Cómo controlar y alimentar 25 x 25 nichrome wire matrix

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Me gustaría controlar y alimentar una serie de tamaños de 40x40 mm de 25 x 25 elementos calefactores pequeños que deberían funcionar como una pantalla visual de LED, pero en su lugar, encender / apagar los elementos calefactores. Estoy pensando en usar tiras diminutas (< 2 mm cuadrados) de cable de nicromo 28-30 AWG. Y me gustaría usar un Arduino para conducir la matriz de cables. Cada banda de nicrom necesita alcanzar temperaturas entre 30 ° C y 45 ° C en el aire. La fuente de alimentación puede ser 1 x batería de polímero de ión de litio O 2 x celdas Li-Ion 18650 (2300mAh).

pero necesita el siguiente consejo:

  1. ¿Serían adecuados los temas de SMD en lugar del cable de nicrom resistivo?
  2. ¿Puedo proporcionar suficiente corriente a los cables de Nichrome mediante el uso de un multiplexor? ¿o debo usar relés para alimentarlos directamente?
  3. ¿Cómo se compara el alambre de nicrom de enfriamiento (arrastre de calor a través de la conducción a una temperatura más baja) a los cables de menor resistencia? ¿Esto requiere menos o más poder?
  4. ¿Cuáles son algunos escudos multiplex adecuados u otros métodos para controlarlos con un arduino?
  5. ¿La lámina de Nichrome podría ser grabada químicamente como las tablas de cobre laminadas?

¡Gracias!

    
pregunta MachuPichu

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editar: Cambió los cálculos al paquete del diodo

Yo usaría SMT

La resistencia térmica del paquete SC79 es de 120 K / W. Eso significa que sin pérdidas térmicas, el suministro de 200 mW ya calentará el paquete desde la temperatura ambiente (20 ° C) hasta 45 ° C.

Tendrá que experimentar un poco con la energía, porque en el equilibrio se suministra tanta energía como se pierde al medio ambiente, y eso último no es fácil de calcular teóricamente. Tenga en cuenta que los diodos perderán más calor a través de la conducción (a la PCB) que a través de la convección (al aire).

Arduino puede suministrar 100 mW por pin, por lo que no puede multiplexar directamente desde la E / S. Tres problemas

  • No solo los 100 mW son insuficientes, si desea multiplexar 25 columnas y tiene 200 mW para cada una, eso significa que debe suministrar 5 A a un ciclo de trabajo del 4%. Arduino no puede fuente ni hundir eso, así que necesitarás transistores para controlar tanto las filas como las columnas.
  • Y ahí es donde entran los diodos, no puedes simplemente multiplexar una matriz de resistencias, ni tampoco un cable de nicrom. Las resistencias en columnas / filas adyacentes son paralelas a ellas y también compartirán la carga. No puedes controlarlos individualmente. Con los diodos puede hacer eso, la multiplexación de la pantalla LED se realiza todo el tiempo.
  • 25 diodos \ $ \ veces \ $ 200 mA promedio = 5 A. Arduino no puede suministrar eso. Usar una fuente externa de 5 V es una mala idea ™: los diodos caen solo alrededor de 1 V, por lo que el resto de los 5 V causaría una disipación de 20 W en los transistores y resistencias limitadoras de corriente. Desea una fuente de alimentación de alrededor de 2 V.

Lecturas adicionales
Gestión térmica en aplicaciones de resistencias montadas en superficie

    
respondido por el stevenvh

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