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La scelta è da farsi. Per questo basta far le prove in virtuale, come descritto hai prodotti della autodesk o anche della Dassault.
Se usi i transistor hai un bel volume da sbrogliare, ma magari il vantaggio di avere consumi più bassi e tensione di pilotaggio più basse dal lato della MCU. Se si interpone un MCP23017 non ci saranno questi problemi, l’I2C è molto flessibile, visto che usa open collector.
Per l’alimentazione potresti usare quella che hai mostrato se hai intenzione di sostituire l’orologio attuale, rimane utile quella che hai. Passando ad un nuovo alimentatore è ovvio che ormai i trasformatori a frequenza di rete sono costosi e poco usati. In tutti i casi c’è da considerare che una MCU non vuole esser disturbata e val la pena di mettere un bel filtro a pi greco, un MOV e magari anche un TRANSIL sulla linea di alimentazione.
Io per alimentare a 5 V ho preso dei moduli che sono pin compatibili con i 78xx in TO220 (leggermente più ingombranti verso la parte posteriore, rispetto al TO220). Ci sono moduli a tensione fissa e variabile, ho preferito quelli a tensione variabile. Solo che non sono potenti come i TO220 e danno in media 600 mA, che per Arduino va bene. L’ho usato per il filtro acqua e sta acceso 24/7.