Dimensionamento fusibile

International Italiano Hardware
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Salve a tutti,
per gli esami sto lavorando alla costruzione di una serra automatizzata che comprende anche una sorta di "quadro elettrico" montato su una millefori.
Per la precisione pensavo a dei fusibili 5x20mm, ma mi mancano alcuni dati per procedere:
qual'è il massimo assorbimento di Arduino MEGA 2560 (+ DataLogger), alimentato a 12 volt tramite i pin Vin e GND?
qual'è il massimo assorbimento di un display 20x4 con modulo I2C?

In attesa di aiuto, vi ringrazio anticipatamente e allego lo schema elettrico della serra (spero si veda bene, dato che è un CAD trasformato in PNG).

P.S. se avete anche qualche consiglio sullo schema elettrico è ben accetto.

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Ricorda solo che il fusibile e' "l'ultima spiaggia", giusto per evitare incendi e proteggere tutto il resto ... quindi calcolalo come minimo il doppio della massima corrente prevista per il tuo circuito, e se sono presenti carichi che comportano assorbimenti impulsivi, usane uno di tipo "lento" (di solito sono marcati "T" o slow)

Come possibile alternativa, ti suggerirei i PTC, o fusibili autoripristinanti :wink:

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Il tutto assorbirà circa 150mA quindi un fusibile da 0.25-0.5A è il giusto
La parte di potenza (consumo ignoto) avrà un altro fusibile a parte più corposo

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L' incognita é l' assobimento della retroilluminazione del LCD. Senó assorbirá qualche centinaio di mA.
Ciao Uwe

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Dunque, analizziamo i carichi e stabiliamo gli amperaggi per i fusibili:
-Linea a 12 V DC
Resistenza riscaldante (I < 3A) (protetta con fusibile da 3 A);
Pompa acqua da 4.8 W 12 V (da cui I = 0.4A);
Ventola (Vnominale = 24 V, ma adoperata a 12 V. Corrente alla tensione nominale I = 0.22A);
Striscia di LED ad alta luminosità 12 V (sto ancora valutando se inserirla) -> Presumo una corrente minore dell'Ampere;
Arduino MEGA2560 + Datalogger shield...con tutte le uscite e le entrate del caso

Presumo quindi che il fusibile sulla resistenza vada bene da 3 A, quello su Arduino e DataLogger vada bene un 500 mA, quello generale, posto a monte di tutto, basti un 5 A (massimo un 6.3 A).

-Linea a 5 V DC
Display 20x4 con I2C (corrente stimata circa 300 mA (?))
Sensore DHT11 (corrente trascurabile(?))
3x Servomotori 360 (DS04-NFC) con I < 1 A ciascuno, ed ognuno protetto con fusibile da 1 A
Pulsanti vari (normalmente aperti) (corrente trascurabile (?))
Alimentazione modulo relè a 4 canali (corrente trascurabile(?)...presumo max 100 mA)
Finecorsa vari (corrente trascurabile(?))
Fotoresistenza (corrente trascurabile (?))
Sensore di umidità (corrente trascurabile(?))

Forse qua ho trascurato troppi carichi, ma non ho idea del loro assorbimento (credo molto basso). Comunque credo vadano bene i fusibili da 1 A per i servo e un generale da 5 A (o al peggio 6.3 A)

Che mi dite? Vanno bene come valori?

Ecco i link dei fusibili che ho pensato di acquistare
http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-a-cartuccia/0563706/ 6.3 A
http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-a-cartuccia/0563526/ 5 A
http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-a-cartuccia/6685963/ 3 A
http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-a-cartuccia/0563380/ 1 A
http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-a-cartuccia/0563463/ 0.5 A
http://it.rs-online.com/web/p/products/1769047/ Portafusibile

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Oggi mi sono consultato con il prof e siamo arrivati alle seguenti conclusioni:

Su Arduino (+DataLogger) l'idea è di andare su un fusibile da 1,5 A (si, sembra eccessivo pure a me) perché ogni pin di I/O del Mega da 20 mA (0.02 A), 20 mA per 60 porte (54 digitali e 16 analogiche) fa 1.2 A, tenendo conto anche dei 50 mA sul pin 3.3 V, si passa alla tagli successiva (1,5 A).
Ovviamente non utilizzerò tutte le porte di Arduino, per cui volendo credo vada bene anche 1 A. (Fatemi sapere la vostra opinione in merito).

Sui tre servomotori a 360 gradi, si mantengono i tre fusibili da 1 A l'uno, poiché viene dichiarato un assorbimento minore di 1000 mA (= 1 A).

Sulla resistenza riscaldante si mantiene il fusibile da 3 A, considerando che allo stato attuale assorbe circa 2.5 A.

Sulla linea a 5 V, a monte di tutto, si installa un fusibile da 4 A, di cui 3 A andranno ai servomotori e l'Ampere restante sarà diviso tra LCD, LED e altri carichi dall'assorbimento non troppo rilevante.

Sulla linea a 12 V, a monte, si installa un fusibile da 6 A, di cui 3 A andranno sulla resistenza, 1.5 A su Arduino, 0.4 A sulla pompa dell'acqua e un assorbimento compreso tra 0.2 A e 0.5 A andrà sulla ventola, oltre ad altri carichi minori.

Che ne pensate? Io credo che tutti i valori siano accettabili...sono perplesso solo su quello di Arduino.

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Sull'Atmega2560 i valori massimi sono i seguenti

DC Current per I/O Pin ................................................ 40.0mA
DC Current VCC and GND Pins ................................. 200.0mA

Il valore che indichi 20mA che puoi prelevare da un pin è corretto ( mai raggiungere il valore limite ), però puoi prelevare al MASSIMO 200mA in totale ( Anche qui vale la regola che è meglio stare più bassi )-
Quindi non puoi fare 60 x 20mA

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4 VCC pins @ 200mA each = 800mA total. Translation follows.
February 2013

Hello Atmel technical team,
I have a question regarding power utilization in
ATmega328P,
ATmega1284P,
ATmega2560 devices.

The ATmega328P, ATmega1284P, ATmega2560 data sheets all show:

Absolute Max for DC current VCC and GND pins............. 200.0mA.

The Electrical characteristics all show greater then 200mA total being supported by the ports with various current limits per port.

(port notes not copied here)

My interpretation of these notes is that:

for the '328P the sum of current across the VCC/AVCC pins can support the current thru the ports, with 400mA max thru the VCC/AVCC & Gnd pins and 300mA thru the ports, (altho SMD parts have an extra VCC& Gnd pin, so 600mA could be taken in)

for the '2560 the sum of current across the VCC/AVCC pins can support the current thru the ports, with 1000mA max thru the VCC/AVCC & Gnd pins and 800mA thru the ports,

and for the '1284P the sum of current across the VCC/AVCC pins can support the current thru the ports, with 400mA max thru the VCC/AVCC & Gnd pins and 200mA thru the ports (altho SMD parts have 4 each VCC/AVCC & Gnd pins, so 800mA could be taken in) So the '1284 seems to be under supported for IO current. But a nice chip none the less that I will continue to use.

Can you confirm that for 328s & 2560s that the higher currents in the notes are supported and the 200mA Absolute Max is for each individual VCC/Gnd pin and Not for the entire device?

Atmel's Response:
Thank you for contacting Atmel Technical support.

The 200mA is the absolute maximum current rating of the power supply pin. Whatever may be the power supply voltage (The power supply voltage should be within the specification), the current through the Vcc pin should not exceed 200mA.

Also the 200mA specification under the absolute maximum rating is for individual Vcc pin. And the AVCC pins should not be considered along with the VCC pins for the total absolute maximum rating. Hence, for the device ATmega1284P, for the DIP package, the maximum current rating will be 200mA, whereas for the TQFP package, the max. current rating will be 600mA.

For 328P, the max current rating is 400mA for the TQFP package. For ATmega2560, the max current rating is 800 mA. Also, please note that this is absolute maximum rating and exposing the device to absolute maximum conditions for longer duration of time could possibly cause damage to the device.

Hope this clarifies. Please get back to us in case of further queries.

Best Regards,
Ineyaa N
Atmel Technical Support Team
Google translation:
Febbraio 2013

Ciao Atmel team tecnico,
Ho una domanda per quanto riguarda l'utilizzo di potenza in
ATmega328P,
ATmega1284P,
dispositivi ATmega2560.

Le schede tecniche ATmega328P, ATmega1284P, ATmega2560 All Mostra:

Absolute Max per DC VCC corrente e pin GND ............. 200.0mA.

Le caratteristiche elettriche tutti mostrano maggiore di totale 200mA essere supportati dalle porte con diversi limiti di corrente per porta.

(Porta non note copiate qui)

La mia interpretazione di queste note è che:

per la '328P la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 400mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 300mA thru i porti, (ma nemmeno componenti SMD hanno un pin in più VCC e GND così 600mA potrebbe essere presa in)

per il '2560 la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 1000mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 800mA thru le porte,

e per il '1284P la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 400mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 200mA thru le porte (ma nemmeno componenti SMD sono 4 ogni VCC / AVCC & pin GND, in modo da 800mA potrebbero essere prese in) Così il '1284 sembra essere sotto supportato per la corrente IO. Ma un bel circuito integrato nondimeno che continuerò ad usare.

Può confermare che per 328S e 2560s che le correnti più elevate nelle note sono supportati e il Max 200mA assoluto è per ogni singolo pin VCC / GND e non per l'intero dispositivo?

Risposta di Atmel:
Grazie per aver contattato il supporto tecnico Atmel.

La 200mA è la valutazione corrente massima assoluta del piedino di alimentazione. Qualunque sia la tensione di alimentazione (La tensione di alimentazione dovrebbe essere all'interno della specifica), la corrente attraverso il pin Vcc non deve superare 200mA.

Anche la specifica 200mA con il punteggio massimo assoluto è per i singoli pin Vcc. E i perni AVCC non dovrebbero essere considerati insieme ai perni VCC per la valutazione totale massimo assoluto. Quindi, per il ATmega1284P dispositivo, per il pacchetto DIP, la corrente massima sarà 200mA, mentre per il pacchetto TQFP, max. Valutazione corrente sarà 600mA.

Per 328P, la potenza massima corrente è 400mA per il pacchetto TQFP. Per ATmega2560, il rating corrente massima è di 800 mA. Inoltre, si ricorda che questa è nominale massima assoluta e di esporre il dispositivo alle condizioni di massimo assoluto per la durata di tempo più lungo potrebbe causare danni al dispositivo.

Spero che questo chiarisce. Si prega di tornare a noi in caso di ulteriori domande.

I migliori saluti,
Ineyaa N
Team di supporto tecnico Atmel

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Brunello:
Sull'Atmega2560 i valori massimi sono i seguenti

DC Current per I/O Pin ................................................ 40.0mA
DC Current VCC and GND Pins ................................. 200.0mA

Il valore che indichi 20mA che puoi prelevare da un pin è corretto ( mai raggiungere il valore limite ), però puoi prelevare al MASSIMO 200mA in totale ( Anche qui vale la regola che è meglio stare più bassi )-
Quindi non puoi fare 60 x 20mA

Quindi massimo 200mA? Con un fusibile da 0.25 o da 0.5 A?

CrossRoads:
[...]
La mia interpretazione di queste note è che:

per la '328P la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 400mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 300mA thru i porti, (ma nemmeno componenti SMD hanno un pin in più VCC e GND così 600mA potrebbe essere presa in)

per il '2560 la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 1000mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 800mA thru le porte,

e per il '1284P la somma della corrente attraverso i VCC / perni AVCC in grado di supportare la corrente attraverso i porti, con 400mA max attraverso i / AVCC & Gnd pin VCC e 200mA thru le porte (ma nemmeno componenti SMD sono 4 ogni VCC / AVCC & pin GND, in modo da 800mA potrebbero essere prese in) Così il '1284 sembra essere sotto supportato per la corrente IO. Ma un bel circuito integrato nondimeno che continuerò ad usare.

Può confermare che per 328S e 2560s che le correnti più elevate nelle note sono supportati e il Max 200mA assoluto è per ogni singolo pin VCC / GND e non per l'intero dispositivo?

Risposta di Atmel:
Grazie per aver contattato il supporto tecnico Atmel.

La 200mA è la valutazione corrente massima assoluta del piedino di alimentazione. Qualunque sia la tensione di alimentazione (La tensione di alimentazione dovrebbe essere all'interno della specifica), la corrente attraverso il pin Vcc non deve superare 200mA.

Anche la specifica 200mA con il punteggio massimo assoluto è per i singoli pin Vcc. E i perni AVCC non dovrebbero essere considerati insieme ai perni VCC per la valutazione totale massimo assoluto. Quindi, per il ATmega1284P dispositivo, per il pacchetto DIP, la corrente massima sarà 200mA, mentre per il pacchetto TQFP, max. Valutazione corrente sarà 600mA.

Per 328P, la potenza massima corrente è 400mA per il pacchetto TQFP. Per ATmega2560, il rating corrente massima è di 800 mA. Inoltre, si ricorda che questa è nominale massima assoluta e di esporre il dispositivo alle condizioni di massimo assoluto per la durata di tempo più lungo potrebbe causare danni al dispositivo.

Spero che questo chiarisce. Si prega di tornare a noi in caso di ulteriori domande.

I migliori saluti,
Ineyaa N
Team di supporto tecnico Atmel

(Perdonami, ma la traduzione è un disastro. Presumo sia stato Google traduttore...)
Comunque, se ho capito bene tu dici 600 mA (o 800 mA)?

Quindi, in definitiva, quale soglia è quella corretta?

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@CrossRoad Thank's for the explanation

ha ragione @CrossRoad, vale la regola
DC Current VCC and GND Pins ................................. 200.0mA

Pero' in un Atmega2560 i pin Vcc sono 4, quindi in teoria fino a 800 mA ( Ma non arrivarci mai )

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Per sicurezza, sempre meglio stare al 60/70% del massimo assoluto, e nel caso dei chip con piu di un pin di alimentazione, sarebbe buona norma stare al 50% di quel valore, quindi non 800mA, ma 400mA (che poi possa reggerne anche 800, e' un "di piu", ma perche' rischiare ? ;))

Come ho gia detto, il fusibile NON e' messo per salvare il circuito, ma per salvare "il resto", da possibili corti ed incendi ... un fusibile da 800mA sull'ingresso di alimentazione di un'arduino gia basta ... e se ci sono altre cose collegate, un secondo fusibile, con una corrente di targa di almeno il 50% piu alta dell'assorbimento massimo di tutto il resto, anche li basta ...

inoltre arduino, se alimentato dall'USB, ha gia un PTC sull'alimentazione, non ci vuole molto ad aggiungerne un'altro sull'ingresso del jack (che sia connesso volante esternamente, o modificando lo stampato per saldarcelo sopra al volo, poco importa), in modo da aggiungerci anche quella protezione, volendo ... :wink:

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Ok, capito. Sono riuscito a recuperare due fusibili (uno di riserva) da 0.6 A (600 mA) e metterò quelli...