Wie kalt oder heiß kann mein Arduino Uno werden?

Die Arduino Uno-Seite gibt nicht an, bei welchen Temperaturen sie betrieben werden kann. Ich denke darüber nach, sie im Freien zu platzieren. Wie kann ich sicherstellen, dass mein Arduino Uno bei einem Wetter von -20 bis 105 Grad Fahrenheit sicher ist? (-26 bis 40 Grad Celsius).

Es ist nicht so schlimm. Das ATmega 328p Datenblatt gibt Folgendes an:

Temperaturbereich: -40 bis 85 Grad Celsius.

Gleiches gilt für den USB-Chip des Uno (ATmega 16u2 für UNO R3) .

Das ist innerhalb deiner Grenzen. Es könnte wahrscheinlich etwas kälter werden als erwähnt, aber es wird die Länge des Brettes ein wenig verkürzen.

Es gibt jedoch einige Dinge, die schief gehen können:

• EEPROM kann unter Umständen bei extremen Temperaturen nicht so lange aufbewahrt werden. Denken Sie daran, wenn Sie wichtige Daten speichern.
• Der Spannungsregler funktioniert unter heißen Bedingungen möglicherweise nicht so gut
• Der Quarzoszillator liefert möglicherweise keine genauen Werte. Ich würde mir jedoch vorstellen, dass ein paar Hertz mehr oder weniger keinen 16-MHz-Prozessor beeinflussen würden. Die Toleranz beträgt tatsächlich etwas weniger als 1%. Möglicherweise haben Sie Probleme mit der seriellen Schnittstelle (Baudrate nicht korrekt). Ich würde mich auch mit jeglicher Kommunikation wie I2C befassen. (Ich weiß nicht genau, wie die Taktleitung funktioniert ... für I2C könnte es in Ordnung sein.)
• Widerstände / Kondensatoren liefern möglicherweise nicht die genauen Werte. Ich würde mir vorstellen, dass die Toleranz für Widerstände nicht mehr als 8% beträgt: Die meisten Widerstände sind für normale Temperaturen mit 5% bewertet. Das hängt vom Hersteller ab. Kondensatoren haben eine größere Toleranz, aber ihr Hauptzweck ist es, ein Signal zu "glätten".
• Extreme Abkühlung / Erwärmung kann geringfügige Ausdehnungsprobleme verursachen. (Hinweis: Ab und zu ist es in Ordnung, aber nicht stündlich, wenn 30 Grad fallen.)
• Andere Komponenten (LCDs usw.) sollten ebenfalls im Auge behalten werden, wenn es darum geht, sie im Freien zu halten.

Solange alle anderen Komponenten, die sich nicht auf der Platine befinden, problemlos die von Ihnen benötigten Temperaturen erreichen, sollte es Ihnen gut gehen. Wie bei allen Konstruktionen wurde auch bei den Werten häufig eine "Polsterung" eingebaut (dh 5% Toleranz sind häufig 3-4%, maximal 12 V können mit 12,5 V betrieben werden usw.) *

* _{Was ich damit meine, ist, dass Ihr Arduino nicht explodiert, wenn es -41 Grad C ist. Es ist nicht gut dafür, aber höchstwahrscheinlich sollten Sie in Ordnung sein, solange es nicht regelmäßig vorkommt.}

Wie jeder erwähnt, spielt die Temperatur, solange Sie sich im Schatten befinden, wahrscheinlich keine große Rolle, da sie innerhalb der Grenzen der Komponenten liegt.

Ich mache mir morgens mehr Sorgen um Kondenswasser. Wasserdämpfe kondensieren auf der Elektronik genauso wie auf Gras. Sie können versuchen, die Schaltung mit elektrischem Epoxidharz abzudecken. Der Arduino läuft nicht sehr heiß, so dass das Epoxidharz nicht viel dazu beiträgt, dass er nicht abkühlt. Epoxid verhindert jedoch, dass Wasserdampfkondensation ein Problem darstellt.

Für heiße Temperaturen folgen Sie einfach dem Datenblatt.

Bei niedrigen Temperaturen erinnere ich mich an jemanden, der letztes Jahr versucht hat, eine UNO mit flüssigem Stickstoff zu übertakten, damit Sie bei niedrigen Temperaturen wahrscheinlich nie auf Probleme stoßen :-)

In seinem Blog zeigt diese Person, dass sie ihre UNO bei 65 MHz betreiben kann, indem sie die Temperatur auf -196 ° C senkt.

Natürlich war der Prozess komplexer als nur die Temperatur zu senken und zu überprüfen, was passiert: Es wurden viele Verbesserungen an der Platine vorgenommen.

Der Blog erklärt sehr gut, wie verschiedene Komponenten auf kryogene Temperaturen reagieren können; Die Hauptprobleme schienen Kondensatoren zu sein, deren Kapazität sich bei niedrigen Temperaturen dramatisch verringert.

Ich bin mit dem Rat einverstanden, die Datenblätter zu lesen, aber hier ist eine persönliche Antwort auf die Frage.

Ich habe einen Raspberry Pi in ein Gehäuse eingebaut, in dem der vorhandene Arduino letzten Sommer überlebt hat.

Obwohl sie die gleichen Gesamttemperaturgrenzwerte haben (mit Ausnahme des Kommunikationsbereichs), hat der Pi zuerst aufgehört zu arbeiten.

Die gute Nachricht ist, dass es gleich wieder hochgefahren wurde.

Die Temperatur / Luftfeuchtigkeit stieg auf 140 F (wie bei einem heißen Auto in Phoenix).

Am Ende war das Datenblatt also in Bezug auf das Überleben richtig. Ich würde jedoch einen konservativeren Ansatz vorschlagen, z. B. die Platzierung in einem weiß gestrichenen Gehäuse, um die Auswirkungen der Sonne zu minimieren.

Nach dem Entfernen des Pi erwachte der Arduino, als wäre nichts passiert, immer noch draußen.

Diese Dinge sind sehr belastbar.

Wenn Sie Ihr Gerät außerhalb aufstellen müssen, würde ich eine Druckgussbox vorschlagen. Die wichtigste wärmeerzeugende Komponente ist wahrscheinlich der Regler (Denken Sie darüber nach - bei 12 V sinkt die Regulierung um 7 V, wobei das Mikro mit 5 V oder vielleicht 3 V 3 betrieben wird). Daher wird empfohlen, die niedrigste Spannung in das Arduino einzuspeisen. Ich denke, sie liegt bei 7 V (für eine 5-V-Einheit). Wenn Sie einen Wärmepfad von der Chipoberfläche zum Gehäuse herstellen können, ist dies gut. (Verwenden Sie eine schwere Messlehre mit einer Dicke von mindestens 2 mm.) Achten Sie darauf, dass Sie keine Verbindung zur Registerkarte reg herstellen - verwenden Sie Glimmer oder dünne Mylar- und Wärmeleitpaste (Vermeiden Sie galvanische Wechselwirkungen). Normale Kühlkörper mit Rippen an der Außenseite der Box geben tatsächlich Wärme an die Atmosphäre ab. Das Ganze sollte in einem weiß gestrichenen Lattenrost aus Holz (A Stevenson Screen) aufbewahrt werden, damit keine direkte Sonneneinstrahlung (und kein Regen / Tau) auf den Behälter trifft. Dies wäre eine Lösung für extreme Umgebungen. Denken Sie daran, dass jede Wärme, die von der Platine ausgeht, an die interne Umgebung der Box gelangen muss - mit eingeschlossener Luft haben Sie einen sehr schlechten Wärmekontakt. Dann muss es durch die Box und wieder in die Luft. Vergessen Sie nicht, dass Stromsenken, die Sie auf dem Chip verwenden, dabei etwas (kleine) Wärme erzeugen.