Ардуина + нагреватель = смерть

dasLogin
Идет загрузка
Загрузка
18.01.2020
9311
43
Вопросы и ответы

Странный эффект - когда включаю ардуиной нагреватель, ардуина умирает.

Нагреватель стандартный от головки принтера, включаю через транзистор (npn - КТ819Б), нагреватель в цепи коллектора, ключевой режим - всё как по учебнику. Сигнал с ардуины на базу подаётся через защитный резистор на 470 Ом.

Если включать светодиод с таким же потреблением по току и напряжению, как и нагреватель, то всё работает замечательно, но стоит заменить светодиод на нагреватель, как ардуине смерть.

Питаю ардуинку через универсальный последовательный порт, а нагреватель от БП на 12 В и 33 А, соединив нули. Светодиод питал от тех же источников.

Поскольку светодиод работает, ошибку в монтаже и схеме можно исключить.

Единственное, что приходит в голову, это индуктивность нагревателя, которая в теории может дать выброс при включении, но найти этого параметра я не смог, скорее всего индуктивность настолько мала, что ею можно пренебречь.

Если включать транзистор не через ардуину, а от БП на 5 В, то всё работает.

Если в этой схеме заменить транзистор релюхой, то всё работает замечательно, но щёлканье убивает.

Может есть идеи, что бы это могло быть? А то не хочется продолжать эксперименты - хоть и Новый год, а ардуинки не на ёлке достались.

Ответы на вопросы

Ответы

18.01.2020 в 21:09
0

Комментарий скрыт

19.01.2020 в 16:03
0

1.Если ставишь биполярник, ставь оптрон между транзистором и контроллером например pc817

2.По питанию контроллера поставь кондёр примерно 1000uF.

И будет счастье.

А лучше ставь полевик с драйвером, без заморочек. 

18.01.2020 в 21:36
0

транзистор замените на полевой. у него изолированный управляющий вход. Для биполярного такой мощности нужен драйвер, тоже хорошей мощности, иначе ток проходя через транзистор сжигает выход ардуины.

и развязывающий резистор ставится не наобум, как у полевиков, а по току базы, чтоб вывести транзистор на желаемый режим работы.

18.01.2020 в 21:47
0

Если хочется управлять непосредственно ардуиной то придётся искать полевик с логическим уровнем управления. Иначе получите ещё один нагреватель)). Если обычный (типо 44z) то использовать драйвер. 

18.01.2020 в 21:54
0

а вот порт ардуины отцепить от резистора, все включить ... то напряжение между портом и резистором должно быть не сотня вольт (переменное), а у вас скорее всего так и виной тому отсутствие СУП, оно же заземление зануление  и т. п. 

18.01.2020 в 22:23
0

Обычный транзистор не помощник. Нужен полевой или MOSFET такой как IRF3205 или обратной полярности, вместо драйвера можно стабилизатор использовать. Я вот так сделал, правда для стола, до сих пор работает.

18.01.2020 в 22:30
1

Могу предположить что обратные ток коллектор-база у этого транзистора относительно велик и порт пробивается высоким напряжением (12 В). В случае же светодиода, который на 12 В, это не линейный прибор на нём почти все эти 12 вольт и падают и на порт не идут. Так что индуктивность здесь не причём.

Лучший способ решения - ставить полевик. Если очень нужен биполярный - увеличить резистор с порта на базу (но может не хватить коэф усиления) и поставить диод плюсом на порт, минусом на + питания ардуины.

20.01.2020 в 01:58
-1

Бред, база-эмитер, по сути, обычный диод, и напряжение на базе не превысит 0,6-0,8. Скорее всего автор прав, и нагреватель имеет достаточно высокую индуктивность. В таком случае при отключении происходит скачек напряжения, причём не на пине, а по питанию. Был бы нормальный БП на 5В, то он бы, скорее всего, сожрал бы этот скачек, а маломощный БП последовательного порта просто не справляется. Можно попробовать диод параллельно нагреватель поставит, или кондер по питанию побольше поставить или по питанию поставить стабилитрончик 6В, для ограничения напряжения. Ну или все вместе. 

20.01.2020 в 01:58

Комментарий удалён

18.01.2020 в 22:52
0

А если нареватель не мощный - драйвер подойдёт? 12 вольт нареватель. Думаю подойдёт...

18.01.2020 в 23:29
0

Вместо биполярника используйте полевик, и всё получится. Ну или для биполярника сделайте драйвер.

Полевики сильно мощные не надо, потому что вместе с увеличением размера кристалла растёт также ёмкость затвора и, соответственно, ток, необходимый для управления транзистором. Для мощных полевиков придётся использовать драйвер.

Полевики следует использовать с управлением логическим уровнем (которые могут полностью открываться при напряжении всего 4.5В)

Например для 12В нагревателя мощностью 40Вт достаточно использовать полевик с максимальным током в 10А. У него достаточно маленькая ёмкость затвора и выходной мощности порта атмеги  (при условии напряжения на порте 5В, а не 3.3В) вполне хватит для управления таким транзистором без дополнительного драйвера.

Для использования обычного полевика (не логического) придётся обязательно ставить драйвер на 12В, потому что 5В обычный полевик гарантированно не откроет.

Люди, который советуют использовать монстров типа IRF44Z или IRF3205 совершенно не понимают, что советуют и предлагают стрелять из пушки по воробьям.

Как пример того, что будет работать 100% (специально взял из прайса чип и дипа): IRF7401, IRF7811

20.01.2020 в 10:37
0

А вы в курсе что, на плате 3D принтера стоят монстры не хуже irf44.?  Скажем на стол подогреваемый канал в 100А не новость. 

Там пользу HEXFET  Транзисторы с логическим затвором. У него макс затворное напряжение 10В. В отличие от обычного FET  с затвором 20В и докумпнтированным RDS при напряжении GS 10V

20.01.2020 в 15:35
0

Ваш стоящий на плате монстр по характеристикам будет куда скромнее малыша IRFH5301TR. Его я привёл в пример исключительно из-за дешевизны. Есть куда более интересные решения в том же корпусе.

20.01.2020 в 21:45
0

Да не суть, человек хочет рулить с дуины  нагрузкой. Норм полевик и 100к между затвором и истоком = долгая и счастливая жизнь дуины и полевика хороший лог. Транзистор сможет прокачать 10А без радиатора. И 4А подавно прокачает (если тэн 50Вт) тэн от головы принтера

19.01.2020 в 00:15
0

Я бы поставил мосфет. Сопротивление перехода минимально, токи держат большие, не греются... и уровень открывания как раз под выходное напряжение ардуино заточен. Я на ардуино даже 220 вольт коммутировал, но там оптрон ставил. 

19.01.2020 в 01:31
0

Разделите ардуину и 819-ый эмиттерным повторителем.

19.01.2020 в 02:46
0

Mosfet, с подтяжкой управляемого пинта к земле (1-10 кОм) и токоограничевающим резистором (200-300 Ом). Далее можно даже температуру вашего нагревателя менять - ШИМ в помощь! 

PS. Номиналы сопротивлений варьируются в зависимости от mosfet`а. 

(у меня тоже в гараже 819-ые есть - память о детстве :) 

19.01.2020 в 19:21
0

Мосфеты, оптроны... Где только слов-то таких набрались...

Всем спасибо за помощь!

Ближайший оптрон на другом конце Москвы, так что решил задачу проще: из второго КТ819Б сделал в спарке с первым транзистор Дарлингтона и ничто не сгорело, потребление от ардуины 8 мА. По сути тот же эмиттерный повторитель, только проще. Остальную схему оставил без изменений.

А смертоносность нихрома спишем на чудо.

20.01.2020 в 10:26
0

Ваше решение с Дарлингтоном - это всё равно, что вместо ложки кушать суп половником. Причём кушать из маленькой плошки половником, размером с ведро.

Так же посоветую немного выучить схемотехнику и что такое эмиттерный повторитель в частности. Эмиттерный повторитель называется так, потому что нагрузка включена в цепь эмиттера и напряжение на нагрузке полностью повторяет напряжение на базе транзистора. Усиление идёт только по току, но не по напряжению.

Вы же, судя по верхней схеме, включили нагрузку в цепь коллектора и получили подключение с общим эмиттером. Эта схема включения усиливает не только ток, но и напряжение.

Ну и, в добавок, изначально использовать в схеме транзистор с низким коэффициентом усиления (а для КТ819Б он равен 20) при том, что ток базы не должен превышать 20мА - это даже не извращение, а что похуже.

20.01.2020 в 11:39
0

Не совсем так. В схеме Дарлингтона первый транзистор включён по схеме как раз таки повторителя.

А h21 у КТ819Б не 20, а от 20 до 200 по паспорту. Согласен - не много, но работает. В худшем случае транзистор просто не открылся бы - там защитный резистор стоит, который не позволит взять с ардуины больше 10 мА.

20.01.2020 в 15:30
0

Вы понимаете, что всё управление что подогревом хотэнда, что подогревом стола можно реализовать в размерах платы всего 1х1см? А если не гнаться за новинками полупроводниковой промышленности, то 1х2см.

У Вас же размер стремится к бесконечности, а надёжность к минимуму. :)

20.01.2020 в 16:02
0

Нихром в любом случае я бы зашунтировал диодом) 

20.01.2020 в 21:44
0

Похоже, туда кондёр нужен керамический порядка 0,1 мкФ. Жаль, у меня таких нет.

Пока единственное, что приходит в голову - это при включении обратный импульс напряжения, препятствующий изменению тока. Такой импульс может просто не успеть открыть p-n-переход, а через керамический конденсатор он пройдёт замечательно. Но именно керамический - у электролитов большая индуктивность.

20.01.2020 в 22:35
0

При использовании полевика диод уже стоит от производителя. :)

21.01.2020 в 08:52
0

Стоит конечно, но он против направления тока, не поможет. Я про диод для гашения самоиндукции на мощной нагрузке при закрытии транзистора. 

19.01.2020 в 19:21
0

Можно поставить бесконтактное реле, оно не щелкает.

19.01.2020 в 19:51
0

У КТ819Б коэффициент передачи тока 20.

Нагреватель если 40Вт, ток будет около 3.3А при 12в.

Соответственно 3.3/20=0.165А

165мА на базу ему надо дать, чтобы пропустить нужный ток.

Так что транзистор даже не способен открыться как надо при таком сопротивлении резистора, не говоря уже о максимальных 20мА на ногу микроконтроллера)

20.01.2020 в 21:39
0

У КТ819Б h21 от 20 до 225 по паспорту. Но это ерунда - защитный резистор в полкилоома не даст взять с ардуины больше 10 мА, даже если базу соединить с нулём, так что в самом худшем случае транзистор просто не открылся бы. Но он открылся - светодиод же зажигает, а там тоже потребление около 2.5 А. Проблема не в этом, а в сгорании ардуины при замене светодиода в нагрузке на нагреватель.

19.01.2020 в 20:17
0

Если транзисторы только советские: 818й транзистор в плюсовую цепь, с плюса на базу закрывающий резистор 1к, с базы резистор 470 и 315й транзистор на землю для его открытия. 315 откроешь через 1к и буквы подальше чем Б хотя бы Г

20.01.2020 в 10:32
0

Вы батенька не знаете о том, что у биполярника есть базовый ток и у кт819 он больше чем ток через ардуину со всеми портами. Вам подойдёт транзистор hexfet или аналогичный с логическим затвором 

IRLZ44, IRFIxx, IRL или любой hexfet иначе столкнетесь с проблемой, что транзистор прогревается сильнее нагревателя) у обычных  fet транзисторов в ДШ сопротивление канала указано для 10В , а в дуине 5. На лицо будет недооткрытие канала и перегрев. 

20.01.2020 в 10:59
0

Меня аж заколбасило как увидел Вашу схему... НИКОГДА ТАК НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ! Пожалуйста, не ленитесь правильно анализировать, смотреть в даташиты. Ну хотя бы в рабочие примеры посмотрите.

Вот схема которая Вам нужна:

Пояснения к схеме:

Оптрон U6 - PC817, транзистор Q1 - любой FET подходящий по току и сопротивлению канала. Чем меньше сопротивление канала тем лучше, греться меньше будет. Ограничительный резистор R8 - 150...200 ом для напряжения управления 3.3 вольт и 300...470 ом для напряжения управления 5 вольт. Во всяком случае ток через светодиод должен быть 20...25мА для этого оптрона.

Почему я применяю оптроны: 

1. Изоляция контроллера от силовых цепей. Он не сгорит.

2. Максимальное открытие канала даже при напряжении 3 вотльта (минимальное сопротивление канала). Для максимального открытия IRLxxxx на затвор надо подать 5...6 вольт. А для IRFxxxx все 10 вольт. (смотрим даташиты)

По этой схеме у меня работают все силовые цепи (Bed, Hot, Fan) и ничего не греется вообще! Ну кроме того что должно греться :)

Спросите про ШИМ? Так это от оптрона зависит. Для этого оптрона частоста переключения до 80kHz

Биполярный транзисток (КТ819) Вам не подойдет. Слишком велико падение напряжения на переходе КЭ. Он раскалится. Нужен будет увесистый радиатор. И конечно этот оптрон применять "напрямую" не подойдет. Слишком велик ток базы. Нужен будет дополнительный транзистор для раскачки. 

20.01.2020 в 15:15
0

Уважаемый, оптроны применяются только в случаях, когда необходимо обеспечить гальваническую развязку цепи. Больше они ни для чего не нужны.

Вы сами, как в той поговорке, "слышал звон, а не знает, где он".

Не поленитесь анализировать схемы и постараться понять, что и зачем где стоит.

Если бы Вы работали разработчиком электронных схем, то после предъявления вот этого куска схемы сразу пошли бы искать себе новую работу.

20.01.2020 в 16:16
0

Ох какую чушь Вы сказали. Удалите что бы не позориться...

Не надо глупо коментировать (тем более без аргументов) а лучше еще раз перечитать внимательно - "1. Изоляция контроллера от силовых цепей. Он не сгорит."

На самом деле оптроны применяются не только для развязки. Это всего лишь один из пунктов.

Почитайте хотя бы эту литературу:

https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/optrony/

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/opto/optron_1.htm

20.01.2020 в 22:17
0

Да что Вы говорите? Давайте предложите, куда использовать предложенный выше кусок схемы, кроме как для обеспечения гальваноразвязки.

Только давайте исходить из рациональности применения, а не говорить, что "вот так тоже будет работать".

21.01.2020 в 09:28
0

Вы вменяемы???

Ребята! Объясните этому, мягко говоря, дилетанту!

На схеме представлен простейший и эффективный СОГЛАСОВАТЕЛЬ УРОВНЕЙ !!!! 3v -> 12v !!! С изоляцией вывода контроллера от повышенного напряжения в результате возможных пробоев в силовом элементе!!!

А полной гальванической развязки нет тут!!! Земля общая!!!

Надоело объяснять слепому.

21.01.2020 в 14:10
0

Когда я говорил про гальваническую развязку, то имел ввиду развязку от питающей сети.

Какой смысл городить огород с оптроном для цепей, которые, питаются от одного и того же источника питания и ваши 3-5В питания контроллера получены при помощи линейного стабилизатора из тех же 12В, которыми питается нагрузка.

Приведите мне в пример условия, когда будет пробит на исток затвор силового полевого транзистора, который имеет минимум двойной-тройной запас по току и напряжению и при этом работает на крайне низкой частоте переключений.

21.01.2020 в 15:20
0

1. Руки у всех разные!

2. За 30 лет практики такие случаи были не раз.

20.01.2020 в 20:45
0

Что ж такого криминального в предложенной схеме? Сам я знаком с контроллерами далеко за пределами 3д печати и могу сказать, что хорошим тоном считается делать гальваническую развязку везде, где силовая часть встречается с логической. Дальше уже вопрос целесообразности применения в конкретных схемах. Повредить оптрон точно не может.

Сам недавно использовал именно такое включение. Прекрасно работает. Ток около 1А, ШИМ 8кГц. Транзисторы IRF7341 даже не тёплые, а они в паре в одном корпусе soic8. Фронты на осциллографе шикарные.

20.01.2020 в 22:34
0

Криминального - ничего, а целесообразного - ещё меньше. :) В принципе можно гидравлическим прессом орехи колоть, ага, маленьким прессом маленькие орехи. :) Можно же? А целесообразно?

Как не целесообразно на таких частотах и драйверы с бустерами использовать, ибо какая разница, за какое время откроется или закроется транзистор и насколько чистым будет фронт импульса.

Да много чего не целесообразно.

А вот при коммутации действительно мощных схем управления не только целесообразно, но и жизненно необходимо. Плюс ещё и чуть не на каждый элемент защиту от помех навешивать.

Вы же не предлагаете в данной схеме ферритовую бусину на ногу полевика навешивать? А ведь можно же, и ведь хуже не будет? :)


ЗЫ: Когда-то давно, лет 20 назад, ради интереса делал инверторные сварочнные аппараты, в том смысле что от разработки схемы до изготовления. Вот тогда про управление силовыми транзисторами много чего интересного узнал, о чём в книжках не было написано. :)

20.01.2020 в 23:28
0

Думаю, правда где-то посередине)

Но честно, не понимаю вашей принципиальности. С учётом доступности и копеечной стоимости этих оптронов.

И по поводу применения только в качестве гальванической развязки поспорить можно.

Например, моя ситуация, в которой я пользовался такой схемой. 5 каналов нагрузки, которые переключаются попеременно с частотой около 200Hz. Причем включаются они не просто так, а ШИМ сигналом. Можно программно перебрасывать ШИМ сигнал между пятью ногами контроллера с частотой 200Hz, тогда оптроны не нужны, но есть головная боль с перенастройкой таймера. А можно один раз сконфигурировать аппаратный ШИМ на одну ногу контроллера, повесить на катоды оптронов и забыть о нем навсегда, тогда как каналы спокойно переключать другим таймером не перенастраивая каждый раз таймер ШИМа. Тут оптроны прекрасно смотрятся и схема не перегружена лишними элементами.

21.01.2020 в 09:38
0

Спасибо за поддерку :)) А то "запарился объяснять" :)

Это ИЗЯЩНОЕ решение испытано годами.

В другом варианте надо городить огород как минимум из 2-х транзисторов и 2-х резисторов что бы согласовать уровни 3->12

20.01.2020 в 23:28

Комментарий удалён

21.01.2020 в 09:44
0

Нарисуйте пожалуйста схему без оптрона!

ТЗ:

Управление нагревателем стола напряжением 12 вольт, ток 6 ампер.

Сигнал управления - 3 вольта, 20 миллиампер.

21.01.2020 в 13:46
0

А что это сигнал целых 3В. а не 1В, к примеру? :) С Вашим ТЗ вполне себе справится тот же самый IRFH5301TR (про который я уже выше писал) без дополнительных танцев с бубном.

ЗЫ: Уважаемый, Вас уже понесло к чёрту на кулички. Здесь и сейчас рассматривается, как управлять нагрузкой 12В 40Вт 3.3А тока потребления при управляющем сигнале 5В 20мА.

21.01.2020 в 16:09
0

3 вольта - это примерно. А на самом деле - уровень логического нуля - 0.8в, уровень логической единицы - 2.4в для TTL. И в расчет всегда берутся эти цифры. И тут спорить безсмысленно.

Так же нет смысла продолжать спор об очевидном - минимальное сопротивление канала считается при подаче на затвор напряжения 10 вольт. Значит нам надо подавать на затвор 10 вольт что бы иметь заявленые параметры.

Посмотрите внимательно в даташити транзистора который Вы предлагаете - все основные параметры указаны при напряжении затвора 10 вольт.

Да, он откроется и при напряжении 3 вольта... и 2 вольта... Но что будет при этом с сопротивлением канала? Какое оно? Где написано???

Зато есть четко написано:  1.8 миллиОм при 10 вольт на затворе. Все.

Пипец какой-то! Мы боремся за повышение КПД подогрева стола! Увеличиваем сечение проводов, ищем новые решения термоизоляции и т.д. А на самое главное - управляющий элемент говорим: " и так сойдет " Ну не пипец??? Где логика?

Надоело. Я просто трачу свое время в пустоту. 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Anycubic photon s не работает экран (первое включение после покупки. Решение)

Сотворение Сайтамы "One Punch Man"

Home in Marlin

Цветная Литофань возможна одним филаментом

Радиоуправляемый грузовичек.

Петли и двери в погреб