E/S Shield

Pessoal, peço desculpas pela demora deste post. 

Foi a mesma demora dos correios em entregar minha peças e eu ter tempo. 

Cheguei a pensar que tinha sido extraviado, alguns componentes que bateram o (meu) recorde  de 70 dias entre China e Brasil.

Além disso, estou ocupando minhas horas vagas com o quearto do meu filhinho que nasce dia 06/02. Inclusive pretendo fazer um Monitor de bebê Arduino, com as placas que tenho aqui em casa.

...

Depois de comentar os problemas, tive que arranjar um modo eficiente de juntar as partes usando os recursos que tenho em um só lugar.

Como disse no post dos "problemas", o proto-shield não ajuda muito. Mas é ele que tenho. Adiquiri alguns plugs de 2 e três terminais, macho e fêmea para soldar na placa e foi uma execelente idéia. Segue as fotos.

(Fiz uns ajustes no esquema da pinagem que irei usar. Posto o esquema novo em um outro post).

Repare que coloquei o sisteminha de ligação do ventiladores de exaustão da Calha de LEDs.

Este sisteminha é baseado no seguinte diagrama.

Este diagrama foi retirado dos documentos disponibilizados pelo Jamil no site do Jarduino.

Para alimentá-lo viu utilizar a fonte redutora de 30 para 12V. Já montei tudo, mas ainda não testei. Vou tentar testar hoje e posto o resultado.  

Para os Sensores de Temperatura, segui a recomedação deste desenho fornecido pelo Jamil.

Olha lá o Resistor de 4K7 Ohms

Ligarei os dois sensores no mesmo plugue a fim de economizar espaço na caixa de montagem, logo com um plugue de três terminais conseguirei colocar tantos sensores quantos forem necessários.

Seguindo esta ordem esta foi a montagem final do shield.

Estes fios laranja, cinza e os três juntos verde, amarelo e azul, vão alimentar os módulo driver de 12V que ficam fora do shield. Este fio verde e vermelho (se reparar há um amarelo também), que estão juntos ligam o RTC

Aliás a tela chegou, comprei deste site

http://www.elecfreaks.com/store/32-tft-lcd-screen-module-tft0132-p-113.html, funcionou muito bem nos testes.

Observe o detalhe do "conector" FVM para a ligação da tela na shield.

Fiz uns cabos para a conecção da tela. Pretendo fazer com que a tela fique na tampa (porta) da caixa de interligação, então, ela deverá ter um cabo flexível ligado ao shield central.

Primeiros Problemas...

Bem amigos, como nem tudo são flores, posto aqui algumas considerações muito desagradáveis referente a alguns produtos adquiridos.

Na última semana de 2012 recebi dos correios, a Tela LCD, A protoShield Mega, o Shield Driver 6 canais e o ITDB02 Mega Shield para a Tela LCD.

Problemas.... muitos problemas!

O Protoboard,

Não é o que eu queria!

Eu queria este:

Veio este:

O problema é que este tem pouco espaço (furinhos) para tantos fios que eu vou colocar.... e o pior!, repare no detalhe da pinagem...

Ele tem os pinos deslocados, isso o deixa compatível com o Arduino Mega pois a pinagem embaixo funciona sem problemas, mas não é compatível quando eu monto sobre ele outros shields, principalmente os mais complexos como o da LCD, os pinos ficam fora do lugar!

Vale dizer que o erro foi meu e não do fornecedor.

Tela LCD,

A tela que queria comprar era esta:

Comprei esta  que é um shield completo, paguei mais caro por uma coisa menos eficiente, pois sendo um shield, tenho que manter fixa no conjunto ou puxar mais de 30 cabos separados, um puta trabalho. 

Mas o pior não foi este meu erro.

A mardita veio com defeito! 

A gente liga e a tela fica branca! não muda nada!

Li em alguns foruns que é defeito, mesmo e que não é a primeira vez.

Vou procurar mais informação e qualquer novidade posto.

Também tentarei reclamar, mas o fornecedor é da China, e como eu posso provar que o erro não foi meu, por eu ligar errado por exemplo? 

Eu tinha um crédito no Paypal, acabei por comprar outra de outro fornecedor, desta vez tomei cuidado para comprar somente a TELA e não um shield. Comprei de um fornecedor de acordo com a tabela de compatibilidade do manual do Jarduino.

Até desanima, são mais 30 dias para chegar, no mínimo.

O Shield Driver 6 canais,

Não testei mais parece impecável! Perfeito, bom acabamento, os componentes legais e a placa bonita, os terminais são grandes, o que é útil...

...Mas descobri um problema.

Repare na foto abaixo, nela é mostrado quais os pinos serão utilizados pelo driver para controlar o dimmer (PWM) dos canais. 

Agora olhe o diagrama de pinagem da tela LCD, repare nestes nomes em azul na lateral, são os pinos, 2, 3, 4, 5 e 6 são os mesmos do driver..... 

Os dois Shields estão usando os mesmos pinos, o que dará conflito. 

Terei que fazer uma gambiarra, dobrar os terminais do driver (ainda bem que são grandes) e conectá-los através de cabos aos pinos 8, 9, 10, 11, 12 da placa do arduino.... credo... trabalho chato mesmo.

O único shield que veio perfeito (mas não testei) foi o ITDB02 Mega Shield que conectará o LCD.

No decorrer da montagem posto como farei para burlar estes problemas.

Até mais!

Diagramando......

Pessoal, passadas as festas, comecei a estudar a diagramação do circuito que irei montar. Serão muitos fios, muitos conectores, muita paciência e principalmente muita organização.

Estudei o que eu queria e cheguei a este diagrama.

A principio, eu quero umas "coisinhas" a mais do que o Jarduino pode oferecer.
Preciso de um controle que faça a reposição de água doce! Tenho um bóia que, atualmente, faz contato direto com uma bomba de reposição. Essa situação é extremamente perigosa e faz com que haja fuga de tensão, hoje, quando coloco a mão no reef com pé descalço, sinto um leve choque, que pode ser desta fuga. Então, vou fazer com que o sensor seja lido pelo Arduino e acione um relê que finalmente ligue a bomba.
Da mesma forma, pretendo colocar um sensor de presença para ligar um led no sump usando o mesmo principio da bomba. Mas sem Relê.

Além destas novas funcionalidades, temos o que o Jarduino oferece:

- Um RTC que controla o dia e noite (LED's)
- Um sensor de temperatura que controle o CHILLER (através de um relê)
- um sensor de temperatura que controle os ventiladores (12V) da Calha de LEDs.
- um Wave Maker controlado por relê (este vou detalhar depois)
- um alimentador automático (5v)

O diagrama mostra bem todas as ligações, e onde vou ter redução de tensão.... Observe que os LEDs tem duas tensões, uma direto de 30V (2 canais de 9 LEDs brancos e dois canais de 9 LEDs azuis). E outra de 12V para os 4 LEDs UV, 4 LEDs vermelhos e 4 LEDs Lua.

Fiz também um diagrama de ligações dos pinos do Arduino!
Com este diagrama, pretendo fazer um shield para as ligações de entrada e saída do Arduino, bem como os circuitos dos ventiladores e dos sensores de temperatura que são especiais. No site do Jarduino, o Jamil ("dono" da idéia e de todo o trabalho), fez um manual super bacana sobre estes circuitos e de onde estou tirando base para estas postagens!

É isso. Até a próxima.

Começaram a Chegar.....

Pessoal, depois do fim do mundo e de alguns dias sem postar, cá estou eu.

Algumas das minhas peças chegaram!

A fonte de alimentação:
$28,00

O Relê em estado sólido:
(para as Ondas!)
$10,00

O Protoboard Arduino Mega

(Talvez eu precise de outro, vacilei!)

$6,20

Esse protoboard, precisa de uns ajustes! na foto abaixo mostro o detalhe dos pinos traseiros do Arduino Mega, não vem! Ou seja, vou precisar coloca-los manualmente.

O Redutor de Voltagem (Step Down)
Pedi 3, este e dois de 30 para 12V
Este reduz de 4-40V para 1,5 a 24 (regulado por um potenciômetro)
O Inconveniente é a corrente máxima de 3A
$3.80

Conectores para o protoboard
$3,90

O RTC (Real Time Counter)

(Circuito muito importante, pois com ele o arduino "Sabe" a data e hora correta)
$4,80

Cabinhos coloridos

(muito úteis, talvez eu os use para fazer um "extensor" da tela do Jarduino)

$5,20

As partes mais importantes ainda não chegaram! 

Bem é isso, estou preparando um material muito bom e ilustrativo das pinagens que são usadas no Arduino Mega para este projeto.

UM ÓTIMO NATAL A TODOS, MUITA SAÚDE, SABEDORIA,  PAZ E REFLEXÃO A TODOS!

LEDs Parte VII - Montagem

Como era de se esperar o primeiro item a chegar foram os dissipadores. Comprados aqui no Brasil, são de excelente qualidade, muito bacanas.

A partir deste momento começam os trabalhos. 

Baseado nos desenhos dos LEDs fiz um traçado nas placas de modo a distribuir os LEDs como o projetado, Este traçado indica onde pretendo furar para em seguida abrir roscas para a fixação segura dos LEDs. Deste modo posso facilmente trocar os LEDs queimados entre outras manutenções.

Tenho um jogo de machos para abertura de rosca M3, são parafusos pequenos ideal para estes tipos de montagem.

Adquiri 80 parafusos, começei a furação e a abertura das roscas.

Segundo os correios já chegaram no Brasil algumas encomendas.
Vamos esperando a chegada aqui para a continuidade dos trabalhos.

LEDS Parte VI - Fonte de alimentação

Estamos chegando ao ponto final das definições e critérios para  o módulo dos LEDs do projeto.

Falta agora alimentar os LEDs.

Como já tinha dito nos posts anteriores, eu pretendo utilizar no máximo 9 Leds de ~3V por canal, ou seja, cada canal vai usar aproximadamente 30V.

Escolhi uma fonte ($29,95), com as seguintes especificações:

Alimentação 90-132V / 180-264V

Tensão de Saída: 30V

Corrente de Saída: 12A.

Aqui está o desenho mecânico da fonte

Com esta fonte pretendo alimentar todos os meus circuitos que exijam corrente contínua. 

Canal 1 - 9 LEDs Brancos - ~30V / 1A

Canal 2 - 9 LEDs Brancos - ~30V / 1A

Canal 3 - 9 LEDs Azuis - ~30V / 1A

Canal 4 - 9 LEDs Azul Marinho - ~30V / 1A

Canal 5 - 3 LEDs Luz da Lua ~ 10V / 1A

Canal 6 - 2 LEDs Vermelhos ~6V / 1A

Canal 7 - 2 LEDs UV ~ 6V / 1A

Arduino - 12V / 0,3A

Resfriadores - 6x 12V / 0.2A = 12V / 1.2A

Sensores de Temperatura - Ligados no próprio Arduino

Relê - 3-32V / 0,1A

Reserva: 30V / 4A

Como você pode observar, não irei usar apenas 30V, usarei tensões menores, para isso usarei dois redutores de tensão, como estes. ($5,00)

Eles fazem a Conversão (Step Down) de 8-50V para 12V, admitindo uma corrente de 3A, ideal para uso com o Arduino, Os LEDs Luz da Lua e os ventiladores, para os LEDs UV e Vermelhos, terei que fazer outra regulação, tenho um circuito aqui comigo que possui dois canais independentes que fazem a redução de  12V para 3,3 ou 5V. 

No caso dos LEDs UV e Vermelhos pretendo usar este. Na verdade essa é uma opção que não quero pois a corrente máxima de saída segundo especificação, é de 800mA, além do que eu o utilizo na bancada para experimentos com Arduino. 

Vasculhando a NET achei essa imagem:

Que me abriu os olhos para entender que este circuito redutor step down pode permitir a variação de tensão de saída com a adição de um potenciômetro de 20 Ohms, no circuito, preciso esperar esta compra chegar para entender melhor fazer testes e ter a certeza que ele pode me dar 12V para o Arduino, o canal 5 e os ventiladores e 6 V para o Canal 6 e 7. 

LEDs Parte V - Driver

Uma das coisas mais importantes para os circuitos que utilizam LEDs é a estabilidade da corrente e da tensão elétrica.

Extrai parte de um texto do site da Saber eletrônica que explica bem o quero dizer:

"A curva de referência I/V dos LEDs é crítica. Uma pequena variação na tensão direta se transfere para o LED, causando uma forte variação de brilho. Como a corrente depende da tensão, as variações de tensão refletem-se no brilho dos LEDs de forma indesejável. Assim, a melhor maneira de se controlar o brilho é mantendo um controle preciso da corrente circulante pelos LEDs. O circuito mostrado opera desta forma...
Outro fator importante que influi na luminosidade dos LEDs é o dado pela dependência desses componentes com a temperatura. Os LEDs possuem um coeficiente negativo natural de temperatura, o que traz um verdadeiro desafio aos projetistas que tentam ligar esses componentes em paralelo.

Se dois LEDs forem ligados em paralelo, um deles sempre conduzirá um pouco mais que o outro, e isso acarretará uma elevação maior da temperatura deste que conduz mais. O resultado é que, com a elevação da temperatura, a corrente irá aumentar mais ainda e, com isso, teremos uma deriva térmica neste componente que desviará toda a corrente para ele, podendo causar sua queima. Mesmo que ele não queime, a distribuição desigual da corrente fará com que um brilhe mais que o outro.
Para ligar LEDs em série, entretanto, precisamos considerar a queda de tensão em cada um, o que também consiste em um problema de projeto, principalmente quando o circuito opera com baixas tensões."

Observamos que a relação tensão (I) Corrente (V) é extremamente importante para a eficiência luminosa dos LEDs. Para manter esta corrente e tensão constantes, independente dos efeitos de alimentação, disposição e consumo, é empregado o uso de Drivers.

No circuito que quero montar, além da necessidade de Drivers , há a necessidade de se variar a luminosidade dos LEDs através da variação da energia fornecida, essa variação chamamos de dimmer. Felizmente há Drivers no mercado com funcionalidade de Dimmer.

Há várias formas de fazer o dimmer, a forma que vou usar é através do pwm (Pulse-width modulation) modulação da largura de pulso.

Na prática quer dizer que ao aplicarmos energia a uma freqüência definida no driver ele ira fornecer uma tensão específica, variando essa freqüência a tensão também varia.

Felizmente o arduino mega possui pelo menos 10 saídas que trabalham bem o pwm (as saídas de 2 a 11).

O arduino também possui uma funcionalidade excelente que é a possibilidade de utilização de Shields, que são placas padronizadas que podem ser acopladas à placa de processamento, dando ao conjunto novas funcionalidades (um exemplo é colocar um shield com uma tela LCD no Arduino).

Atualmente (como dito antes) eu tenho dois Drivers Meanwell que trabalham muito bem mas que fazem um dimmer de 10 em 10%, e são enormes e um pouco inviáveis para a funcionalidade que pretendo.

Resolvi procurar um shield compatível com arduino mega, que seja um driver, que trabalhe com pwm e seja acessível... Parecia impossível mas achei..... No site ledsee, muito bacana.

Se funcionar como o proposto ele aceita de 5 a 30 volts, tem 6 canais e trabalha com 350mA, 700mA ou 1A cada canal! Perfeito, ou quase, a única coisa negativa é que a alimentação é uma só, caso eu queira 9 LEDs em um canal e 1 em outro tenho que usar um mega resistor que ira dissipar energiaa toa.

Pretendo usa-lo para controlar os 18 LEDs brancos (em dois canais), os 9 Azul e os 9 Azul Marinho. Ao todo serão 4 canais controlando 9 LEDs cada totalizando cerca de 30V por canal que é o limite para a aplicação; os 9 LEDs azul-marinho e os azuis pedem 30,6V, os brancos pedem 30V, então deve estar dentro das limitações do driver.

Para os LEDs da lua, UV e vermelhos, preciso de Drivers menores. Por sorte, no mesmo site ledsee encontro os módulos separados para os LEDs, a um preço bem em conta. Estes não ficarão em forma de shield, mas com capricho também ficarão bacanas.

Vamos aguardar a chegada para iniciar a montagem.
Antes porém tenho que decidir sobre a alimentação!!!!!

Fonte
http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/903