Comment contrôler et alimenter une matrice de fil nichrome 25 x 25

Machu pichu

Comment contrôler et alimenter une matrice de fil nichrome 25 x 25


Je voudrais contrôler et alimenter un tableau de taille 40x40mm de 25 x 25 petits éléments chauffants qui devraient fonctionner comme un affichage visuel des LED, mais en activant / désactivant les éléments chauffants à la place. Je pense utiliser de minuscules bandes (<2 mm carré) de fil nichrome 28-30 AWG. Et je voudrais utiliser un Arduino pour piloter la matrice de fils. Chaque bande de nichrome doit atteindre des températures comprises entre 30 ° C et 45 ° C dans l’air. La source d’alimentation peut être 1 x batterie Li-Ion Polymère OU 2 x cellules Li-Ion 18650 (2300mAh).

mais ont besoin des conseils suivants:

  1. Les thématiques SMD conviendraient-elles au lieu du fil nichrome résistif?
  2. Puis-je fournir aux fils Nichrome un courant suffisant en utilisant un multiplexeur? ou dois-je utiliser des relais pour les alimenter directement?
  3. Comment le refroidissement du fil nichrome (attirant la chaleur par conduction à une température plus basse) se compare-t-il aux fils moins résistifs? cela nécessite-t-il moins ou plus de puissance?
  4. Quels sont les boucliers multiplex appropriés ou d’autres méthodes pour les contrôler avec un Arduino?
  5. La plaque Nichrome pourrait-elle être gravée chimiquement comme les panneaux de cuivre stratifiés?

Je vous remercie!

Réponses


 stevenvh

edit: modification des calculs dans le package de la diode

J’utiliserais des diodes SMT (j’expliquerai dans une minute pourquoi). 45 ° C n’est pas très chaud, ils peuvent facilement gérer cela sans déclassement. Vous pouvez utiliser le BAS16 dans le package SC79.

La résistance thermique du boîtier SC79 est de 120 K / W. Cela signifie que sans pertes thermiques, la fourniture de 200 mW chauffera déjà l’ensemble de la température ambiante (20 ° C) à 45 ° C.

Vous devrez expérimenter un peu avec la puissance, car à l’équilibre, vous fournissez autant d’énergie que ce qui est perdu dans l’environnement, et cette dernière chose n’est pas facile à calculer théoriquement. Gardez à l’esprit que les diodes perdront plus de chaleur par conduction (vers le PCB) que par convection (dans l’air).

Arduino peut fournir 100 mW par broche, vous ne pouvez donc pas multiplexer directement à partir des E / S. Trois problèmes.

  • Non seulement les 100 mW sont insuffisants, si vous voulez multiplexer 25 colonnes et avoir 200 mW pour chacune, cela signifie que vous devez fournir 5 A à un rapport cyclique de 4%. Arduino ne peut ni générer ni absorber cela, vous aurez donc besoin de transistors pour contrôler les lignes et les colonnes.
  • Et c’est là que les diodes entrent en jeu, vous ne pouvez pas simplement multiplexer un réseau de résistances, ni de fil Nichrome. Les résistances dans les colonnes / rangées adjacentes sont parallèles à elles et elles prendront également une part de la charge. Vous ne pouvez pas les contrôler individuellement. Avec les diodes, vous pouvez le faire, le multiplexage d’affichage à LED est effectué tout le temps.
  • 25 diodes

Lectures complémentaires
Gestion thermique dans les applications de résistances montées en surface

Machu pichu

Merci Steven! bons conseils. Je n’ai que quelques inquiétudes. J’ai besoin que les diodes soient de forme carrée, la plupart des diodes SM sont rectangulaires. J’aimerais également que la plus grande partie de leur chaleur se dissipe par conduction de leur surface supérieure en contact avec une autre surface, plutôt que par le PCB, comme l’indique la carte de chaleur (pdf). De plus, que voulez-vous dire par « Arduino ne peut pas source ni couler cela »? Merci encore.

stevenvh

@MachuPichu – Square peut être difficile à trouver. Ils utilisent des noms de packages, vous devrez donc peut-être parcourir la liste des packages de diodes SMT existants. Vous pouvez réduire les pertes sur le PCB en plaçant une entretoise de 0,5 mm (quelque chose comme ça) sous la diode pendant le soudage, retirez-la ensuite. Rendez également les traces de la LED étroites à un point proche des LED; le cuivre conduit très bien la chaleur. « Arduino ne peut pas générer ni absorber cela » signifie que ses broches d’E / S ne peuvent pas fournir 5 A, ni tirer 5 A. (il y avait une faute de frappe dans ma réponse, 5 W devrait être 5 A)

 

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