Welke voedingspanning is best

Dag iedereen,

Voor een evenement wordt er een structuur met een aantal adresseerbare led strips op een auto gemonteerd.
12 strips met een totaal vermogen van maximaal 40 watt en 5 volt voedingsspanning. Er worden twee PWM outputs gebruikt voor de data lijn, er zijn maar twee effecten voor alle strips.
Waarschijnlijk komen er wel nog een paar controleleds en een OLED display bij op andere pinnen.

Nu had ik een buck convertor van 10A op de autobatterij voorzien om de strips én de arduino te voeden met 5 volt.

Ik meen echter ergens gelezen dat het beter is om de arduino met meer dan 5 volt te voeden.
Is dit zo?
Ik wil een (originele) nano every gebruiken en die kan volgens de datasheet een Vin tot 21 volt aan.

Concrete vraag is het beter om de Nano met meer dan 5 volt te voeden ?
Indien ja rechtstreeks op de autoaccu dan is er wel een spanningverschil tussen draaiende en stilstaande motor, of met een tweede converter naar pakweg 9 volt. (Die tweede converter heb ik liggen)

De GND's komen gemeenschappelijk.

Alvast bedankt voor jullie input,

Misj

Als het om een klassieke Nano (328P) gaat kun je veilig 5V aansluiten op 5V pin van de Nano. Het zou mijn voorkeur hebben; geen extra omzetting van 12V (of 9V) naar 5V nodig door de zwakke spannings regelaar op de Nano (omdat die vrijwel geen koeling heeft) en geen afhankelijkheid van een fluctuerende 12V.

Wees je ervan bewust dat de 12V van een auto vuil kan zijn (bv spikes als de motor start en mogelijk interferentie); ik heb daar geen kaas van gegeten dus kan je niet vertellen wat de beste benadering is om die effecten te onderdrukken.

Dat snap ik niet; als je adresseerbare LEDs hebt wordt de PWM door de driver chip van de LED geregeld; en kun je iedere pin gebruiken.

Bedankt voor het antwoord dan hou ik het bij de 5 volt.

Ja je hebt volledig gelijk, en in mijn testopstelling gebruik ik al een niet pwm pin. Zal even de draad kwijt geweest zijn.

Een Nano Every is geen klassieke Nano met een 328P controller aan boord.
Ik snap niet welke genius het noodzakelijk vindt om heel andere boards met heel andere controllers aan boord een identieke naam (al dan niet met toevoegingen) te geven, maar er loopt schijnbaar minimaal 1 zo'n genius in Italië rond.

Een Nano Every heeft een ATMEGA4809 aan boord en een MPM3610 1 Ampère 5 Volt converter die weer een AP2112K-3.3 converter voor 3.3 Volt bij max 600 mA voedt.
De USB converter is niet de controller zelf, maar een andere Atmel oplossing.

Dit boardje heeft ook een 5 Volt pin (pin 12), waarmee je 'm dus ook uit je 5 Volt hoofdvoeding kunt halen.
Dat is dus niet de VIN pin (pin 15), waar je wel een grotere spanning op moet aansluiten (7-21 Volt).
Dan sluit je 'm dus ook aan op de 22µF condensator die op het boardje zit, zodat er enige mate van filtering plaatsvindt, maar wellicht is het een goed idee er een grotere en een kleinere condensator bij te zetten.
De grotere zou ik dan beginnen met 100µF, en de kleinere met 100nF (dat is een factor 1000 kleinere waarde).
Dit zou ik parallel over elke voeding van elke print, module of strip zetten die je gaat gebruiken.
Deze extra condensatoren filteren pieken die in de voeding terechtkomen er uit, en voorkomen ook dat jouw apparaatjes de 5 Volt voedingslijn vervuilen (ze werken dus in 2 richtingen).

Bedankt voor info MAS3,

Ik ben een amateur dus hier nog wat Jip en Janneketaal vragen:

  • Ik kan dus ofwel 5 volt op pin 12 zetten of iets meer op pin 15 heeft dat een meerwaarde?
    En tussen pin 12 (of 15) en GND plaats ik dan de twee condensatoren. Staan die condensatoren
    onderling parallel ? En is er een speciaal type condensator?

  • Ik had nu op elke strip een 1000 µF 25 volt condensator op aanraden van tinytronics, wat is het verschil met jouw voorstel van 100µF en 100nF.

Alvast bedankt en fijne dag nog,

Misj

  • Ja dat kan, de "meerwaarde" van het gebruiken van pin 15 is dat je dan ook een iets minder stabiele voeding kunt gebruiken zolang die maar tussen minimaal 7 en maximaal 21 Volt blijft.
  • Ja, deze condensatoren staan inderdaad parallel aan elkaar.
  • De grotere waardes zijn electrolytische condensatoren, afgekort als elco.
    Die heb je ongetwijfeld ook van je leverancier ontvangen.
    Elco's zijn polariteitsgevoelig, dus hebben een pluspool en een minpool.
    Wanneer je die per ongeluk omdraait, kunnen ze letterlijk ontploffen.
    Ook een te hoge spanning kan dit resultaat hebben, vandaar dat diens maximaal toegestane spanning prominent vermeld wordt.
  • De kleinere waardes zijn meestal metaalfilm of folie condensatoren en die zijn niet polariteitsgevoelig.
  • De 1000µF is een factor 10 groter dan de 100 µF, en kan daarmee grotere variaties opvangen.
    Het nadeel is dat je dus alle condensatoren parallel gaat zetten.
    Voor parallel geschakelde condensatoren geldt dat de capaciteiten bij elkaar opgeteld worden.
    Wanneer je veel condensatoren gaat gebruiken, krijg je op een gegeven moment een wat hoge inschakelstroom (inrush current) die je voeding mogelijk niet aangenaam vindt.
    Uiteraard is daar nog wel wat aan te doen als dit het geval wordt.

Bedankt voor je toelichting, ik zal dan de nodige condensatoren voorzien.
Plaats ik die ook aan de ingang van de buck converter waar de 12 volt van de wagen accu aangesloten wordt. Ik gok van wel.

Verder komen er ook twee 12 V solenoid actuators die worden aangesloten aan een mosfet module, is hier een blusdiode nodig over de spoel?

In totaal komen er wel ± 15 paar van die condensatoren, ze zullen wel zelden allen samen voeding krijgen. Hoe kom ik te weten of er inrush current problemen zijn dan ?

Fijne dag nog,
Misj

Ja.

Inderdaad, een blusdiode is altijd een goed idee wanneer je een solenoid gebruikt.

Wanneer de condensatoren verder van elkaar verwijderd zijn, zal er een ader heen lopen.
Die ader kan werken als een antenne voor stoorsignalen en maken dan de condensatoren nog nuttiger.
Afhankelijk van de dikte en de lengte van die aders, kunnen ze ook als weerstand werken waardoor de stroom tijdens het opladen van de condensatoren (dat is dus die inrush current) beperkt wordt.
Wanneer je je daar zorgen over gaat maken, kun je er ook weerstanden met een lage waarde voor gebruiken, maar ik zou het eerst eens zonder proberen.
De combinatie weerstand en capaciteit kan namelijk ook weer voor heel andere ongewenste effecten gaan zorgen.

Wat de blusdiode betreft, de solenoide komt buiten op de wagen en de bediening met mosfet module binnen. Er zal toch ± 2 m kabel tussen beide zitten. Qua waterdichtheid dacht ik de diodes (en condensatoren) binnen te plaatsen.
Maakt het nu verschil uit of ik de diode aan de mosfet kant zet of aan de solenoide kant? Elektrisch zie ik geen verschil maar met electronica weet ik het niet.

Zelfde verhaal voor de condensatoren ik die binnen op de voeding te plaatsen en dan 2 m kabel naar de lichtstrips.

Qua kabel heb ik hier 1 mm2 liggen die volstaat voor de 0,7 A die de langste ledstrip nodig zal hebben, kan ik die voor alles gebruiken?

Momenteel heb ik een paar proefopstellingen op breadboard, ik begin dit week end alles samen te voegen en solderen en bekijk dan of er ongewenste neveneffecten optreden.

Nogmaals dank voor de geboden hulp.

De diode zou ik wanneer mogelijk zo dichtbij de bron (de solenoid) van de te blussen puls zetten, maar heel veel maakt dat niet uit.

Voor de condensatoren maakt dat wel uit, die zet je zo dicht mogelijk bij de module / verbruiker van de voedingsspanning.
Hoe verder weg van de verbruiker, des te slechter zal deze gaan werken.
Dus eerst de voeding, dan de draad, dan de condensatoren en dan meteen de verbruiker.

1 kwadraat zal voldoende zijn, tenzij je tientallen meters gaat overbruggen.

Bedankt voor alle hulp en hou jullie op hoogte.

Ik heb nog een vraag ivm die condensatoren.

Zoals het plan nu is zou er één kabel vertrekken van ± 1,5 m tussen de voeding en een contactdoos.

In deze contactdoos sluit ik dan de acht led strips in parallel aan op deze voedingskabel, tussen de contactdoos en het begin van de strip rest er nog ± 40 cm. Nu was het mijn bedoeling om per strip in die contactdoos een condensatorpaar te voorzien.
In de praktijk komt er dit op neer dat er 8 condensatorparen in parallel komen te staan gaat dat goed komen?

De data kabels komen apart en de bedoeling is om uiteindelijk nog twee korte strips bij te voegen wat dan op 10 condensatoren zal komen.

Alvast bedankt voor jullie mening,

Misj

ja dat is prima, de voeding moet het wel aankunnen, en eigenlijk is het niet nodig want er zijn geen pieken op een led strip wel bij grootverbruikers als relais en motoren

Ik heb nog een vraagje voor mijn project.
Ik neem deels voeding van de accu van de wagen, die zijn minpool is verbonden met het chassis.

Nu wil ik alle GND's gemeenschappelijk maken is het dan wel een goed idee dat die van de wagen erbij zit, of kan ik dat beter scheiden? Mijn (amateur)intuïtie zegt van wel.

Ik dacht hiervoor een dubbelpolig relais te gebruiken of zijn er betere (betaalbare)alternatieven rekening houdend met een maximaal verbruik van ± 10 A.

Alvast bedankt voor de hulp,

Misj

Kun je een schema tekenen? Ik snap niet goed wat je bedoelt...

meestal zijn de drivers met de nd al verbonden dus hoef je niks speciaals te doen, behalve als de accus een hoger voltage hebben dan 12 V. je arduino moet dan wel op de Vin aangesloten zijn natuurlijk.

Hieronder een deel van het schema, enkel de uitgangen de ingangen staan er nog niet bij.

Concreet ziet het er zo uit:

  • De accu van de wagen levert bij draaiende motor een spanning van 12 à 14 volt.
  • Een eerste buck converter levert 5 volt voor een aantal led strips.
  • Een tweede converter levert 11 volt om een spoel te activeren en via Vin de nodige spanning voor de Arduino.
    -Op elke led strip en aan de triggerzijde van de mosfet module komen er condensatoren.
  • Op de 11 volt uitgang van de mosfet module komt er een diode.

De concrete vraag is gaat de GND van de wagen geen storingen geven ?
Ik ben er ondertussen ook uit dat een relais dit probleem niet oplost. Als cv technieker gebruikte ik wel eens een AC-AC scheidingstransfo maar bestaat (betaalbaar) dat voor DC-DC ?

Veel dank al bij voorbaat voor de geboden hulp,
Werksheet-Draadschema-1.pdf (482,1 KB)

Lekker alles zo houden.
Allen ground 5V niet verbinden met de plus 5V....

Prima dat het chassis verbonden is met de min van accu (anders doen je lichten (en de rest)) het niet.