¿Este circuito de detección de bloqueo del servo dañará un Arduino?

Soy parte de un grupo que está construyendo un proyecto para la escuela que involucra un servo. Hicimos un circuito para que nuestro Arduino detecte cuando el servo está bajo una carga pesada o se detiene. El circuito que construimos detecta muy bien las paradas, pero no estamos seguros del daño del circuito.

Sabemos que hay otros circuitos de "detección de bloqueo" en la web. Sin embargo, queríamos una forma genérica de detección que se pueda lograr con un método que:

  • Utiliza componentes comunes que tendríamos por ahí (resistencias, tapas, diodos)
  • No necesita resistencias de "derivación" de alta potencia nominal
  • No necesita circuitos integrados
  • No reduce la salida del servo.

Esto es lo que tenemos:Circuito de detección de bloqueo del servo

El servo PS (V1) tiene su línea + que pasa por una resistencia de 75 KΩ y luego a un pin de entrada analógica en el Arduino (A0), con una tapa de cerámica de 0,1 μF que va a tierra y un diodo Schottky de tierra a A0.

Cuando el servo se mueve sin carga adicional, la corriente se midió en aproximadamente 100 mA. Bajo carga pesada, consume alrededor de 300 mA. Una parada completa es de aproximadamente 500 mA.

Cuando el servo está bajo carga baja, el pin analógico lee 1023 de 1023, con una pequeña cantidad de rebote hasta alrededor de 900. Si el servo está bajo una carga pesada, el rebote es fuerte. Bajo una parada completa, la lectura analógica se mantiene alrededor de 850 con un pequeño rebote. Obviamente, esas lecturas no fueron difíciles de usar para la detección de pérdida.

En cuanto a la protección de los componentes, no estoy muy familiarizado con flyback o EMF. No pude encontrar nada sobre ellos en relación con los servos, solo motores regulares, casi como si la gente no estuviera preocupada por los servos. ¿Parece que algunas personas creen que el circuito interno de los servos protege del flyback/EMF...?
El diodo se agregó para la protección flyback, pero no sé si realmente ayuda en esa configuración.

Tampoco estamos seguros de cómo se supone que debe actuar un servo en relación con la resistencia y la caída de voltaje bajo carga. La detección de bloqueo se colocó "antes" del servo en el circuito para evitar reducir la potencia del servo al tener una resistencia en serie con él y para evitar tener que pedir una resistencia de derivación de gran potencia nominal. No puedo decir personalmente por qué funciona esta detección, pero lo hace.

De todos modos, ¿podemos continuar usando este circuito tal como está o corremos un gran riesgo de dañar el Arduino? Si el circuito necesita modificaciones por seguridad, ¿cuál sería una forma mínima de hacerlo con componentes comunes?

De hecho, tiene una resistencia de derivación en su circuito: consiste en la resistencia interna de la fuente de alimentación del servo 5V / 2A.

Respuestas (1)

No, no es probable que dañe su Arduino con esta configuración. De hecho, el diodo probablemente no sea necesario, porque el filtro RC limita severamente los transitorios para empezar. La resistencia por sí sola limita la corriente a través del pin a no más de 1 mA para cualquier voltaje sostenido en el rango de ±75 V.

El mayor problema es que todo este esquema se basa en el hecho de que la fuente V1 tiene un valor definido de impedancia de fuente, y está midiendo la caída de voltaje a través de esta impedancia para inferir la corriente que consume el servo. Si tuviera que cambiar a una fuente diferente (mayor capacidad de corriente, menor impedancia de fuente), todo podría dejar de funcionar.

Es por eso que la mayoría de los esquemas publicados usan una resistencia de detección de corriente explícita, para eliminar esa dependencia y asegurar que el circuito funcione con cualquier fuente. Si está realmente preocupado por la pérdida de energía a través de una resistencia de este tipo, podría usar un sensor de corriente de efecto Hall en su lugar. Hay varios dispositivos comerciales disponibles para esto.

¿Hay alguna manera de usar una resistencia de detección de corriente sin necesidad de resistencias de más de 1 W y una pérdida mínima de energía para el servo?
Claro, solo calcule los números, según la cantidad de corriente que desea permitir y la caída de voltaje (disipación de energía) que puede tolerar. Por ejemplo, 0,5 V a 500 mA equivale a 1,0 ohmios (esto es equivalente a lo que está midiendo actualmente), y eso solo disipa 0,25 W en la resistencia. Probablemente podría obtener una detección confiable a la mitad del voltaje, así que use una resistencia de 500 miliohmios que solo disipará 125 mW. (Elija una unidad de 250 mW para un margen de diseño de 2:1).
+1 4 años en :-)\