Prośba o pomoc w doborze komponentów do mojego projektu

[Telfexo]

Cześć, posiadam zestaw do kursu podstawowego arduino i chciałbym za jego pomocą sterować paroma rzeczami, potrzebuje wytworzyć sztuczne środowisko o określonych parametrach w małym pojemniku. Zawodowo pracuje jako programista i raczej bez problemów zaprogramuje układ, ale niestety nie jestem elektronikiem, więc chciałbym poprosić Was o pomoc w doborze podzespołów.

Mój projekt składa się z następujących podzespołów:

• wiatrak komputerowy DC 12V 0.20A,
• wiatrak komputerowy DC 12V 0.14A,
• atomizer wody DC 24V 800mA,
• czujnik temperatury i wilgotności DHT21 (AM2301) DC 5.5V 1.5mA,
• wyświetlacz LCD
• pasek led DC 5V 1.8A (potrzebuję max 30 cm, ale nie mogłem znaleźć),
• mata grzewcza 5V 2A.

Całość (włącznie z zasilaniem arduino) chciałbym podłączyć do gniazdka 230V, również chciałbym mieć możliwość regulacji pracy następujących elementów: wiatraki, atomizer wody, zmiana kolorów led oraz siła grzania maty grzewczej.

Moje pytania:

1. z tego co znalazłem to do zmiany napięcia służą transformatory, tak że z jednej strony podpinam 230V a z drugiej mam 24V, ale jak zrobić aby mieć również 5V dla urządzeń, które potrzebują mniejszego napięcia?
2. odnośnie regulacji pracy urządzeń, wiem że istnieją potencjometry, ale mocą chciałbym sterować wyłącznie programowo, czy sygnał PWM + przekaźnik by się do tego nadawał? Trochę mi się to nie klei, bo przekaźnik by pstrykał jak szalony.
3. jakich zabezpieczeń i gdzie powinienem użyć? Mam na myśli że np przed diodą led należy zainstalować rezystor aby się nie spaliła, i w podobny sposób chciałbym zabezpieczyć mój projekt.

Byłbym mega wdzięczny za wskazówki, jak uzbieram dostatecznie dużo wiedzy, spróbuję rozrysować cały układ.

 

Edytowano Listopad 1, 2022 przez Telfexo

[Treker (Damian Szymański)]

Witam na forum 🙂

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

z tego co znalazłem to do zmiany napięcia służą transformatory, tak że z jednej strony podpinam 230V a z drugiej mam 24V, ale jak zrobić aby mieć również 5V dla urządzeń, które potrzebują mniejszego napięcia?

Tak, ale transformatory używa się dla napięć przemiennych. Jeśli u Ciebie cały układ będzie działał na napięciu stałym to najprościej kup po prostu gotowy zasilacz na 24 V, a dla reszty podzespołów możesz wykorzystać stabilizatory napięcia lub przetwornice DC/DC. Więcej na ten temat znajdziesz w tutaj - koniecznie przeczytaj, bo to wiele wyjaśni.

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

odnośnie regulacji pracy urządzeń, wiem że istnieją potencjometry, ale mocą chciałbym sterować wyłącznie programowo, czy sygnał PWM + przekaźnik by się do tego nadawał? Trochę mi się to nie klei, bo przekaźnik by pstrykał jak szalony.

Niektóre wentylatory mają wbudowane sterowniki, możesz jednak wykorzystać też mostek H lub tranzystor i sterować je za pomocą PWM. Przekaźnik nie może być używany przy tego typu sterowaniu.

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

jakich zabezpieczeń i gdzie powinienem użyć? Mam na myśli że np przed diodą led należy zainstalować rezystor aby się nie spaliła, i w podobny sposób chciałbym zabezpieczyć mój projekt.

To już zależy od konkretnych podzespołów, które wybierzesz i określisz sposób zasilania i sterowania.

Temat obszerny, udzieliłem ogólne odpowiedzi - daj znać co się rozjaśniło, a co potrzeba bardziej wytłumaczyć 🙂

[H1M4W4R1]

1 godzinę temu, Treker napisał:

Tak, ale transformatory używa się dla napięć przemiennych. Jeśli u Ciebie cały układ będzie działał na napięciu stałym to najprościej kup po prostu gotowy zasilacz na 24 V, a dla reszty podzespołów możesz wykorzystać stabilizatory napięcia lub przetwornice DC/DC. Więcej na ten temat znajdziesz w tutaj - koniecznie przeczytaj, bo to wiele wyjaśni.

Powiem tylko, że z transformatora też można zrobić niezłą przetwornicę używając PWM, ale wtedy nie masz stałego napięcia wyjściowego tylko regulowane względem wypełnienia, gdyż bazuje to na wyładowaniach na cewce pierwotnej po zaniku zasilania. Jak ktoś potrzebuje przykładu polecam poszukać AVT738. Chociaż w tym przypadku lepsze są przetwornice DC/DC, gdyż to nie będzie urządzenie wysokonapięciowe 😉 

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

z tego co znalazłem to do zmiany napięcia służą transformatory, tak że z jednej strony podpinam 230V a z drugiej mam 24V, ale jak zrobić aby mieć również 5V dla urządzeń, które potrzebują mniejszego napięcia?

Tak jak kolega Treker wspomniał: przetwornice DC/DC.

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

odnośnie regulacji pracy urządzeń, wiem że istnieją potencjometry, ale mocą chciałbym sterować wyłącznie programowo, czy sygnał PWM + przekaźnik by się do tego nadawał? Trochę mi się to nie klei, bo przekaźnik by pstrykał jak szalony.

Przekaźnik w krótkim czasie by się zespawał 😉 Są przed tym zabezpieczane, ale po kilkunastu tysiącach pstryknięć dalej się psują. W tym przypadku interesują cię tranzystory MOSFET.

Dnia 31.10.2022 o 22:57, Telfexo napisał:

jakich zabezpieczeń i gdzie powinienem użyć? Mam na myśli że np przed diodą led należy zainstalować rezystor aby się nie spaliła, i w podobny sposób chciałbym zabezpieczyć mój projekt.

Diodę równolegle do wentylatora umieszczoną w kierunku zaporowym (tak by nie przewodziła jak sterujesz wentylatorem). Inaczej bardzo łatwo uszkodzić tranzystory sterujące (albo układy). Do sterowania poczytaj o mostku H, to najwygodniejsze rozwiązanie jeżeli potrzebujesz dwóch kierunków.

Obciążenia działające 24/7 podłączasz przez pojedynczy tranzystor wzmacniający 😉 

Edytowano Listopad 2, 2022 przez H1M4W4R1

[Telfexo]

Dziękuje wszystkim za odpowiedź!

Dalej zapoznaje się z tematem, jak narazie spróbowałem stworzyć schemat na którym przedstawiam jak chce podłączyć zasilanie do urządzeń przy pomocy stabilizatorów napięcia. Poprosiłbym o odpowiedź czy to jest prawidłowe podłączenie oraz komponenty?

 

Edytowano Listopad 3, 2022 przez Telfexo

[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

[H1M4W4R1]

Jak by to ująć... stablizator napięcia może maksymalnie wypluć ok. 1A, ale w rzeczywistości bliżej 0.6A. Twoja mata grzewcza sama pobiera 2A, co spowoduje, że ze stabilizatora zostanie tylko kawałek usmalonego plastiku (spali się). Poza tym drop z 24V do 5V powoduje znaczne nagrzewanie się stabilizatora, który nie był projektowany do takich zastosowań. Zwłaszcza pod takimi obciążeniami. Takim scalakiem możesz co najwyżej zasilić jakiś mikrokontroler albo układ logiczny.

Jeżeli masz dostęp tylko do 24V to poczytaj o przetwornicach impulsowych i tranzystorach MOSFET, bo inaczej możesz wywołać pożar 😉 

Pomijając to, że LM78XX wymagają kondensatorów rzędu 330nF na wejściu i wyjściu dla prawidłowej pracy, ale one (stablizatory) nie powinny się w tym układzie znajdować. Prędzej coś takiego: https://allegro.pl/oferta/przetwornica-napiecia-3-40v-3a-step-down-lm2596s-9838992028, ale to też z radiatorem i aktywnym chłodzeniem... Chyba, że coś na większą moc: https://allegro.pl/oferta/zasilacz-przetwornica-dc-dc-cc-step-down-300w-11159390436, wtedy nie będzie problemów z niedoborami mocy, bo widzę, że kolega nie respektuje praw fizyki 😄 

Jak zaczniesz pobierać większy prąd niż jest przewidziany dla danego układu przetwornicy / stabilizatora to zacznie się grzać i nastąpi spadek napięcia, którego charakterystyka zależy od zastosowanego układu.

Diody na wentylatorach można pominąć, o ile będą one zasilane stałym napięciem (nie będzie to sygnał PWM). Wtedy samoindukcje cewek nie powinny nastąpić (poza włączeniem i wyłączeniem układu).

 

Edytowano Listopad 3, 2022 przez H1M4W4R1

[Telfexo]

Dzięki za odpowiedź, wiem co zrobiłem źle, przygotuje coś mniej palnego 😛

 

[Telfexo]

@H1M4W4R1 Dlaczego, w momencie gdy oba wiatraki są 12 V, jeden 0.20 A drugi 0.6 A czyli łącznie będą pobierać prąd o natężeniu 0.26 A, nie mogę użyć stabilizatora L7812CV, który ma parametry:

•  napięcie wyjściowe: 12 V
•  maksymalny prąd wyjściowy: 1,5 A (pewnie mniej będzie koniec końców)
•  maksymalne napięcie wejściowe: 35 V

Czy drop z 24 V do 12 V też będzie tak mocno nagrzewał stabilizator? przecież maksymalne napięcie wejściowe według producenta to może być 35 V. 

Nie upieram się że muszę go użyć, pytam bo chcę lepiej zrozumieć to zagadnienie.

[Telfexo]

4 godziny temu, H1M4W4R1 napisał:

Jeżeli masz dostęp tylko do 24V [...]

Mam dostęp do 230 V, ale redukuje to do 24 V bo tyle potrzebuje atomizer.

[Telfexo]

4 godziny temu, H1M4W4R1 napisał:

Diody na wentylatorach można pominąć

Co masz na myśli pisząc diody? Dioda kojarzy mi się z diodą led, ale nie dałem ich na schemacie koło wentylatorów.

[H1M4W4R1]

28 minut temu, Telfexo napisał:

Dlaczego, w momencie gdy oba wiatraki są 12 V, jeden 0.20 A drugi 0.6 A czyli łącznie będą pobierać prąd o natężeniu 0.26 A, nie mogę użyć stabilizatora L7812CV

Możesz go użyć, to bardziej tyczyło się tych 5V i obciążenia na nich...

29 minut temu, Telfexo napisał:

Czy drop z 24 V do 12 V też będzie tak mocno nagrzewał stabilizator?

Raczej nie aż tak mocno, ale radiator pewnie będzie potrzebny.

7 minut temu, Telfexo napisał:

Mam dostęp do 230 V, ale redukuje to do 24 V bo tyle potrzebuje atomizer.

W takim przypadku osobiście zastosowałbym raczej kilka zasilaczy na różne napięcia spiętych masami, ale to zależy od preferencji. Zasilacz zazwyczaj ma dużo lepsze zabezpieczenia...

4 minuty temu, Telfexo napisał:

Co masz na myśli pisząc diody? Dioda kojarzy mi się z diodą led, ale nie dałem ich na schemacie koło wentylatorów.

To była dygresja odnośnie mojego wcześniejszego wpisu o diodach zaporowych. Konkretniej o to zdanie:

Dnia 2.11.2022 o 10:41, H1M4W4R1 napisał:

Diodę równolegle do wentylatora umieszczoną w kierunku zaporowym (tak by nie przewodziła jak sterujesz wentylatorem). Inaczej bardzo łatwo uszkodzić tranzystory sterujące (albo układy). Do sterowania poczytaj o mostku H, to najwygodniejsze rozwiązanie jeżeli potrzebujesz dwóch kierunków.

Ale, że wentylatory działają cały czas to traci to sens, chyba, że chcesz sterować ich prędkością, wtedy dioda prostownicza okaże się niezbędna 😉 

[Telfexo]

23 minuty temu, H1M4W4R1 napisał:

Raczej nie aż tak mocno, ale radiator pewnie będzie potrzebny.

Więc jeśli będzie potrzebny radiator, to żeby nie kombinować to użyłbym tej przetwornicy do redukcji 24V -> 12V i zasilenia dwóch wiatraków.

23 minuty temu, H1M4W4R1 napisał:

W takim przypadku osobiście zastosowałbym raczej kilka zasilaczy na różne napięcia spiętych masami, ale to zależy od preferencji. Zasilacz zazwyczaj ma dużo lepsze zabezpieczenia...

Chciałbym spróbować z jednym zasilaczem, którego podłącze do 230 V a na wyjściu będzie miał 24 V, ze względów praktycznych.

23 minuty temu, H1M4W4R1 napisał:

Ale, że wentylatory działają cały czas to traci to sens, chyba, że chcesz sterować ich prędkością, wtedy dioda prostownicza okaże się niezbędna 😉 

No właśnie chce sterować ich prędkością. W międzyczasie zorientowałem się że wiatraki są modelem z PWM (4 pin), pobawiłem się nimi i udało mi się sterować prędkością za pomocą sygnału PWM.

Wszystko super, tylko że nawet jak wysyłałem tylko sygnał LOW do wiatraka to on się dalej powoli kręcił, zasilanie miał zewnętrzne. Zależy mi aby móc go całkowicie wyłączyć, czy tu powinienem użyć tranzystora MOSFET?

Zasadniczo jeśli chce mieć możliwość wyłączania urządzeń to muszę użyć tranzystora MOSFET również do maty, ledów oraz atomizera.

Edytowano Listopad 3, 2022 przez Telfexo

[H1M4W4R1]

38 minut temu, Telfexo napisał:

Wszystko super, tylko że nawet jak wysyłałem tylko sygnał LOW do wiatraka to on się dalej powoli kręcił, zasilanie miał zewnętrzne. Zależy mi aby móc go całkowicie wyłączyć, czy tu powinienem użyć tranzystora MOSFET?

Zasadniczo jeśli chce mieć możliwość wyłączania urządzeń to muszę użyć tranzystora MOSFET również do maty, ledów oraz atomizera.

Do wyłączania wystarczyłby zwykły przekaźnik, ale MOSFET'y są praktyczniejsze, bo są mniejsze, bardziej energooszczędne i szybsze 😉 Jedyna wada to brak izolacji galwanicznej, ale i to da się zrobić jak zna się parę sztuczek.

Jeżeli wentylator ma wbudowany sterownik PWM to zazwyczaj w tańszych modelach przy sygnale niskim będzie się kręcił bardzo wolno. (Czasami dodanie kondensatora na przewodzie PWM pomaga).

Ale z zasady lepiej użyć do tego MOSFET'a. W moim przypadku zwykle przełączam ciut większe obciążenia niż te 10W grzałki. (Tak jakieś 36-100x większe).

MOSFET'y są tanie jak barszcz, zwłaszcza te ze starych zapasów. Ja zwykle zaopatruję się tutaj: https://shop.tvsat.com.pl/, tylko trzeba umieć dobrze poszukać 😞 (mają też sklep na Allegro, ale tam nie mają całego asortymentu).

A co do diody (o ile nie ma wbudowanej) to miałem na myśli takie coś:

Cewka i rezystor to reprezentacja wentylatora. Dioda ma za zadanie stłumić przepięcia wynikające ze sterowania PWM.

[PiotrekEl]

11 godzin temu, Telfexo napisał:

Dlaczego, w momencie gdy oba wiatraki są 12 V, jeden 0.20 A drugi 0.6 A czyli łącznie będą pobierać prąd o natężeniu 0.26 A,...

0.20A + 0.6A to da razem 0.8A a nie 0.26A😉

[H1M4W4R1]

1 godzinę temu, PiotrekEl napisał:

0.20A + 0.6A to da razem 0.8A a nie 0.26A

Widziałeś wentylator na 12V 0.6A? Może istnieją, nie wiem... Mnie się jeszcze nie zdarzyło (chyba, że na 5V). 😄 Po prostu był tam błąd, który automatycznie skorygowałem w pamięci, dlatego się nie czepiałem.

[Telfexo]

Na tym schemacie skupiłem się na pokazaniu jak chce podłączyć zasilanie, podzespoły oraz mosfety, nie zaznaczyłem połaczenia LCD, podłącze go tak jak jest opisane w kursie, z wyjątkiem zasilania, które będzie z przetwornicy. Rownież czujnik podłącze tak jak jest opisane na stronie produktu.

Co się zmieniło od poprzedniego diagramu:

• zdecydowałem się skorzystać z dwóch identycznych przetwornic aby nie martwić się o obciążenie,
• dodałem MOSFETY,
• dodałem arduino,
• zrezygnowałem z ledów, ponieważ nie mogę znaleźć odpowiednich, kiedy indziej je dodam.

Pytanie, jakich użyć zabezpieczeń oraz gdzie powinny się znajdować?

Edytowano Listopad 4, 2022 przez Telfexo