Auto Tank: 透過自建雲端服務來監控魚缸 pH 及溫度

[max099521]

上圖犯了一個錯誤，就使用 5V 來上拉電阻，但是樹莓派的 GPIO 為 3.3V，所以設計得改，加上買了貓頭鷹 6CM 的 PWM 風扇，那就更有趣了點。

完成圖如下，暫時沒有可用的大外殼，但就這樣放在電器櫃裡，沒有什麼問題
最下面是 SSD，再來是 Pi, Pi 的鐵殼挖了個圓孔給風扇散熱用，上層的左側擺電路板，右側就是安靜的風扇了

電路板電路如下，pin 腳對應如右下所示

目前降溫的對策就是 45 度啟動風扇，降至 40 度停止，風扇的轉速則由 40 度到 70 度之間線性增加轉速
也就是 70 度時就會全力運作，但目前看來是溫度還不至於飆到 70 度

我記得PI 好像也有5V的輸出..(如果我沒有記錯的話啦~~)

 

[samuel0318]

( 使用5V來做上拉電阻，但是樹莓派的 GPIO 為 3.3V) ，，用兩顆電阻做分壓.....只是要做上拉用，兩顆電阻解決兩塊錢或不用錢找一些不要
的電路板拆電阻就好，， 根據底下的分壓電路計算式，可得出5V訊號電壓將被降低成3.3V。實際的電阻值不一定要用1KΩ和2KΩ，只要約莫1:2的數值即可，例如：3.2KΩ和6.4KΩ。 如果是要處理高速訊號不建議用電阻分壓，用穩壓IC會比較穩定如AMS1117 IC或
在沒屋頂打M22 TXS0108E 高速全雙工 3.3V 5V 電平轉換模組 8 位 雙向 電壓轉換
，因為電阻會因為熱而稍微改變阻值，，

概念是對的, 應該用蕭特基二極體(schottky diode)會比較好.
但1N4700是稽納二極體 (Zener Diode), 並不是蕭特基二極體.
1N4700 有可能比一般正常的二極體 1N4001 要更慢.
若要用蕭特基二極體或許可以選用1N5817.
找不到1N5817的話或許可以用小信號的1N4148也會比較快.

透過 mmmeigie 和 LittleWhiteBear 兩位大大的討論，謝謝！學習了！
謝謝 mmmeigie 分享分壓電路、飛輪二極體保護電路，透過影片也瞭解更清楚
所以我就順著繼續了解，關於 PWM Fan 的保護電路
透過這篇討論

Do I need a Schottky diode as a flyback diode with PWM @ 30khz?

I use a regular diode (1N4007) as a flyback diode for a 250ma 5v fan. My transistor is a 2N 3904 and the PWM generator is an attiny85: I use this one because originally I was switching the PWM sig...

electronics.stackexchange.com

所以我應該在 PWM Fan 的 VCC 和 GND 之間，並聯一顆 1N5817 蕭特基二極體？

 

[samuel0318]

我記得PI 好像也有5V的輸出..(如果我沒有記錯的話啦~~)

沒錯啦，Pi 有 5V 輸出，但是 GPIO input 只能是 3V3 或 0V
從 Raspberry Pi GPIO官方文件描述

 

[mmmeigie]

透過 mmmeigie 和 LittleWhiteBear 兩位大大的討論，謝謝！學習了！
謝謝 mmmeigie 分享分壓電路、飛輪二極體保護電路，透過影片也瞭解更清楚
所以我就順著繼續了解，關於 PWM Fan 的保護電路
透過這篇討論

Do I need a Schottky diode as a flyback diode with PWM @ 30khz?

I use a regular diode (1N4007) as a flyback diode for a 250ma 5v fan. My transistor is a 2N 3904 and the PWM generator is an attiny85: I use this one because originally I was switching the PWM sig...

electronics.stackexchange.com

所以我應該在 PWM Fan 的 VCC 和 GND 之間，並聯一顆 1N5817 蕭特基二極體？

老實說這有點專業，，你可用示波器下去看量看看波型，pwm有頻率問題，或用光偶這你上網去查網路很多資料，，要不然8.4上很多神人可問看看，，

 

[LittleWhiteBear]

透過 mmmeigie 和 LittleWhiteBear 兩位大大的討論，謝謝！學習了！
謝謝 mmmeigie 分享分壓電路、飛輪二極體保護電路，透過影片也瞭解更清楚
所以我就順著繼續了解，關於 PWM Fan 的保護電路
透過這篇討論

Do I need a Schottky diode as a flyback diode with PWM @ 30khz?

I use a regular diode (1N4007) as a flyback diode for a 250ma 5v fan. My transistor is a 2N 3904 and the PWM generator is an attiny85: I use this one because originally I was switching the PWM sig...

electronics.stackexchange.com

所以我應該在 PWM Fan 的 VCC 和 GND 之間，並聯一顆 1N5817 蕭特基二極體？

是, 只要是二極體都行 (記得接成逆偏)
找不到蕭特基二極體的話改用最普遍的1N4001也可以

 

[samuel0318]

是, 只要是二極體都行 (記得接成逆偏)
找不到蕭特基二極體的話改用最普遍的1N4001也可以

文章內有段話說

I saw a case once where the switching transistor got blown out because a slow recovery diode was accidentally installed in a motor driving application.

高頻的看來還是找蕭特基二極體必較合適，至於什麼型號，這個就真的要看我的需求和規格了

 

[samuel0318]

透過上述的討論，我看懂 Relay 電路板上的 Flyback Diode 的作用了

 

[LittleWhiteBear]

文章內有段話說

高頻的看來還是找蕭特基二極體必較合適，至於什麼型號，這個就真的要看我的需求和規格了

其實風扇(或繼電器)用的PWM 不需要, 也不建議用到太高頻. (因為是機械的動作而不是純電路的動作)
因為它是用PWM, 重要的是 duty cycle (0%~100%), 而不是 frequency (頻率).
過高頻率的switching (on-off 切換) 只會增加 switching power consumption (AC power) & EMI 干擾源而沒有好處.
倒是duty cycle可控的精確度比較重要. (16 stage vs. 1024 stage)

一般文章講的 switching transistor, 通常是指"交換式電源"中的元件
要提高交換式電源的工作效率, 通常需要很高的切換速度, 比如10KHz~100KHz以上
此時用蕭特基二極體才能達到很高的工作效率.

不過如果不介意價錢, 也方便取得蕭特基二極體
那當然用了也是有好沒壞 (殺雞也是可以用牛刀的)

 

[mmmeigie]

:

其實風扇(或繼電器)用的PWM 不需要, 也不建議用到太高頻. (因為是機械的動作而不是純電路的動作)
因為它是用PWM, 重要的是 duty cycle (0%~100%), 而不是 frequency (頻率).
過高頻率的switching (on-off 切換) 只會增加 switching power consumption (AC power) & EMI 干擾源而沒有好處.
倒是duty cycle可控的精確度比較重要. (16 stage vs. 1024 stage)

一般文章講的 switching transistor, 通常是指"交換式電源"中的元件
要提高交換式電源的工作效率, 通常需要很高的切換速度, 比如10KHz~100KHz以上
此時用蕭特基二極體才能達到很高的工作效率.

不過如果不介意價錢, 也方便取得蕭特基二極體
那當然用了也是有好沒壞 (殺雞也是可以用牛刀的)

這吧牛刀不是要用來生產的話，，便宜啦，，，

 

[samuel0318]

最近有點受不了pi莫名的當機
可能因為電壓下降而導致的 Safe shutdown, 在shutdown 的過程中如果電源馬上恢復，pi 會處在有電但是關機的狀態，在這裡我就想要用esp01做個watchdog做為pi的監控，一旦esp01連不上pi上的MQTT,就會透過 IRLZ44N對pi的電源重啟。
所以動手製作電路板，實現三個功能
1. Safe shutdown
2. Service watchdog
3. Fan PWM control