Jak zimno lub gorąco może mieć moje Arduino Uno?

15

Strona Arduino Uno nie podaje temperatur, w których może działać. Zastanawiam się nad umieszczeniem jej na zewnątrz. Jak mogę się upewnić, że moje Arduino Uno jest bezpieczne przy pogodzie, która może osiągnąć temperaturę od -20 do 105 stopni Fahrenheita? (Od -26 do 40 stopni Celsjusza).

Anonimowy pingwin
źródło
1
Co ważne, czy uważasz, że temperatury podane w raportach pogodowych to temperatura powietrza w cieniu? Jeśli umieścisz Arduino na słońcu, temperatura według prognozy pogody może wynosić 40ºC, płyta może osiągnąć nawet 80 100, a nawet 120ºC.
Cybergibbons,
@Cybergibbons Większość projektów na zewnątrz byłaby umieszczona w obudowie, która nie dopuszcza światła słonecznego.
Anonimowy pingwin
W jaki sposób obudowa zatrzymuje światło słoneczne? Obudowa będzie gorąca zamiast płyty, ale można uzyskać ekstremalne temperatury.
Cybergibbons,
@Cybergibbons To nadal pomagałoby i służyło jako izolacja, dopóki nie było nieprzejrzyste. Jednak w mojej sytuacji jest w garażu.
Anonimowy pingwin
więc jaki jest wniosek? czy Raspberry pi suitbale lub arduino w tak wysokich temperaturach?
Muhammad Zeeshan Akram

Odpowiedzi:

14

To nic wielkiego. Arkusz danych ATmega 328p stwierdza:

Zakres temperatur: od -40 do 85 stopni Celsjusza.

To samo dotyczy układu USB w Uno (ATmega 16u2 dla UNO R3) .

To mieści się w twoich granicach. Prawdopodobnie może być nieco chłodniej niż wspomniano, ale nieco skróci długość deski.

Istnieją jednak pewne rzeczy, które mogą pójść nie tak:

  • Pamięć EEPROM może nie być przechowywana tak długo w ekstremalnych temperaturach. Pamiętaj o tym, jeśli przechowujesz krytyczne dane.
  • Regulator napięcia może nie działać tak dobrze w gorących warunkach
  • Oscylator kwarcowy może nie dawać dokładnych wartości. Wyobrażam sobie jednak, że kilka herców mniej więcej nie wpłynie na procesor 16 MHz. Tolerancja jest w rzeczywistości nieco mniejsza niż 1%. Być może masz problemy z szeregowym (nieprawidłowa prędkość transmisji). Zajrzałbym również do każdej komunikacji, takiej jak I2C. (Nie wiem dokładnie, jak działa linia zegara ... może być w porządku dla I2C.)
  • Rezystory / kondensatory mogą nie dawać dokładnych wartości. Wyobrażam sobie, że tolerancja nie będzie większa niż 8% na opornikach: większość oporników jest oceniana na 5% w normalnych temperaturach. To zależy od producenta. Kondensatory mają większą tolerancję, ale ich głównym celem jest „wygładzenie” sygnału.
  • Ekstremalne chłodzenie / ogrzewanie może powodować niewielkie problemy z rozszerzaniem. (Uwaga: raz na jakiś czas jest w porządku, ale nie co godzinę spada o 30 stopni).
  • Należy również pamiętać o innych komponentach (wyświetlaczach LCD itp.), Patrząc na opłacalność trzymania go na zewnątrz.

Tak długo, jak wszystkie inne elementy, których nie ma na płycie, będą z radością pracować w temperaturach, których potrzebujesz, wszystko powinno być w porządku. Ponadto, podobnie jak w przypadku całej inżynierii, wartości często mają wbudowane „wypełnienie”. (Tj. Tolerancja 5% to często 3-4%, maksymalne 12 V może działać na 12,5 V itp.) *

* Rozumiem przez to, że twoje Arduino nie wybuchnie, gdy osiągnie -41 stopni C. To nie jest świetne, ale najprawdopodobniej powinieneś być w porządku, o ile nie jest to regularne zdarzenie.

Anonimowy pingwin
źródło
Wartości z arkuszy danych często wymienianych w „Maksimum absolutnym” są maksimum absolutnym, nie ma tam tolerancji inżynierskiej. Producent nie gwarantuje działania poza tymi granicami i wszystko może się zdarzyć, jeśli będziesz obsługiwać urządzenie poza nimi. Możesz mieć szczęście, ale dlaczego nie wspomnieliby o wyższej specyfikacji w arkuszu danych? Szersza specyfikacja oznacza szersze zastosowanie niż konkurencyjne komponenty i być może większy przychód.
jippie
1
Kondensatory różnią się znacznie o ponad 8%, szczególnie jeśli są tańszym dielektrykiem tempco. Y5V / Z5U są określone w zakresie od -22% do +56% w zakresie od 10 ° C do 55 ° C i prawdopodobnie są to tylko 20% dokładnych części na początek (precyzyjne kondensatory są drogie i po co męczyć się, gdy oddzielenie). Ponadto Uno wykorzystuje rezonator, a nie kryształ (PN: CSTCE16MOV53-R0), który ma ± 0,5% dokładności początkowej i ± 0,3% powyżej -20 do + 80 ° C. Chociaż ATmega328P może działać do 20 MHz, może to potencjalnie powodować problemy z błędami szybkości transmisji.
Connor Wolf,
Prawdopodobnie największym problemem w niskich temperaturach jest fakt, że prawie wszystkie chemikalia akumulatorów całkowicie psują się na mrozie. Podobne problemy mogą również wystąpić w przypadku kondensatorów elektrolitycznych, które są częściami tylko 0 ° -85 °.
Connor Wolf,
@jippie Wszystko, co mówię, to to, że osiągnięcie -41 stopni nie zabije twojego układu. To nie jest świetne, ale jeśli kilka razy w roku pójdziesz tylko kilka stopni poniżej specyfikacji, powinno być dobrze. Wyjaśnię moją odpowiedź.
Anonimowy pingwin
@FakeName Większość projektów na zimno [dla kondensatorów] nie będzie wymagała tak dużej precyzji, szczególnie w przypadku głównego zastosowania w Arduino. Masz jednak rację. Dodam to do mojej odpowiedzi. Również baterie, które znajdują się pod innymi komponentami, których nie ma na płycie, z radością będą działać w temperaturach . Masz jednak rację.
Anonimowy pingwin
3

Jak wszyscy wspominają, dopóki jesteś w cieniu, gorąca temperatura prawdopodobnie nie ma większego znaczenia, ponieważ mieści się w granicach składników.

Bardziej martwię się o kondensację rano. Pary wodne kondensują na elektronice, podobnie jak na trawie. Możesz wypróbować elektryczną żywicę epoksydową na pokrycie obwodu. Arduino nie działa bardzo gorąco, więc żywica epoksydowa nie robi wiele, jeśli chodzi o zapobieganie jej ostygnięciu. Ale żywica epoksydowa nie stanowi problemu dla kondensacji pary wodnej.

użytkownik851
źródło
Możesz natryskiwać lub szczotkować tablicę Conformal Coating, aby zapobiec problemom z wilgocią. Najpierw zakryj wszystkie otwory złącza, aby uniknąć problemów z kontaktem. < mouser.com/Search/Refine.aspx?Keyword=conformal+coating >
CrossRoads
1

Aby uzyskać wysoką temperaturę, wystarczy postępować zgodnie z arkuszem danych.

W przypadku niskiej temperatury pamiętam kogoś, kto w ubiegłym roku próbował przetaktować UNO ciekłym azotem, więc chyba nigdy nie spotkasz żadnych problemów z niską temperaturą :-)

Na swoim blogu osoba ta pokazuje, że mógłby uruchomić swój UNO przy 65 MHz, obniżając temperaturę do -196 ° C.

Oczywiście proces ten był bardziej złożony niż tylko obniżenie temperatury i sprawdzenie, co się dzieje: wprowadzono wiele ulepszeń na płycie.

Blog bardzo dobrze wyjaśnia, w jaki sposób różne składniki mogą reagować na temperatury kriogeniczne; głównymi problemami wydawały się kondensatory, których pojemność dramatycznie zmniejsza się w niskich temperaturach.

jfpoilpret
źródło
1
Łał. 65 MHz w Uno.
asheeshr
1

Zgadzam się z radą przeczytania kart danych, ale tutaj jest osobista odpowiedź na pytanie.

Zainstalowałem Raspberry Pi w obudowie, w której istniejące Arduino przetrwało zeszłego lata.

Mimo że mają te same ogólne limity temperatur (z wyjątkiem sekcji komunikacyjnej), to Pi przestał działać jako pierwszy.

Dobrą wiadomością jest to, że włożenie go do niego uruchomiło się od razu.

Temperatura / wilgotność wzrosła do 140 F (jak gorący samochód w Phoenix).

Tak więc ostatecznie arkusz danych był odpowiedni pod względem przeżycia. Ale sugerowałbym bardziej konserwatywne podejście, takie jak umieszczenie ich w pomalowanej na biało obudowie, aby zminimalizować wpływ słońca.

Po usunięciu pi Arduino obudził się, jakby nic się nie stało, wciąż na zewnątrz.

Te rzeczy są bardzo odporne.

SDsolar
źródło
0

Jeśli musisz umieścić urządzenie na zewnątrz, sugerowałbym pudełko odlewane. Głównym składnikiem wytwarzającym ciepło jest prawdopodobnie regulator (Pomyśl o tym - przy 12 V reg spada do 7 V, gdzie mikro działa na 5 V, a może 3 V 3). Zalecane jest więc podłączenie najniższego napięcia do arduino, myślę, że jest dobry do 7V (dla urządzenia 5V). Jeśli możesz połączyć ścieżkę ciepła z powierzchni mikroukładu do obudowy, dobrze (użyj grubego przyrządu - o grubości co najmniej 2 mm). Uważaj, aby nie połączyć się z zakładką reg - użyj miki lub cienkiej mylaru i pasty radiatora (Unikaj interakcji galwanicznych). Zwykłe żeberkowe radiatory na zewnątrz pudełka faktycznie odprowadzają ciepło do atmosfery. Cała ta rzecz powinna znajdować się w drewnianym, pomalowanym na biało pojemniku z listew (ekran Stevensona), aby bezpośrednie słońce (i deszcz / rosa) nie uderzyło w pudło. To byłoby rozwiązanie dla ekstremalnych środowisk. Pamiętaj, że wszelkie ciepło wytwarzane przez płytę musi dostać się do środowiska wewnętrznego skrzynki - używając uwięzionego powietrza masz bardzo słaby kontakt termiczny. Następnie musi ponownie przejść przez skrzynkę i wzbić się w powietrze. Nie zapominaj, że prądnice, których używasz na chipie, wytwarzają w tym procesie trochę (małego) ciepła.

James Fuller
źródło