Dez milhões de ciclos no arduino

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Estou tentando criar um interruptor adequado para minha invenção. Dentro do interruptor, há uma pequena placa de metal. Quando o usuário puxa o interruptor, essa placa de metal se aproxima e entra em contato com duas estruturas metálicas e forma um circuito fechado que é conectado a um pino digital em um Arduino.

O problema é que eu preciso que isso funcione por até 10 milhões de ciclos ou mais, e eu não sou engenheiro elétrico nem mecânico, então não tenho idéia se isso durará tanto tempo. Projetei as duas estruturas metálicas para que ainda exista muita área próxima à placa de metal (a menos de 1 milímetro de distância) após a flexão, desgaste e desgaste esperados, mas, além disso, não tenho idéia de outros problemas. encontro.

Minhas três perguntas:

Há outras questões que preciso considerar por 10 milhões de ciclos?

O Arduino pode lidar com tantos ciclos?

Sugestões sobre material adequado para a placa e estruturas metálicas?

Electrical Newbie
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Você pode nos dar um diagrama para ilustrar o tamanho da estrutura? Não tenho certeza se está claro no momento. Além disso, o interruptor é apenas um pólo momentâneo ou alterna de alguma forma? O Arduino ficará bem com dez milhões de sinais liga / desliga (internamente, provavelmente isso pode ser feito em menos de uma hora), mas presumivelmente seu switch não funcionará tão rápido! Com que frequência você espera que seu dispositivo abra ou feche?
halfer
Por favor, explique o que você quer dizer com um interruptor. É um interruptor de alavanca, um botão de pressão momentâneo com mola (ou um botão de tração, se você preferir) ou algo mais?
Anindo Ghosh
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Esse é um requisito bastante extremo - em quantos anos? Quão nocivo é o meio ambiente (poeira, umidade, etc.)? Por que as opções comerciais existentes não são adequadas? Existe um requisito de tamanho?
Pjc50
10 milhões de ciclos em um Arduino levam aproximadamente 625ms.
jippie
Talvez se você nos dissesse por que um interruptor de prateleira não fará o que você precisa, poderíamos oferecer melhores conselhos.
Lyndon

Respostas:

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10 milhões são muitos ciclos. Fazer uma troca que pode durar tanto tempo é surpreendentemente difícil, como você pode dizer ao meu número de botões que não funcionam que você pode encontrar em todo o lugar. Não recomendo tentar fazer sua própria troca, que depende de fazer e quebrar um contato.

Por exemplo, este interruptor DF2 "Long Lifespan" da Omron é garantido apenas para durar 1 milhão de ciclos.

Omron DF2 switch

De longe, a melhor maneira de fazer uma troca é fazer algum tipo de sensor sem contato. Por exemplo:

Magnético: A atração move um pequeno ímã para mais perto de um sensor de efeito Hall . O sensor detecta o ímã e envia sua saída para o Arduino. Isso tem a vantagem de funcionar mesmo quando está molhado ou sujo.

Sensor de efeito Hall

Óptico: a atração move um objeto opaco entre um transmissor e um receptor ópticos. Os mouses de rolo antiquados usavam esses tipos de sensores para medir o movimento X e Y do mouse.

Sensor óptico de slot

Novamente, eles são muito confiáveis ​​e gerenciarão facilmente 10 milhões de ciclos. No entanto, eles são sensíveis a ambientes muito sujos ou onde você tem grandes alterações na quantidade de luz ambiente.

Rocketmagnet
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Você pode praticamente fatorar a luz ambiente com o sensor óptico, ligando e desligando o emissor e comparando as leituras correspondentes do detector medidas através de uma entrada ADC no Arduino.
precisa
+1 Para sensor de efeito hall. Se o consumo de energia não é um problema, estes são baratos, alegres e duram para sempre. Apenas certifique-se de que o ímã e o sensor estejam conectados muito bem com massa de aço ou algo assim e eles devem durar a marca de 10 milhões!
Piotr Kula # /
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O Arduino pode lidar com 10 milhões de operações de entrada, mas você achará extremamente difícil fazer uma troca que fará o mesmo.

Existem duas áreas de preocupação.

  • Você precisa alternar para sobreviver mecanicamente a 10 ^ 7 operações repetidas.

  • Você precisa que as conexões elétricas permaneçam confiáveis ​​- elas podem não se desgastar, dobrar excessivamente, oxidar, fadiga ou parar de conduzir por qualquer motivo.

Uma solução muito mais fácil é usar um "Hall Switch", que é um interruptor eletrônico que é ativado pela proximidade de um polo magnético e que não possui partes móveis elétricas nem a necessidade de contato real. O problema então se torna principalmente mecânico.

Você precisa fornecer mais detalhes. Os interruptores de salão consomem energia em espera. Se isso importa depende do seu aplicativo. Depois, há questões de força, distância da viagem, frequência de operação e muito mais. Conte-nos mais e podemos ajudar mais.

Russell McMahon
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Você definitivamente não deseja usar um método de contato mecânico se precisar durar 10 milhões de operações. Além do efeito Hall e do opto-interruptor, como sugerido pelo Rocketmagnet, também há sentido capacitivo e outros tipos de sentido magnético.

No sentido capacitivo, um pedaço passivo de condutor é movido entre duas placas fixas. Nenhum desses toque. As conexões elétricas são apenas para as placas fixas.

Outros tipos de sensor magnético movem um pedaço de material magnético (ferro) para perto de uma bobina estacionária, e o restante é a eletrônica que mede efetivamente a mudança na indutância. Mais uma vez, o material magnético não toca na bobina, apenas se aproxima cada vez mais como o sensor Hall. As conexões elétricas são apenas para a bobina fixa.

O microcontrolador não será o fator limitante. Rotineiramente faz M de pequenas coisas por segundo. Micros não se desgastam com o uso. Algumas partes podem se desgastar com o tempo, mas isso tem relativamente pouco a ver com o número de operações executadas, desde que as especificações de temperatura e tensão máxima sejam seguidas.

Olin Lathrop
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