¿Reducir el voltaje para la entrada analógica o cómo reducir la cantidad de cables necesarios?

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TL; DR: Necesito reducir la cantidad de cables que usa mi configuración. Cúal seria la mejor manera? ¿Un divisor de voltaje?

Antecedentes:
Estoy trabajando en un proyecto para diseñar guantes que produzcan un efecto de espectáculo de luces para un disfraz de Bruja Escarlata. Cada guante contiene 3 sensores de flexión, valores leídos y usados analógicos a través de analogRead y 2 tiras de LED RGB que destellarán diferentes colores. Cada tira tiene 2 LEDs, en serie. No estoy usando el canal verde en él, así que tengo 2 tiras cada una con esencialmente 2 LED rojos en serie y 2 LED azules en serie. En realidad, es de una tira de led RGB adafruit: enlace donde desoldé el último LED de la serie de 3 y salté Las conexiones por lo que solo utilizaban dos. No necesitaba el tercer LED, y redujo la potencia necesaria de 12v a donde puede usar una batería de 9v.

Entonces, como estoy calculando, cada guante necesitará 9 cables que lo conecten. Uno es + 3.3v o + 5v, ya que se ejecutará en un Arduino Pro Mini, tengo 3.3v y 5v disponibles.

1: +3.3v or 5v
2: Bend sensor 1
3: Bend sensor 2
4: Bend sensor 3
5: +9v for LEDs
6: PWM for Red on Strip 1
7: PWM for Blue on Strip 1
8: PWM for Red on Strip 2
9: PWM for Blue on Strip 2

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Mi problema:
Todos los juegos de cables a los que tengo acceso sin que se contraiga el calor son 2, 4 u 8 cables. Todos los conectores que tengo que permitirán que los guantes se puedan quitar fácilmente también tienen 8 clavijas de alambre.

Mi problema es que estoy tratando de quitar uno de los 9 cables. Una forma de hacerlo sería hacer funcionar los sensores flexibles con 9v, y reducir el voltaje en el arduino. ¿Funcionaría un divisor de voltaje basado en resistencia? Solo se aplicará mientras los guantes estén encendidos, lo que en el peor de los casos será un ciclo de trabajo del 10% (preséntelos durante 30 segundos, camine unos minutos, etc.). Pero, ¿funcionaría donde necesito leer un valor variable? (Cuanto más se flexionan los dedos, cambian el brillo de la luz y la velocidad del pulso).

¿Hay una mejor manera de hacerlo? Todo lo que he leído sobre los divisores de voltaje con resistencias es "simplemente no lo hagas".

O dado lo que mencioné anteriormente sobre el circuito, ¿alguien puede pensar en una forma ingeniosa de consolidar uno de los cables? Los guantes son ajustados, guantes de cuero sin dedos. Hay muy poco espacio en ellos, de lo contrario, me pondría el arduino en los guantes , pero el MOSFET (o incluso los transistores, si fuera así) ocupa demasiado espacio. De ahí el 'paquete de energía'.

En el peor de los casos, puedo quitar el sensor de flexión de la muñeca (que enciende los guantes cuando la muñeca está levantada / hacia arriba, como por ejemplo el hombre araña dobla la muñeca al disparar las telas) y enciende / apaga los guantes con una movimiento de los dedos, pero prefiero no tener que programar ambos, además de que los guantes se enciendan accidentalmente si un dedo se contrae :)

    
pregunta InfernusDoleo

2 respuestas

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Hay algunas maneras de hacer esto.

  1. El calibrador flexible es una resistencia variable y ya requiere una configuración de divisor de voltaje para funcionar. Todo lo que harías es cambiar el valor de la resistencia. A 9 V para un valor inferior a 5 V, la resistencia inferior debe ser aproximadamente un poco mayor que la resistencia más baja del calibrador flexible. Si el calibrador de flexión es 30kohm no doblado y 70kohm completamente doblado, entonces debería estar alrededor de 35 kohm. Se puede usar una calculadora de divisor de voltaje y un multímetro para resolverlo. Esto elimina el cable de 5V.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

  1. Modifique los leds para una potencia de 5V. Dos diodos rojos en serie (2.2 + 2.2) y una resistencia para 0.6V a 20mA están bien en 5V. Los diodos azules deberán cambiarse a conexiones paralelas. Una resistencia para cada diodo azul. Esto elimina el cable de 9V.

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  1. Lo más complicado, coloque los calibradores flexibles en paralelo. Cada uno con una resistencia de compensación, esto resultaría en un valor diferente que podría ser interpretado por el ADC. En mis cálculos, uno tendrá un rango mucho menor que los otros, y algunos se superponen, pero como simples sensores de tipo de encendido / apagado, eso no es un gran problema. Esto elimina 2 cables.

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  1. Combine 1 o 2 con 3. 3 cables hacia abajo.

Como sugerencia, use un banco de energía USB (uno que no se apague solo o que deba agregar una configuración de pulso). Mucho mejor que una batería de 9V, recargable y conveniente.

Alternativamente, ve smd y huesos desnudos. Un microcontrolador simple, transistores smd sot-23 o mosfets, 1206 o 0805 son todos pequeños pero se pueden vender a mano, manteniendo todo en la mano, excepto el poder, que podría ser un solo cable de 2 hilos.

Como nota al margen, he hecho esto en una tira led UV, modificándola para obtener una alimentación de 5 V de una fuente de alimentación USB para un disfraz también. Funcionó muy bien.

    
respondido por el Passerby
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¿Es esto lo que estás buscando?

R2 y R3 forman el divisor de voltaje que mencionaste. D1 mantiene el voltaje de la señal dentro de 5V + 0.6V en caso de que ocurra algo malo.

Los valores reales de la resistencia deben ajustarse de acuerdo con el rango de su sensor de flexión.

p.s .: es posible que pueda omitir R2 o hacerlo muy bajo, solo depende mucho de su rango de resistencia del sensor de flexión

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Wesley Lee

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