חדשות טובות! זה הולך להיות זול! :-)
מחלק נגדים פשוט יביא את ה -12 וולט ל -5 וולט שארדואינו יכול לעכל. ניתן לחשב את מתח המוצא כ-
\ $ V_ {OUT} = \ dfrac {R2} {R1 + R2} V_ {IN} \ $
ערכי הנגד בטווח של 10 kΩ הם בחירה טובה. אם ה- R2 שלך הוא 10 kΩ אז R1 צריך להיות 14 kΩ. כעת 14 kΩ אינו ערך סטנדרטי, אך 15 kΩ הוא. מתח הכניסה שלך יהיה 4.8 וולט במקום 5 וולט, אך הארדואינו יראה זאת עדיין כרמה גבוהה. יש לך גם קצת מרווח ראש למקרה ש 12 וולט צריך להיות גבוה מדי. אפילו 18 kΩ עדיין יעניקו לך 4.3 וולט מספיק גבוהים, אבל אז אתה צריך להתחיל לחשוב על 12 וולט נמוך מדי. האם המתח עדיין יראה כגבוה? הייתי מקל על ה- 15 kΩ.
ערוך
אתה מזכיר סביבת רכב ואז אתה זקוק להגנה נוספת. 12 וולט של המכונית אף פעם לא לגמרי 12 וולט, אבל לרוב גבוה יותר, עם פסגות של כמה וולט מעל 12 וולט הנומינלי (למעשה נומינלי דומה יותר ל -12.9 וולט, עם 2.15 וולט לתא.) ניתן למקם זנר 5 וולט. דיודה במקביל ל- R2, וזה אמור לנתק כל מתח גבוה מ- 5 הזנר. אבל מתח הזנר משתנה עם הזרם, ובזרם הכניסה הנמוך הנגדים נותנים לך שהוא ינותק במתח נמוך יותר. פיתרון טוב יותר יהיה שיהיה דיודת שוטקי בין קלט הארדואינו לבין אספקת 5 וולט. ואז כל מתח כניסה גבוה מ -5.2 וולט יגרום להתנהלות דיודת שוטקי, ומתח הכניסה יוגבל ל -5.2 וולט. אתה באמת צריך דיודת שוטקי בשביל זה, דיודת PN נפוצה כוללת ירידה של 0.7 וולט במקום שוטקי. 0.2 וולט ואז מתח הכניסה המרבי 5.7 וולט עשוי להיות גבוה מדי.
עדיף
מצמד האופטי של מייקל הוא אלטרנטיבה טובה, אם כי קצת יותר יקרה. לעתים קרובות תשתמש במצמד אופטי כדי לבודד קלט מפלט, אך תוכל גם להשתמש בו כדי להגן על קלט כמו שאתה רוצה כאן.
איך זה עובד: זרם הקלט מדליק את נורית ה- LED האינפרא-אדום, הגורם לזרם יציאה דרך הפוטו-טרנזיסטור. היחס בין זרם הקלט והפלט נקרא CTR , עבור יחס העברה נוכחי. ל- CNY17 יש שיעור קליקים מינימלי של 40%, מה שאומר שאתה צריך קלט 10 mA עבור פלט של 4 mA. בואו נלך על קלט 10 mA. ואז R1 צריך להיות (12 V - 1.5 V) / 10 mA = 1 kΩ. נגד הפלט יצטרך לגרום לירידה של 5 וולט ב -4 מיליאמפר, ואז זה אמור להיות 5 וולט / 4 מיליאמפר = 1250 Ω. עדיף שיהיה לך ערך קצת יותר גבוה, המתח בכל מקרה לא יירד יותר מ -5 וולט. 4.7 kΩ יגביל את הזרם לכ -1 mA.
Vcc הוא אספקת 5 וולט של הארדואינו, וווט הולך לקלט של הארדואינו. שים לב שהכניסה תהיה הפוכה: היא תהיה נמוכה אם ה -12 וולט קיים, גבוה כשלא. אם אינך רוצה בכך, תוכל להחליף את מיקום הפלט של מצמד האופטי ואת הנגד הנמשך.
ערוך 2
כיצד פתרון מצמד האופטי אינו מתאים. לפתור את בעיית מתח יתר? מחלק הנגדים הוא יחס יחס: מתח המוצא הוא מנות קבועות של הקלט. אם חישבתם עבור 5 וולט ב 12 וולט, אז 24 וולט ייתן 10 וולט. לא בסדר, ומכאן דיודת ההגנה.
במעגל מצמד האופטי אתה יכול לראות שבצד הימני, שמתחבר לסיכת הקלט של הארדואינו אין מתח גבוה מ- 5 וולט בכלל. אם מצמד האופטי פועל אז הטרנזיסטור ישאוב זרם, השתמשתי ב -4 mA בדוגמה לעיל. 1.2 kΩ יגרום לירידת מתח של 4.8 וולט, עקב חוק אוהם (התנגדות כפול הנוכחי = מתח). ואז מתח המוצא יהיה 5 וולט (Vcc) - 4.8 וולט על פני הנגד = 0.2 וולט, זו רמה נמוכה. אם הזרם יהיה נמוך יותר גם ירידת המתח תהיה קטנה יותר ומתח המוצא יעלה. זרם 1 mA, למשל, יגרום לירידה של 1.2 וולט, והפלט יהיה 5 וולט - 1.2 וולט = 3.8 וולט. הזרם המינימלי הוא אפס. אז אין לך מתח על פני הנגד, והפלט יהיה 5 V. זה המקסימום, אין שם שום דבר שייתן לך מתח גבוה יותר.
מה אם מתח הכניסה יהפוך גבוה מדי? אתה מחבר בטעות סוללת 24 וולט במקום 12 וולט ואז זרם ה- LED יוכפל ויהווה 10 mA ל 20 mA. CTR של 40% יגרום לזרם יציאה של 8 מילי-אמפר במקום ל -4 מילי-אמפר מחושב. 8 mA דרך הנגד 1.2 kΩ יהיה ירידה של 9.6 וולט. אבל מהספק של 5 וולט שיהיה שלילי, וזה בלתי אפשרי; אתה לא יכול לרדת נמוך מ 0 וולט כאן. אז בעוד שמצמד האופטי מאוד ירצה לצייר 8 mA, הנגד יגביל את זה. הזרם המקסימלי דרכו הוא כאשר 5 וולט המלאים חוצה אותו. הפלט יהיה אז ממש 0 וולט, והזרם 5 וולט / 1.2 קילו = 4.2 מיליאמפר. אז כל ספק הכוח שתצרף את זרם המוצא לא יעלה יותר מזה, והמתח יישאר בין 0 וולט ל -5 וולט. אין צורך בהגנה נוספת.
אם אתה מצפה למתח יתר תצטרך בדוק אם הנורית של מצמד האופטיקה יכולה להתמודד עם הזרם המוגבר, אך ה- 20 mA לא יהווה בעיה עבור מרבית המצמדים האופטיים (לעיתים קרובות הם מדורגים במקסימום 50 mA), וחוץ מזה זה עבור מתח כניסה , שכנראה לא יקרה IRL.