiam z tym, aby ręcznie weryfikować i poprawiać każdy temat/projekt. Podczas styczniowej akcji z DIY wymieniłem z autorami projektów ponad 100 wiadomości zanim projekty pojawiły się publicznie na forum (a wtedy wszystkie nasze posty ukrywałem), ale to nie jest dobra droga. Uznałem, że tym razem będę publikował projekty, jeśli tylko ich opisy będą spełniały wytyczone założenia. Liczyłem, że ewentualne problemy z samymi DIY zostaną później poruszone i rozwiązane na forum. Jak widać chyba się to nie sprawdziło.

Nie wiem czy słusznie akurat w tym temacie toczymy taką dyskusję, bo autorowi obrywa się również za inne DIY...  Odnosząc się ogólnie do wszystkich postów z tego tematu to staram się zrozumieć rację każdej strony, podzielam też zdanie @wmaker. Tyle osób się wypowiedziało, ale nikt konkretnie nie wytknął błędu w projekcie. Rozumiem, że można odsyłać do kursów, filmików, artykułów itd., są jednak przypadki, w których takie ogólne odsyłanie do innych źródeł nie jest zbyt pomocne (jedno konkretnie zdanie dałoby lepsze efekt). Postawcie się w sytuacji autora projektu. Osoba początkująca, chciała rozwiązać jakiś problem, zrobiła jak umiała i "układ działał". Jak taka osoba miałaby się sama domyślić przed opisaniem projektu, że jej układ jest błędnie wykonany? Przecież umyślnie nikt nie robiłby go błędnie, problem wynika z niewiedzy lub (co bardziej prawdopodobne) błędnego zrozumienia tematu.

[Elvis]

W sumie to jest dobre pytanie - co jest takiego złego w projekcie kolegi @Bystrzacha? Bo faktycznie wszyscy narzekają, ale jeszcze nic konkretnego, poza schematem rysowanym długopisem się nie pojawiło. Przy okazji użycie dodatkowej baterii nie jest błędem, może nie jest optymalne, ale w końcu to nic złego.

A tak jak napisałem wcześniej - w programach widzę o wiele więcej strasznego kodu niż na tym schemacie i jakoś nikt nie protestuje.

[Sabre]

Układ nie jest wykonany prawidłowo, to prawda, ale działa. Działa tylko dzięki przypadkowi czy raczej pewnym ograniczeniom jakie na układ zostały narzucone. Nie wiem skąd @Bystrzacha wziął taki schemat i na podstawie jakiego toku rozumowania podłączył tam baterię 1,5V.

Układ działa tylko dlatego, że suma napięć V_CE fototranzystora w nasyceniu i V_BE BD911 będą równe właśnie około 1,5V (około 0,8V dla fototranzystora z PC817 i około 0,7V dla złącza baza-emiter tranzystora BD911). Przy zasilaniu tych złącz z baterii 1,5V prąd powinien się sam ustabilizować na poziomie około 20-30mA zgodnie z dokumentacją PC817.

Nie jest to prawidłowe wykorzystanie tych elementów i baterii 1,5V. Przy takim podłączeniu, prąd tranzystora BC911 nie będzie zbyt wysoki i raczej nie spodziewałbym się niczego powyżej 1A. Układ będzie działał nawet na nieświeżej baterii, bo spadek napięcia zasilania tych złącz, spowoduje mniejszy prąd kolektora fototranzystora, przez co jego napięcie V_CE spadnie, bałbym się bardziej sytuacji, gdy zostanie podłączona nowa bateria, której napięcie może przekroczyć 1,6V. Spowoduje to przepływ zbyt wysokiego prądu przez fototranzystor i może doprowadzić do jego uszkodzenia.

[Elvis]

A moim zdaniem ten układ będzie tak samo dobrze działał przy naładowanej baterii powiedzmy do 1,6V - a nawet 2V. Proponuję na początek popatrzeć na charakterystykę zastosowanego fototranzystora - on po prostu większego prądu niż powiedzmy 30mA z siebie nie wypuści. Natomiast tranzystor BD911 nawet dziesięciokrotnie większy prąd na bazę przyjmie bez problemu. Jest to więc bardzo niezgrabny układ, ale w tym fragmencie raczej nie całkiem niepoprawny.

Jak dla mnie błąd jest po drugiej stronie - transoptor ma diodę podłączoną bezpośrednio do Arduino. A to działa tylko dlatego że wydajność prądowa mikroprocesora jest niewielka - inaczej popsułby się i procek i dioda.