input beveiliging tegen 12Volt

Hardware geleverd door Arduino
Berichten: 5
Geregistreerd: 15 Aug 2016, 18:51

input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Eddy » 15 Aug 2016, 19:07

Hallo,

Wil een project gaan starten met een arduino voor op de motor. Daarmee wil ik verschillende signalen zoals remlicht, knipperlicht , groot licht en zo inlezen in de arduino.
Maar natuurlijk is dat allemaal 12Volt. En soms loopt dat zelf op tot 14volt.
Nu zat ik zelf te denken aan een optocoupler. Maar ben daarin niet genoeg thuis om de juiste keuze te maken.
Of is er een betere oplossing?

Gr Eddy

Advertisement

Gebruikers-avatar
Berichten: 2655
Geregistreerd: 06 Aug 2016, 01:03

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Koepel » 15 Aug 2016, 19:49

Je kunt hele hoge weerstandwaarden gebruiken voor een voltage divider, om zo automatisch beveiligd te zijn tegen spanningspieken.
Een optocoupler is natuurlijk heel veilig, dat kan ook. Dan is ook de ground losgekoppeld, dat kan in sommige gevallen veel problemen voorkomen.

Stel je hebt een Arduino Uno, en de ground is geen probleem:
Het is toegestaan om 1mA in een pin van de Arduino te laten gaan. Om een digitale ingang te gebruiken, moet de 12V naar 5V gebracht worden. Een voltage divider met R1 = 56k en R2 = 39k brengt de 12V naar 5V. Eventueel kun je 47k of 33k gebruiken voor R2, als je het kantelpunt wat wilt verleggen. De stroom van 1mA die de pin in gaat onstaat bij 68V. Dus er kan dan 68V constant op staan, zonder dat de Arduino stuk gaat.
Dit is een voltage divider : http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-divider-calculator.php
Vin is de spanning die gelezen wordt, Vout gaat naar de Arduino.
Om te beveiligen tegen nog hogere spanningspieken, hoef je niets te doen. Die 1mA die een pin in mag gaan, is wat constant mag, en een piek kan iets groter zijn. Je kunt ook een kleine condenstator (10nF of 1nF) parallel aan R2 toevoegen, dat dempt de pieken.

Voor een optocoupler zou ik de meest gangbare gebruiken. Bij de ingang een weerstand, en bij de uitgang ook een weerstand van bijvoorbeeld 4k7. Sommigen gebruiken de interne pullup resistor van de Arduino daarvoor, maar die waarde lijkt me te groot (de weerstand is zo'n 50k) en storingen van de auto zouden het signaal misschien kunnen beinvloeden.
De 4N35 is een oude getrouwe opto-coupler.

Wat ga je doen met de voedingsspanning ? De meest Arduino boards hebben een voltage regulator, maar die zomaar aansluiten op de 12V van de auto is onveilig vanwege spanningpieken. Sommigen zetten er een DC-DC converter tussen.
Voor zover ik weet zou electronica voor in de auto bestand moeten zijn tegen pieken van 120V.

Berichten: 5
Geregistreerd: 15 Aug 2016, 18:51

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Eddy » 15 Aug 2016, 20:15

Alvast bedankt voor je reactie.

Voor de voeding wilde ik de volgende step-down gebruiken : http://r.ebay.com/zLo4sQ

Ik denk dat ik voor de keuze van de optocoupler ga. Welke weerstand zou ik moeten gebruiken voor de 4N35?
Denk trouwens dat ik een Arduino Nano ga gebruiken maar dat volgens mij qua spec. niet uit toch?

Gebruikers-avatar
Berichten: 631
Geregistreerd: 15 Nov 2015, 11:54

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Gij Kieken » 15 Aug 2016, 20:21

Als je op veilig wilt spelen is het beter een optocoupler te gebruiken.
Zelf gebruik ik Til 111, 1K weerstand aan de diode kant en 4k7 zelfs 10K aan de colector kant.
De keuze hangt een beetje af van wat je er mee wilt doen, een handrem, koppeling, voetrem, etc..., moet vlot gaan daarmee.

Gebruikers-avatar
Berichten: 2655
Geregistreerd: 06 Aug 2016, 01:03

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Koepel » 15 Aug 2016, 20:47

4N35, CNY75, TIL111 : de led is bedoeld voor 5 tot 10mA, de meeste werken nog goed bij 2 tot 20mA.
(12V - forward voltage) / 10mA = 1k voor de led kant, maar 1k5, 1k8 of 2k2 mag ook.

Berichten: 4064
Geregistreerd: 16 Okt 2013, 14:31
Woonplaats: s hertogenbosch

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor shooter » 15 Aug 2016, 20:49

Nou koepel, je bewering dat er 68 Volt op een UNO mag staan is wel heel erg uit de werkelijkheid. ofwel max is echt 5.5 Volt bij een voeding van 5 Volt.

Omdat de prijs van een optocoupler ook behoorlijk is ten opzichte van de UNO, zou ik bijna zeggen zorg dat je een stel weerstanden er tussen zet, en als het kapot gaat, (tja shit happens) vervang dan gewoon de MEGA.

Maar een simpele optocoupler is zeker mogelijk, zorg dat er door de led bijv 10 mA gaat bij 12 Volt, en de transistor kant moet je helaas wel voorzien van 1 weerstand van bijv 10k naar de plus, want ze lekken teveel om de pullup weerstand te gebruiken.
paul deelen
shooter@home.nl

Gebruikers-avatar
Berichten: 631
Geregistreerd: 15 Nov 2015, 11:54

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Gij Kieken » 15 Aug 2016, 20:52

Let er ook op dat je bij bepaalde schakelingen debounce nodig hebt.
Dit kun je op twee manieren oplossen ofwel software matig en in het geval je met interrupts werkt is het soms handiger dit met hardware te doen.

Berichten: 5
Geregistreerd: 15 Aug 2016, 18:51

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Eddy » 15 Aug 2016, 21:42

Een optocoupler voor dezelfde prijs als een arduino?
Mag ik vragen waar jij een arduino koopt? Wil voor het project een Nano kopen maar zag een prijs van rond de $22,00.

Als ik het goed begrijp maakt het niet zo heel veel uit welke optocoupler ik gebruik.
Is er toevallig een mooie quad optocoupler ic? Ik ga waarschijnlijk 4 verschillende signalen gebruiken.

Gebruikers-avatar
Berichten: 2655
Geregistreerd: 06 Aug 2016, 01:03

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor Koepel » 15 Aug 2016, 21:58

@shooter, ik bedoel natuurlijk met een spanningsdeler / voltage divider.
De truc is dat een 'voltage divider' die 12V naar 5V terug brengt, een veel hoger voltage mag hebben voordat de Arduino stuk gaat.

Reken maar even mee:
Een 'voltage divider' met R1 = 56k en R2 = 39k.
R1 naar de 12V, en R2 naar GND.
Een ATmega chip heeft interne clamping diodes op alle pinnen. Er mag 1mA in een pin gepompt worden die via de clamping diodes afgevoerd wordt. In werkelijk mag het meer zijn dan 1mA, maar de specificaties zeggen 1mA.
Dus stel dat de ATmega op 5V draait, en de clamping diode bij 5.5V gaat werken.
Dan loopt er op dat moment 0.14mA door R2.
Het voltage voor R1 is dan 1mA + 0.14mA bij 56k = 64V, en dat is bovenop de 5.5V, dus totaal vanaf het begin helemaal doorgerekend wordt het 69.3974358974V. Echt waar.

Met 56k en 39k is de impedantie voor de ATmega chip 23k (56k parallel 39k). Voor een analog ingang wordt 10k geadviseerd voor een nauwkeurige omzetting door de ADC, maar een digitale ingang mag meer zijn. Bij een hogere impedantie kunnen elektrische storingen de boel verstoren, dus het is een beetje op m'n gevoel dat ik die waarden koos en dat er 69V uit komt.

@Eddy, een quad optocoupler bestaat natuurlijk, maar ik zie ze nooit. Ik zie altijd van die enkele, met zes pinnen. Ook als er meerdere nodig zijn. Een 4N35 kost 14 cent per stuk en een 4N35-achtige 8 cent per stuk (als je er tien koopt op AliExpress).
Laatst gewijzigd door Koepel op 15 Aug 2016, 22:13, in totaal 1 keer gewijzigd.

Gebruikers-avatar
Berichten: 5043
Geregistreerd: 13 Mei 2013, 20:57
Woonplaats: Heemskerk

Re: input beveiliging tegen 12Volt

Berichtdoor nicoverduin » 15 Aug 2016, 22:08

Eddy schreef:Wil voor het project een Nano kopen maar zag een prijs van rond de $22,00.

Ik doe het voor 1.57 euro :mrgreen: http://www.aliexpress.com/item/Nano-V3- ... ce0402fe6b
Docent HBO Technische Informatica, Embedded ontwikkelaar & elektronicus
http://www.verelec.nl

Volgende

Terug naar Arduino hardware

Wie is er online?

Gebruikers in dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 10 gasten