Alimentare Arduino e carichi

Ciao a tutti, scrivo da Milano e mi sono affacciato da poco sia al mondo di Arduino che a quello dell'elettronica in generale. Sono ai miei primi progetti di livello base e sto cercando di leggere tanto e vedere molto video, ma a volte mi sorgono dubbi che a qualcuno potrebbero sembrare stupidi. Espongo brevemente il mio quesito. Poniamo ad esempio di avere il classico progetto in cui Arduino rileva l'umidità del terreno tramite apposito sensore e poi, attivata da un relè, si attiva una pompa che funziona a 220v. Ecco, vorrei sapere se per alimentare il tutto, è possibile collegare il relè alla 220 ed in parallelo un modulo AC DC che mi dia i 5 volts per Arduino. Se anziché a 220, la pompa funzionasse a 12, sarebbe possibile collegare in parallelo alla 220 un modulo AC DC a 5v ed uno a 12v? Spero di essere stato chiaro, di non aver detto assurdità e mi scuso in anticipo se eventualmente le avessi dette. Grazie a chiunque mi risponderà.

Ciao, per potere si potrebbe ma il regolamento parla chiaro, se provi a citare che ti stai collegando a qualcosa che superi la bassissima tensione il topic verrà chiuso.
Quindi ben venga la pompa a 12V che rientra in tale limite.
A tal proposito in linea teoriza potresti comprare un alimentatore commerciale che trasformi la tensione di rete fino ai 12V necessari alla pompa e da qui potresti prelevare anche l'alimentazione per Arduino abbassandola a 5V con uno step-down. Ma in pratica se lo fai andrai a riscontrare un sacco di problemi legati ai disturbi elettromagnetici della pompa che potrebbero far resettare Arduino, causarne un funzionamento errato ecc.
Quindi l'ideale è alimentare pompe, elettrovalvole, carichi in genere con un alimentatore dedicato a loro e alimentare Arduino con un alimentatore separato e dedicato a lui.
Se poiTi doti di schede relé da alimentare a 5V prive di optoisolatori e con i relativi relé vai a pilotare elettrovalcole, pompe, ecc. allora è meglio alimentare la scheda con un suo alimentatore separato da quello delle pompe e di Arduino. So che sembra strano visto che i relé servono per disaccoppiare la parte potenza dalla parte comando ma di questo ai disturbi elettromagnetici indotti non frega proprio nulla :slight_smile:

Intanto grazie per la risposta e mi scuso x aver citato la 220. Diciamo che il mio intento era, x massimizzare la praticità, avere una scatoletta con dentro il mio Arduino, relè ecc da cui esce un solo cavo da collegare alla rete. Il mio scopo finale sarebbe questo.

Se devi ancora prevedere il posizionamento della scatola prevedila molto molto grande :slight_smile:
A parte gli scherzi, se possibile vedi di poter posizionare la scheda relé (alimentata con il suo alimentatore) non troppo vicino ad Arduino, perché i disturbi elettromagnetici si possono propagare anche nell’aria e se troppo vicino ad Arduino corri il rischio di sperimentare blocchi improvvisi.
La pompa e/o elettrovalvole solitamente sono posizionate in posto differente rispetto alla scatola in questione (suppongo sia un irrigatore pilotato da Arduino) quindi la loro alimentazione probabilmente sarà posizionata altrove e dedicata a loro.
Quindi se nell ascatola fai posto per due alimentatori, Arduino e la shceda relé non troppo vicina ad Arduino sei a posto, almeno logisticamente parlando :slight_smile:
Poi viene il bello… lo sviluppo del programma

Quindi, correggimi se sbaglio, x eliminare eventuali problemi di disturbo, dovrei prevedere 3 alimentazioni separate, una per Arduino, una x il relè ed una per la pompa. Quindi dovrei attaccare alla rete ben 3 spine?
Quando parli di distanza tra scheda relè ed Arduino, in che unità di grandezza stiamo ragionando? Roba di qualche centimetro, una decina, mezzo metro? Immagino che non esista una risposta unica, e che dipenderà da tanti fattori, ma era giusto x farmi un'idea. Non avevo assolutamente considerato i disturbi elettromagnetici.
A tal proposito, sia x quanto riguarda i disturbi, sia per x i carichi induttivi di cui abbiamo parlato, i rischi quali sono, solo malfunzionamenti o friggo qualche componente o peggio ancora Arduino? Ultima domanda, x ovviare ai carichi induttivi, non esistono x caso filtri di qualche genere da porre tra relè e carico? O dico castronerie?grazie e scusa le 10mila domande.

Si, il top è l'so di tre alimentatori, poi puoi giocartela e usarne anche uno unico con eventuali step-down ecc. ma questo non è consigliabile.
La distanza è esponenzialmente dipendente dalla "potenza" del disturbo emesso, diciamo che tra la scheda relé e Arduino qualche cm dovrebbero bastare.
Isolare, escludere e difendersi dai disturbi elettromagnetici si può e tutti gli apparati in commercio fatti con un po' di decenza e, soprattutto, che rispettino le direttive europee sono (dovrebbero) essere immuni ai disturbi elettromagnetici.
La cosa più semplice che puoi attuare è uno snubber ai contati del carico del relé, e anche rinchiudere Arduino in una scatola metallica messa a massa.
Friggere i componenti e/o Arduino no (a meno che non colleghi qualcosa in modo malsano) se ti doti di una scheda relé con optoisolatori, alimentazione separata già sei sicuro al 90% di ridurre l'indicenza al minimo poi dipende se questa pompa a 12V in realtà è un motore di un compressione da 15kW allora il discorso cambierebbe un filino... :slight_smile:

No no, è un progettino piccolo, roba casalinga. Mi sono accorto di avere una scheda relè singola, senza optoisolatore. O almeno cosi mi sembra. Sulla scheda vedo 3 resistenze, un transistor ed un diodo zener, oltre a 2 led rosso/verde. Allego la foto…saresti così gentile da controllare per favore? In questo caso meglio comprare una scheda relè con optoisolatore e lasciar perdere questa? Nel caso volessi alimentare Arduino con una classica batteria 9v, durerebbe poche ore, oppure potrebbe mantenere in vita Arduino x giorni? Non ho idea di quanto assorba Arduino x un progetto simile. A dire il vero, non ho idea dell’assorbimento x nessun tipo di progetto…sono troppo nuovo. Ma se non deve occuparsi di alimentare altro che se stesso ed il sensore, potrebbe essere una soluzione valida?

Quel modulo relé non ha l'optoisolatore.
Adesso però occorre che tu indichi con un poco di precisione cosa realmente deve fare questo progetto (sostituendo eventuali componenti off-rules con equivalenti rules friend :slight_smile: ) perché è spuntato un sensore mai menzionato prima.
Seconda cosa, hai possibilità di saldare componenti? Se la risposta è si puoi pensare di usare quel modulo relé aggiungendo un optoisolatore tra Arduino e il modulo anziché acquistare un modulo nuovo.
Altra cosa, un Arduino completo di tutta l'elettronica a bordo la batteria a 9V la annienta in breve tempo, se invece finito il prototipo puoi creare con una millefori una versione dotata del minimo indispensabile per funzionare, se il progetto lo consente usi accorgimenti dipo mandare in sleep il micro per la maggior parte del tempo ecc. allora l'alimentazione a batteria comincia a diventare interessante.
Per sapere comunque quanto durerebbe diciamo che almeno un multimetro super cinese per determinare l'assorbimento è indicato averlo.
Stessa considerazione per il relé, se nel progetto il relé sarà a riposo per la maggior parte del tempo allora tutto ok, altrimenti per alimentazioni a batteria sarebbe consigliabile usare dei relé bistabili che consumano solo nel momento del cambio di stato.
Infomma metti qui tutto ciò che puoi e oterrai risposte più precise

Il sensore l’avevo accennato nel primo post. Cmq il progetto sarebbe questo.
Arduino con sensore di umidità piantato nel vasetto. Scheda relè collegata ad Arduino e, a questo punto, direi alimentata a parte. E pompa nooon a 220, ma a 12v collegata al relè. Ovviamente il relè chiude il circuito ed attiva la pompa, solo nel momento in cui serve. Quindi pochi secondi ogni tot giorni immagino. A parte gli scherzi, quel relè va bene solo x collegarci un carico a 220? Un’eventuale carico a 12v richiederebbe una scheda diversa giusto? Poi, si, ho la possibilità di saldare, ho il kit del bravo principiante e mi sono allenato un pochino a fare saldature di componenti e dissaldare…
Lo snubber ha dei parametri caratteristici da controllare prima dell’acquisto? Oppure generalmente uno vale l’altro ( immagino di no). Stessa domanda x l’optoisolatore…grazie

Alan18:
Il sensore l'avevo accennato nel primo post.

Hai ragione non ci avevo fatto caso. Il relé va benissimo perché i dati che riporta sono i valori massimi che sopporta, anche se in quei moduli cinesata non mi verrebbe mai di attaccarci 10A a 220V per mia sicurezza visto che non rispettano mai i criteri necessari a tali potenze, quindi 12V perfetto.
L'optoisolatore puoi prenderene uno a casaccio tanto dovrà pilotare il transistor dello stadio pilota del relé con tensione a 5V e corrente nell'ordine nei pochi mA
Se il sensore è di quelli a forcella ma inserire nel terreno il consiglio è quello di non tenerlo alimentato costantemente (specie se in corrente continua) perché i puntali si disintegrano in poco tempo, quindi in base all'assorbimento del sensore usa un transistor o un mosfet per gestire l'alimentazione da Arduino solo quando serve.
A questo punto poi hai un ventaglio di possibilità per la versione definitiva (per il prototipo va benissimo una UNO), forse quella più parca di consumi è qualla di utilizzare un tiny85 magari alimentato a 3.3V se possibile con clock a 1MHz che per fare una lettura analogica e attivare o disattivare un pin sono più che sufficienti. Questa configurazione se non ricordo male consuma circa 200 uA quindi se tu:
Mandi in sleep mode power down l'MCU
La risvegli quando serve (magari con un RTC che dia un interrupt), attivi il sensore, se non ricordo male devi attendere qualche secondo per permettere al sensore di stabilizzarsi.
leggi il sensore, se è secco attivi il relé e aspetti (tempo, umidità bho vedi tu)
Disattivi il relé e l'alimentazione del sensore
programmi il prossimo risveglio (se ti doti dell'RTC basta settare l'allarme su questo) e mandi tutto a nanna.
Ho buttato giù di getto la cosa non so neanche se i pin del tiny siano sufficienti o meno per tutto l'ambaradan, alla peggio puoi passare al 328 sempre a 1MHz che ti risparmia l'oscillatore esterno e anche quello consumerebbe poco.
Insomma roba da studiare ne hai, buon lavoro :slight_smile:

Ah lo snubber, lascialo come soluzione estrema, per ora non preoccupartene

Beh che dire, grazie per tutte le info, mi hai chiarito diversi punti di domanda. Ne farò tesoro. E nel caso di altri dubbi.... tornerò con altre domande :slight_smile:
Intanto grazie ancora.

Si....ancora io... :smiley:
Allora, il sensore che ho io non è a forcella ed in teoria sarebbe resistente alla corrosione/ossidazione...poi non so quanto sia vero. Cmq è identico al link qui sotto. Ad ogni modo, mi ispira molto l'idea di attivare il sensore tramite transistor tipo una volta ogni tot ore x un paio di minuti. In fin dei conti devo misurare l'umidità del terreno e non è che serva monitorarla ogni istante. A tal proposito mi è sorto il dubbio sul transistor. Quali parametri devo tenere in considerazione nella scelta?
Tornando al link, c'è un'immagine in cui viene illustrato il modo in cui collegare il tutto. Ma se abbiamo detto che sarebbe meglio separare le alimentazioni, perché qui Arduino alimenta la scheda relè?e mi piace anche l'idea di quelle pompe che lavorano tra 3 e 5v, alimentate da batterie, ma non conosco l'assorbimento. Come detto....dovrebbero attivarsi, se va bene, non più di qualche secondo al giorno. L'immagine è ingannevole e mi ha confuso le idee oppure vado nella direzione giusta?
Cmq preciso che la mia idea si basa su un solo elemento di tutto e non 4 come nel link, ma cmq penso non ci siano differenze di principio.
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Grazie....e scusa se ti tempesto di domande, ma x ogni cosa che imparo, mi si pongono molteplici domande....

Qualche buon'anima che riesca ad aiutarmi? Grazie a tutti.

Alan18:
x ovviare ai carichi induttivi, non esistono x caso filtri di qualche genere da porre tra relè e carico?

  1. Il caso dei carichi induttivi in corrente continua e bassa tensione è il più semplice, perché è sufficiente un diodo in parallelo al carico (goglare "diodo volano" -> immagini).

  2. Nell'immagine del kit sembra che Arduino alimenti la scheda relé, ma potrebbe anche essere il contrario, infatti l'alimentazione a 5V non è indicato da dove proviene. In ogni caso non va bene alimentare la scheda relé attraverso Arduino.

  3. Con questi collegamenti secondo me non ci sono problemi anche alimentando il tutto con un solo alimentatore a 12V:

Grazie, ma le parti tratteggiate? Stavo cercando di abbozzare un circuito su fritzing, che sto usando ora per la prima volta. Appena finisco. Max domani, posto lo schema....

Alan18:
Grazie, ma le parti tratteggiate?

Sono i collegamenti tra le tre macrosezioni. A sinistra c'è la logica, che non deve essere attraversata dalle correnti relative alla sezione di potenza (infatti queste si richiudono verso l'alimentazione a destra). Poi c'è la sezione di potenza (modulo relé con regolatore di tensione), ed infine la pompa che immagino sarà collegata ad una certa distanza (diodo e condensatore vanno il più vicino possibile alla pompa, sempre per far si che le extracorrenti e i disturbi rimangano confinati propagandosi il meno possibile lungo il cavetto di alimentazione della pompa). In uno schema elettrico funzionale la geometria dei collegamenti non conta, tutti i punti a 5V sono a 5V, tutte le masse sono a 0V, e i disturbi non esistono... ma nel cablaggio reale le cose cambiano.

Mi spieghi per favore perchè hai utilizzato il pin VIN e qual’è la funzione dei diodi e del condensatore? Allo stesso modo, perchè serve il condensatore alla pompa? il diodo non basta?
Io cmq ho provato a mettere giù uno schema, non so se puà andar bene. Spero di non far drizzare i capelli a nessuno e come sempre, ringrazio tutti coloro che hanno la pazienza di darmi dei consigli.
Essendo la prima volta che uso fritzing, non sono stato troppo a perdere tempo a cercare la pompa, ed al suo posto ho messo un motore dc (ma immagino che sia la stessa identica cosa, anche per quanto riguarda i carichi induttivi). Non sono riuscito nemmeno a trovare il modulo ac dc 5V per il relè e ho optato per uno spinotto a caso. Ho deciso che la pompa sarà la più piccola possibile e ho visto che ce ne sono anche da 3V quindi le ho alimentate con delle batterie. Come detto…accendersi forse una volta al giorno per pochi secondi, penso che mi garantisca una durata accettabile.
Una cosa che vorrei fare, è attivare il sensore solo qualche minuto ogni tot ore, per preservare la sua durata evitando di alimentarlo 24 ore su 24. Come posso fare? Sempre tramite relè?Allego lo schema che ho fatto io.

Manca la resistenza tra pin di Arduino e optoisolatore, essendo (di fatto) un led IR che piloti con il pin devi metterla altrimenti friggi l'opto.
Per la durata della batteria, senza sapere quanto assorbe la pompa è impossibile determinare quanti minuti/ore d'utilizzo reggano le batterie

Vado a memoria, ma mi pare di aver letto intorno ai 200 mA....giusto!la resistenza!!! E per i miei altri quesiti hai risposte? Grazie