Control 12 solenoides con una raspberry pi

Question

Yo soy músico y estoy trabajando en un divertido proyecto : control de solenoides con un teclado midi.

Así que tengo un teclado MIDI conectado a mi raspberry pi conectada a mi protoboard. Hasta ahora todo está funcionando correctamente con 12 LEDs, cada vez que pulse una tecla, un LED está encendido.

Donde estoy atascado, principalmente, porque me falta la electrónica y la electricidad de la educación, es donde se vienen para el control de los solenoides, yo realmente no sé cómo a la alimentación de ellos, y sobre cómo evitar la frambuesa para freír.

He planeado el uso de 12v solenoides uso de 1.4 a

Aquí está lo que salió de mis investigaciones en internet. Por favor me avisa, me corrija, (me ayude a) si algo está mal...

• Cuando un pin de la frambuesa es activado, es la entrega de 3,3 v de potencia.

• La clavija debe ser conectada a una resistencia (1k), luego a un LED (testigo), luego de un transistor (TIP120 ?).

• La "tierra de la pierna" del transistor debe estar conectado a tierra de la frambuesa y la tierra de la fuente de alimentación sin ningún tipo de resistencia o diodo. (De verdad que estoy en duda de que, en el temor de la fritura de la frambuesa...) .

• La fuente de alimentación de 12v (+) debe ser conectado al solenoide (+).

• El solenoide (-) debe estar conectado a la media pierna del transistor (el que se activa cuando se recibe el 3,3 v de la clavija) y también a un diodo 1N4004 ?). Que el diodo debe estar conectado al + de la fuente de alimentación.

Es eso correcto ?

Preguntas :

• Qué uso como fuente de alimentación ?
• Puedo utilizar las baterías ? uno para cada solenoide ?
• Cualquier idea para el suministro de todos los solenoides a la vez ?

Espero haber sido claro, muchas gracias por su tiempo y respuestas :)

Answer 1

A partir de la hoja de datos, el TIP120 tiene un mínimo de ganancia actual de 1000 (probablemente un poco más de esto en 1.4 A, véase la figura 1). Esto significa que para un 1.4 de Un solenoide de corriente a través del colector de pin, al menos 1,4 mA debe ser suministrada en la base de pin a través de la Raspberry Pi. Sin embargo, para este tipo de aplicación de conmutación de los transistores deben ser convertidos en "fuertemente", y esto se hace poniendo más corriente de base en el transistor - tal vez cuatro veces el número mínimo de 1,4 mA, o 5.6 mA.

La Raspberry Pi es la máxima corriente de salida a través de todos los pines GPIO es 50mA (ver esta pregunta y enlaces a la misma), con un máximo de 16 ma por pin. Esto significa que con el TIP120 transistor que sólo sería capaz de alimentar un máximo de 8 solenoides simultáneamente. Si esto es aceptable, (y va a aplicar este límite en el software), entonces el siguiente circuito debería ser suficiente. Creo que esto es más o menos lo que estás sugiriendo, pero el LED se ha movido en el fin de minimizar el consumo de corriente se requiere de la Raspberry Pi.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Las resistencias se calculan como sigue. De acuerdo a la figura 2 de la hoja de datos, V_BE(sat) = 1.6 V o menos en 1.4 Un colector de corriente. Esto significa que, cuando se activa, la base del transistor estará en 1.6 V. Cuando se enciende, el Raspberry Pi pin es de 3.3 V, por lo que necesitamos una base de la resistencia R1 que proporcionará la requieren 5.6 mA de corriente, dado que no es de 3.3 V-1.6 V = 1.7 V a través de ella. Utilizando la ley de Ohm, I=V/I = 1.7/0.0056 = 300 ohmios.

El voltaje en el colector del transistor cuando se enciende es de alrededor de 0,8 V (hoja de datos de la figura 2, V_CE(sat) de la figura). Suponiendo un par de voltios de la gota a través de los LED, esto significa que una resistencia de 1 kohm para R2 da acerca de 9mA a través de los LED de un valor adecuado para la mayoría de los LEDs, pero consulte la hoja de datos para su particular LED.

El flyback diodo conectado a través del solenoide podría ser fácilmente un 1N4004 como se ha sugerido, pero un rápido tipo Schottky diodo, como se ilustra, es ligeramente preferible.

Dado que el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es de alrededor de 0,8 V, y la corriente es de alrededor de 1.4 A, el transistor se disipa alrededor de un 0,8 V*1.4 = 1.12 vatio de potencia en forma de calor cuando se encienden. Aunque la hoja de datos de listas de 2W como la disipación de potencia máxima (cuando el dispositivo está en un 25°C de temperatura ambiente), el dispositivo probablemente se caliente a 100°C o más. Yo aconsejaría poner un pequeño disipador de calor en cada transistor.

Si desea ejecutar todos los 12 válvulas de solenoide simultáneamente, será necesario el uso de otro transistor, y un MOSFET tipo es probablemente la mejor opción. Hay MUCHOS disponibles, pero algo como la NXP PSMN017-30PL ( http://www.farnell.com/datasheets/1596019.pdf ) o PSMN022-30PL funciona muy bien. Se podría sustituir el TIP120 en el circuito de abajo, sin ninguna otra modificación a los circuitos y no se necesita un disipador de calor.

Answer 2

Me parece bien. Los transistores utilizados como un interruptor de alimentación puede no ser el mejor de su corriente de CC de ganancia significa que su R-Pi tendrá a la salida de una gran cantidad de corriente de base en cada uno de los Transistores (y con 12, que es mucho más que su R-PI Puede o debe poner en el mismo tiempo), especialmente si desea que el mejor (el más bajo) caída de voltaje a través del transistor. Te sugiero que un MOSFET con una muy baja tensión de activación (1-2V VGS Umbral)

Puede utilizar una de 3 celdas de Li-Po batería, con lo que los Amperios-hora de capacidad que usted necesita para la longitud aproximada de la operación. Si usted está constantemente tirando de 1.4 A, entonces a 5 Amperios-hora de la batería se oferta por ~3 horas hasta 11V cuando las cosas probablemente va a dejar de trabajar, para 12V dispositivos. Obviamente, si usted sólo tiene los solenoides en promedio activado el 10% del tiempo, usted recibirá ~30 Horas de la carga de la batería.

Sugiero poner un 5Watt poder de resistencia (tal vez 8 Ohmios, de 1.4 a 12V) sólo en caso de corto circuitos, pero que no debe limitar su dispositivo durante la operación normal.. creo que se debe jugar con estos valores, aunque!