Schaltung Okayish?

Moin liebe Experten,

mein erstes Arduino-Projekt nimmt Form an. Alle Komponenten sind einzeln und in Teilen gemeinsam getestet und bis jetzt läuft alles wie geplant (abgesehen davon, dass ich einen DFPlayer abgefackelt habe).
Da ich "nur" Elektrofachkraft und Enthusiast bin fehlt mir die Fachkenntniss Schaltungen korrekt auszulegen, zu berechnen und zu wissen was man noch alles bedenken muss. Hier hoffe ich auf Ratschläge von Euch Experten.
Ich habe den "Schaltplan" nach bestem Wissen, Gewissen und allen Infos die ich finden (und verarbeiten :wink: ) konnte zusammengeschustert aber noch einige Fragen.

  • Ist die Schaltung so zumindest okayish oder habe ich etwas brandwichtiges übersehen?

  • Wie versorge ich den Arduino am besten? (Deswegen ist er in der Schaltung noch nicht versorgt. Vorgesehen ist der oberste Stepdown Converter)
    Ich habe verschiedenste Meinungen sowie Vor- und Nachteile gelesen und die Geister scheinen sich darüber zu streiten ob nun 5V via USB, 5V an Vcc oder 7-9V an der Buchse die beste Möglichkeit ist.

  • Ich glaube der DFPlayer zieht tüchtig Strom bei voller Lautstärke. Deswegen hätte ich ihn lieber einzeln Versorgt so wie die Motoren und das Relaisboard. Nachdem ich den ersten abgefakelt habe (ich weiß nicht ob das passiert ist weil er an einer externen 5V Versorgung hing und ich die Grounds noch nicht verbunden hatte oder ob ich einmal versehentlich die Polung vertauscht habe) bin ich unsicher.

  • Da die Stepper wohl etwas über 500mA ziehen können habe ich jeweils nur zwei an einem StepDown (der 2A macht, Spitzen bis zu 3A). Ist das so machbar oder habe ich mir da völligen Blödsinn ausgedacht?
    Gestern hat beim Betrieb von vier Motoren meine Powerbank 4A bis 6A angezeigt, das verwirrt mich auch (wobei ich auch nicht sicher bin in wie weit man der Anzeige trauen kann, muss nochmal ein Multimeter dazwischen klemmen). [streichen. das war blöd. die Powerbank zegt Watt an, nicht Ampere +facepalm+

  • Da am ULN2003 nach Datenblatt je nach Strom bis zu 1,2V abfallen sollte ich die Ausgangsspannung der entsprechenden Spannungswandler demnach höher als 5V einstellen? (an sich können die ja eh bis 12V ab - aber ich möchte halt auch möglichst nur Bewegung und keine unnötige Wärme erzeugen :wink: )

Für jede Idee, Feedback und Kritik dankbar
Marco

einstellen auf 8-9V und auf VIN legen.

für 5V müsstest Du sicherstellen, das Du USB nicht gleichzeitig nutzt.

das ganze kann von 5v versorgt werden, außer Membran-pumpen und Garagentor Öffner. Apropos, was tut er? 70€ teures Teil schaltet 4 Pins zu GND?
Die Schrittmotoren kann man in bipolar umwandeln und A4899 Treiber nutzen. Man muss sie nicht ständig unter Strom halten, so kommt EN Pin gerade Recht um Strom zu sparen.

Allerdings bräuchte ich wenn es nur eine 5V Quelle ist natürlich eine die auch genug Strom liefert, besonders für die Motoren und Relais damit mir nicht die Spannung einbricht. Natürlich könnte ich einen einzelnen Converter kaufen der das kann, möchte aber möglichst mit den Teilen arbeiten die ich eh schon habe. Gleiches gilt für den Toröffner. Klar ist das Teil eigentlich total oversized. Aber ich hatte ihn liegen, hat mich nichts gekostet und wird für keinen anderen Zweck gebraucht - dann darf der in meinem Re- und Upcycle Gedanken auch als einfacher, fernsteuerbarer Schalter benutzt werden :wink:

Relay - ja. Motoren - nicht wirklich, sie arbeiten ja nicht gleichzeitig alle.
auch so geht es natürlich.
ratsam wäre noch - mehr Kondensatoren in der Nähe von allen Verbrauchern.

:thinking: Was hab ich gezeichnet oder geschrieben für diese Vermutung? Doch, tatsächlich werden sie alle gleichzeitig laufen. :wink:

Und da kommen wir genau zu den Tipps die ich bräuchte. Mir ist leider nicht klar wo und welche und was sie tun sollen. Aber ich sehe immerhin eine Richtung in der ich mich noch belesen muss.

Experte bin ich keiner, aber Anregungen habe ich:

  • UNO Pin 2 und 3 können für Interrupts verwendet werden, daher würde ich Relais eher an 4 und 7 anschließen.
  • DF-Player Pin BUSY würde ich mit einem UNO-Eingang verbinden für die Info, ob gerade ein Titel abgespielt wird. Über UART gibt es manchmal Geräusche.
  • Arduino-Versorgung siehe #2.
  • Durch Schrittmotoren fließt auch im Stillstand Strom, denn sonst hätten sie kein Haltemoment. Über den Daumen hätte ich mit 100 mA je Strang gerechnet, maximal zwei gleichzeitig, also 200 mA je Motor. Kann mich irren, aber die hohen Ströme solltest Du nochmal überprüfen.
    Der Schrittmotor hat am gemeinsamen Pol 5 V. Wenn Du alle Motorpins auch auf 5 V stellst, fließt kein Strom, wäre sowas wie disable. Die Position geht aber verloren.

Ha! Dank dir habe ich mich jetzt mal i Interrupts eingelesen. Großartig, danke!

Das hatte ich auch schon überlegt allerdings geht's auch über Software. Ich frage dazu myDFPlayer.readState() ab. Ich benutze die Library von DFRobot.
Der Wiederstand in der TX-Leitung soll die Geräusche verhindern. Das klappt nach meinen Beobachtungen ... öhm ... "Behörungen" bis jetzt ausgezeichnet.

Unbedingt. Ich hatte irgendwo gelesen, daß die Motoren mit dem ULN max ~540mA ziehen.

Ach spannend. Auch hierfür danke :slight_smile:

Da zwischen Arduino und Schrittmotor ein Darlingtonarray sitzt muß der Arduino LOW ausgeben damit der Transistor nicht durchsteuert und so ein Strom durch die Motorwicklung fließt. Der ULN2003 ist ein 7 Darlington Transistor Array mit open Kollektor. Ist der Eingang LOW dann ist der Transistor gesperrt.
Grüße Uwe

So wie Uwe schreibt, der Arduino-Pin muß LOW sein, damit der Motorpin 5 V hat und kein Strom fließt.

Als Elektrofachkraft hättest Du das natürlich gewußt :rofl:

Das ist nicht ganz richtig. Der ULN2003 wie auch der ULN2803 oder ULN2068 haben Open Collektor Ausgänge. Diese wechseln je nach Ansteurung des entsprechenden Eingangs zwischen hochohmig und auf Masse geschlossen. Da gibt es keine +5V Ausgangsspannug. Wenn man eine Last zwischen Ausgang und Masse schaltet, wird diese nie eingeschaltet.
Grüße Uwe

Du beschreibst die IC-Funktion vollkommen richtig, da stimme ich Dir zu.

Ich schreibe aber vom Motorpin. Die gemeinsame Leitung des unipolaren Motors hängt an +5 V, weshalb die unbeschalteten oder an hochohmigen Ausgängen des ULN2803 angeschlossenen restlichen vier Leitungen des Motors über ihre Spulen ebenfalls an +5 V hängen. Diesen Zustand beschreibe ich, weil in diesem kein Strom fließt, die INx sind LOW.

Durch ein abwechselndes HIGH an INx fließt Strom.

Da gebe ich Dir gerne Recht.
Für einen Anfänger, ist meiner Ansicht, das nicht so verständlich, sondern ich befürchtete, daß er das falsch versteht und es auf das Arduino Pin bezieht.
Ohne Pullup-Motorwindung ist aber auch kein HIGH am Ausgang des ULN.
Ich glaube, mit unserer gemeinsamen, ergänzenden Erklährung ist es jetzt allen klar wies funktioniert. Danke für die gute Zusammenarbeit :innocent:
Grüße Uwe

Ich bemühe mich, auch wenn das nicht immer erfolgreich ist :blush:

:stuck_out_tongue_closed_eyes: Dafür habt ihr zwei das ja jetzt ausführlich besprochen :wink:

Noch eine Anmerkung zu meiner letzten Frage (Spannungswandler einstellen) und kolaha's Vorschlag mit den Kondensatoren?

Du wolltest doch an den Motoren Strommessungen durchführen. Für eine Einschätzung scheint es mir sinnvoll, das erstmal zu machen.

Schrittmotoren benötigen zur Positionsbestimmung einen Referenzschalter. Die fehlen mir in Deiner Schaltung.

Gerade dazu gekommen und meinen saublöden Fehler bemerkt: Die Powerbank zeigt natürlich keine Ampere an sondern Watt +facepalm+
Ich habe jetzt alle Situationen durchgemessen (nur die Stepper) und komme in Spitze auf 217mA, durchgehend ca. 100mA.

Da das ganze ein absolutes Showobjekt wird können die Positionen unbekannt sein und ich habe auf die Schalter verzichtet. Einzig interessant wären vielleicht die Positionen von Minuten- und Stundenzeiger auf der 12 aber ganz ehrlich, da sehe ich Kosten/Nutzen nicht.
Hier mal ein Bild damit überhaupt klar ist was ich hier bastel...


Stunden- und Minutenzeiger sowie das Drehpendel werden mit den Steppern bewegt. Außerdem noch ein vierter der ein altes Uhrwerk (hier nicht zu sehen) bewegen soll (alles nur zur Show).
Video vom Test

Dann sollten die Kondensatoren der StepDown Wandler genügen.

Ja dann.

Obwohl es schon eine Überraschung wäre, zwischendurch mal die aktuelle Zeit anzuzeigen.

Eine kleine Reflexlichtschranke ist nicht viel Aufwand, etwas Silberpapier auf die Zeigerrückseite geklebt auch nicht.

Zeit von DS3231.

Ich bin halt kreativ :crazy_face:

Klasse, danke.

Gnoaaar....und bringst mir tolle Ideen ein und ich kann die Version 1 gedanklich wieder nicht abschließen :laughing:

Da darfst Du uns nicht zuviel Aufmerksamkeit geben. Wir bringen oft die Fragenden auf andere Gedanken.

Grüße Uwe