¿Cómo puedo alimentar de forma segura tanto un Arduino como una cerradura electromagnética con la misma fuente de alimentación?

Trabajo para un negocio de salas de escape, creo trucos y accesorios usando arduinos. La mayoría de las veces, el Arduino tiene que recibir información de un jugador mediante botones, sensores, etc. y bloquea/desbloquea y bloquea electromagnéticamente una puerta, un cajón o algo así. Las cerraduras siempre se controlan mediante relés y su respectivo arduino.

El problema es que la instalación puede volverse bastante desordenada y desordenada ya que tenemos tantos candados y arduinos que necesitan fuentes de alimentación. Entonces, por ahora he estado usando una fuente de alimentación de 12 V que alimenta el arduino a través de un regulador de voltaje 7805 y la cerradura. como se muestra aquí.

Nota: estoy usando una placa de módulo de relé que tiene todos los componentes necesarios para la confiabilidad, como el transistor antes de la bobina y un optoacoplador.

Sin embargo, he tenido problemas con este circuito.

El regulador de voltaje se calienta mucho, incluso con un disipador de calor. Cuando el relé desactiva el bloqueo, el arduino deja de responder y requiere un reinicio para volver a funcionar correctamente. Las fuentes de alimentación que estoy usando son 12v 1000mA. Y las cerraduras electromagnéticas que estoy usando usan hasta 500 mA cuando están activadas.

Mi pregunta es: ¿existe una forma más confiable o más fácil de alimentar tanto el arduino como el bloqueo electromagnético usando la misma fuente de alimentación?

¿No debería estar conectado un lado del contacto del relé al voltaje de entrada de 12V? Probablemente se trate de un error en el dibujo; de lo contrario, la cerradura no funcionaría.
Tienes el trabajo de mis sueños.

Respuestas (3)

Como se mencionó en otras respuestas, cambiar el regulador lineal 7805 por un regulador reductor ayudaría con el calor.

Dicho esto, creo que no hay necesidad de eso: su caso de uso no debería consumir tanta energía que incluso un regulador lineal se calentaría. Los componentes que está apagando el regulador en el diagrama usarían menos de 100 mA en total, dando (12 V - 5 V) * 0,1 A = 0,7 W como cantidad máxima de calor que el regulador necesitaría disipar. Probablemente, cuando el relé no está energizado, estaría usando una décima parte de eso como máximo.

Entonces: verifique el uso actual de los diferentes componentes con un multímetro para ver a dónde va toda esa corriente.

  • El Arduino debería consumir alrededor de 15 mA, y hay muchas formas de reducirlo aún más: https://learn.sparkfun.com/tutorials/reducing-arduino-power-consumption
  • El tablero de relés enumera 65 mA como corriente de trabajo, y esto debería ser mucho menor cuando el relé no está energizado.
  • Lo que sea que esté usando como entradas para decidir cuándo activar el relé... Bueno, solo usted sabe cuáles son.

Hay muchas razones por las que el Arduino puede dejar de responder después de activar el relé, y no es posible saberlo con certeza en función de la información que ha proporcionado. Algunas posibilidades:

  • El código que está ejecutando no tiene forma de pasar del estado activado al estado no activado. Necesita tener una ruta de código que apague el relé y vuelva a esperar a que alguien presione los botones correctos o lo que sea.
  • El bloqueo electromagnético consume demasiada corriente cuando se activa (brevemente o constantemente), lo que provoca una caída del voltaje de entrada de Arduino. Si es breve, esto se puede arreglar con un condensador en la salida del regulador (debería haber uno en cualquier caso)
  • Pico de voltaje inductivo de la cerradura cuando está apagada. Aquí ayuda un diodo de rueda libre, es decir, un diodo colocado en paralelo con la cerradura, en el "camino equivocado", de modo que no debería conducir corriente. Un pico de voltaje sería inverso al voltaje de trabajo normal y pasaría inofensivamente a través del diodo.
Sí, estoy de acuerdo en que el arduino no debería tirar tanta corriente. Realmente, los únicos otros dispositivos de E/S que están conectados son quizás 1-3 LED, botones pulsadores, interruptores de contacto magnético o algunos sensores de micrófono. ¿Puede ser demasiado alta la corriente que pasa por la entrada de 12v del regulador de voltaje (para la cerradura)?
También en cuanto a mi arduino colgando: estaba teniendo ese problema cuando estaba alimentando tanto arduino como lock desde la misma fuente de alimentación. Pero cuando usé una fuente de alimentación separada para la cerradura y mantuve todo lo demás igual, solucionó mi problema. Así que la idea del diodo de rueda libre suena genial. Sin embargo, pensé que el módulo de relé que estaba usando tendría eso cubierto. ¿Puedo tener más detalles sobre qué tipo de diodo debo usar y dónde exactamente en el circuito debe ir?

Debe usar un convertidor reductor, que le dará una eficiencia mucho mayor. Hay toneladas de opciones. Aquí hay uno: LM2596

Es probable que sea mejor que compre uno que ya esté diseñado, como este: dólar imagen de dólar

Consulte también esta pregunta que analiza varias opciones de buck/smps, incluidas algunas opciones equivalentes a 7805 pines (que la respuesta de @ Manu3l0us me recordó).

Como se mencionó en la otra respuesta, un convertidor reductor ayudaría con el problema térmico. Incluso hay reemplazos directos para el 7805, lo cual es muy conveniente.

Es posible que desee intentar agregar un diodo de rueda libre a su bloqueo electromagnético. Puede ser un pico de voltaje al apagarlo, lo que hace que su Arduino se cuelgue.

¿Cómo puedo alimentar de forma segura tanto un Arduino como una cerradura electromagnética con la misma fuente de alimentación?
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