arduino 上千万次循环

电器工程 Arduino 开关
2022-01-30 02:20:54

我正在尝试为我的发明构建一个合适的拉动开关。在开关内部,有一块很小的金属板。当用户拉动开关时,这个金属板靠近并接触两个金属结构,形成一个闭合电路,连接到Arduino上的数字引脚。

问题是我需要它运行多达 1000 万次或更长时间,而且我既不是电气工程师也不是机械工程师,所以我不知道它是否能保持这么长时间。我已经设计了这两种金属结构,因此在预期的弯曲、磨损和撕裂之后,金属板附近仍然应该有足够的区域(小于 1 毫米),但除此之外我不知道我可能会遇到什么其他问题遇到。

我的三个问题:

对于 1000 万次循环,我还需要考虑其他问题吗?

Arduino 可以处理那么多周期吗?

关于金属板和结构的合适材料的建议?

3个回答

1000万是相当多的周期。做出一个可以持续这么长时间的开关是非常困难的,因为你可以告诉我你可以在这个地方找到的非工作按钮的数量。我不建议您尝试制作依赖于建立和断开联系的自己的开关。

例如,这款来自 Omron 的“长寿命” DF2开关只能保证使用 100 万个周期。

欧姆龙 DF2 开关

到目前为止,进行开关的最佳方法是制造某种非接触式传感器。例如:

磁性:拉力使小磁铁更靠近霍尔效应传感器传感器检测到磁铁,并将其输出发送到 Arduino。这样做的好处是即使在潮湿或肮脏的情况下也能正常工作。

霍尔效应传感器

光学:拉力在光学发射器和接收器之间移动不透明物体。老式滚轮鼠标使用这些类型的传感器来测量鼠标的 X 和 Y 运动。

光学槽传感器

同样,这些非常可靠,可以轻松管理 1000 万次循环。但是,它们对非常脏的环境或环境光量发生较大变化的环境很敏感。

Arduino 可以处理 1000 万次输入操作,但您会发现很难做出同样的开关。

有两个方面值得关注。

  • 您需要开关机械地承受 10^7 次重复操作。

  • 您需要电气连接保持可靠 - 它们不会因任何原因磨损、过度弯曲、氧化、疲劳或停止导电。

一个更简单的解决方案是使用“霍尔开关”,它是一种电子开关,通过靠近磁极而激活,没有电气移动部件,也不需要实际接触。那么问题就变成了主要的机械问题。

您需要提供更多详细信息。霍尔开关消耗待机功率。这是否重要取决于您的应用程序。然后是力、行进距离、操作频率等问题。告诉我们更多,我们可以提供更多帮助。

如果需要持续 1000 万次操作,您肯定不想使用机械接触方法。除了Rocketmagnet建议的霍尔效应和光断续器外,还有电容感应和其他类型的磁感应。

通过电容感应,一块无源导体在两个固定板之间移动。这些都没有接触。电气连接仅连接到固定板。

其他类型的磁感应在固定线圈附近移动一大块磁性材料(铁),其余的是有效测量电感变化的电子设备。同样,磁性材料不会接触线圈,只会像霍尔传感器一样越来越近。电气连接仅连接到固定线圈。

微控制器不会成为限制因素。它通常每秒做 M 件小事。微型不会随着使用而磨损。一些部件可能会随着时间的推移而磨损,但这与它执行的操作数量关系不大,只要遵循温度和最大电压的规格。