Entrada segura del microcontrolador desde el circuito de 8.4V

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Tengo un rifle de airsoft que usa una batería de 8.4 V para accionar un motor cuando se tira del gatillo. El circuito es así de simple, solo una batería, un motor y un interruptor; también hay un fusible de 15A.

Quiero que mi microcontrolador detecte cuándo se aprieta el gatillo, pero no quiero tener que desmontar o modificar ampliamente la pistola de réplica. El único cableado al que puedo llegar es a los terminales de la batería.

Mi primer pensamiento fue simplemente poner un relé en un lado de la batería, pero preferiría evitar los problemas de ruido y confiabilidad. (Estoy dispuesto a ser persuadido de lo contrario)

Ahora estoy considerando usar opto-aislador. Todavía no he elegido un modelo en particular.

No puedo arriesgarme a que el microcontrolador se dañe. Su entrada digital se eleva a 3.3 V mediante una resistencia de 22k.

Pido disculpas por mi total falta de habilidad en electrónica, pero no sé cómo poner el optoaislador en el circuito, al voltaje correcto, etc. (Aparte de ponerlo en serie, con una resistencia, que probablemente ralentizaría el motor - no es bueno.

Apreciaría cualquier ejemplo relevante que pueda proporcionar, o enfoques completamente diferentes.

¡Gracias!

    
pregunta CNorris

3 respuestas

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Primero debe medir la "corriente de funcionamiento" del motor. Haga esto colocando un amperímetro (Multímetro digital configurado en el modo "amperios") en serie con cualquiera de los terminales de la batería.

Supongo que el "motor" al que se refiere es un "motor de CC de imán permanente", el tipo más probable de motor de CC utilizado en este tipo de aplicación simple que describe. En este tipo de motor también existe la "corriente de arranque". Este es un breve impulso de alta corriente que se produce cuando el motor arranca por primera vez desde una posición de reposo. Puede ver una breve visualización de esta corriente cuando presiona por primera vez el gatillo. La "corriente de funcionamiento" se produce cuando el motor alcanza su velocidad final, generalmente después de una fracción de segundo.

También te ayudaría si pudieras medir la resistencia del motor usando la configuración de "ohmios" de tu DMM. Probablemente esté en el rango de 20 a 100 ohmios. Esta resistencia junto con el voltaje de la batería se puede usar para calcular la "corriente de arranque" usando la Ley de Ohmios (en este caso I = V / R, donde V es el voltaje de la batería y R es la resistencia del motor medida). Para ello, extraiga la batería, conecte el óhmetro a través de los terminales de la batería y apriete el gatillo.

Una vez que tenga esos parámetros, puede determinar si funcionará el enfoque del optoaislador en serie que usted propone. La principal limitación con este enfoque es que la caída de voltaje en serie impuesta por el LED del opto hará que el motor deje de funcionar con la corriente de arranque y tal vez frustrará el funcionamiento de su función mecánica prevista.

La topología (conexiones de componentes) que desea utilizar aquí es una primera resistencia en serie con el LED opto y una segunda resistencia en paralelo con la primera resistencia y el LED. Elegir los valores de resistencia correctos es la clave para que este esquema funcione de manera confiable. Es posible que NO exista una solución viable. Depende de las mediciones actuales que realice como se describe anteriormente.

La idea es que la segunda resistencia tendrá un valor suficientemente bajo (Ohmios) para pasar la "corriente de arranque" con una caída de voltaje mínima, pero lo suficientemente grande como para que no desvíe demasiada corriente del LED opto. durante el período de funcionamiento "corriente corriente". Es un equilibrio delicado, pero se calcula fácilmente una vez que se conocen las corrientes involucradas.

Una vez que obtenga la corriente suficiente para fluir a través del LED del opto, es muy sencillo conectar el transistor de salida del opto a su micro de 3.3 voltios.

Definitivamente habrá ciertos optoaisladores más adecuados para esta tarea que otros. Usted querrá elegir uno con una corriente LED operativa tan baja como sea posible.

Hay otra manera de hacer esto. Usaría una resistencia de detección de corriente en serie con la batería. Pero este enfoque requeriría un circuito mucho más complejo.

Le sugiero que realice las mediciones que describí, luego publique la pregunta nuevamente con estos valores y mi propuesta de resistencia doble y amp; La topología del optoaislador se muestra en forma esquemática, junto con el voltaje y el tipo de la batería (AA, AAA, etc.). También es posible que desee solicitar sugerencias de selección de opto-aisladores.

    
respondido por el FiddyOhm
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Esto funciona en simulación y el archivo del circuito LTspice es aquí , en caso de que desee jugar con el circuito.

DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO:

U1 es un comparador de voltaje con su entrada inversora (-) sesgada a la mitad de V2 y reforzada con C2.

La entrada no inversora (+) de U1 está sesgada a un poco más alta que la entrada de U1, ajustando R9 hasta que la base de Q1 solo sube o, si la MCU está conectada, hasta que el colector de Q1 simplemente baja, más un pequeño un poco más solo para alejar la acción de conmutación de la activación aleatoria de ruido.

R1 es la impedancia interna [supuesta] de V2, y la forma en que funciona el circuito es que cuando se presiona el gatillo y se realiza el interruptor, SW, la corriente en el motor causará una caída de voltaje en R1 que resultará en la carga es succionada fuera de C1, lo que obliga a que U1 + se vuelva momentáneamente más negativo que U1-.

Cuando eso ocurra, la salida de U1 bajará, apagando Q1, permitiendo que su colector se suba a + 3.3V a través de R8, enviando un pulso positivo a la MCU que indicará que se ha disparado la pistola.

    
respondido por el EM Fields
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Use un transformador de corriente.

Salvar un toroide de una bombilla fluorescente muerta. Deje que uno de los terminales de la batería atraviese el toroide. Viento unas vueltas para el secundario. Conecte el secundario del transformador a la MCU.

Protege tu GPIO de MCU contra el pico de -ve cuando la corriente de la batería cae.

    
respondido por el nvd

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